Was ist ein Kernkraftwerk?

Was ist ein Kernkraftwerk

Ein Kernkraftwerk erzeugt Elektrizität durch den Einsatz von Kernreaktionen, hauptsächlich durch Kernspaltung.

Kernspaltung

Bei der Kernspaltung werden schwere Atome wie Uran in kleinere Teile aufgeteilt, wobei eine große Menge an Energie freigesetzt wird.

Hauptkomponenten

Im Spaltungsprozess werden die Kerne schwerer radioaktiver Atome in zwei fast gleich große Teile zerbrochen. Während dieses Zerbrechens der Kerne wird eine riesige Menge an Energie freigesetzt. Diese Freisetzung von Energie erfolgt aufgrund eines Massendefekts. Das bedeutet, dass die Gesamtmasse des Ausgangsprodukts während der Spaltung reduziert wird. Dieser Massenverlust während der Spaltung wird gemäß der berühmten Gleichung von Albert Einstein in Wärmeenergie umgewandelt.

Das grundlegende Prinzip eines Kernkraftwerks ist das gleiche wie bei einem konventionellen thermischen Kraftwerk. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstelle der durch Kohleverbrennung erzeugten Wärme im Kernkraftwerk die durch Kernspaltung erzeugte Wärme verwendet wird, um Dampf aus Wasser im Kessel zu erzeugen. Dieser Dampf wird verwendet, um eine Dampfturbine anzutreiben.

Diese Turbine ist der Hauptantrieb des Generators. Dieser Generator erzeugt elektrische Energie. Obwohl Kernbrennstoffe nicht sehr häufig verfügbar sind, kann eine sehr geringe Menge an Kernbrennstoff eine enorme Menge an elektrischer Energie erzeugen.

Dies ist das einzigartige Merkmal eines Kernkraftwerks. Ein Kilogramm Uran entspricht 4500 Metriktonnen hochwertiger Kohle. Das bedeutet, dass die vollständige Spaltung von 1 kg Uran so viel Wärme erzeugen kann, wie die vollständige Verbrennung von 4500 Metriktonnen hochwertiger Kohle.

Obwohl Kernbrennstoffe teurer sind, ist der Kosten pro produzierter Strommenge geringer als bei Kohle oder Diesel. Kernkraftwerke sind eine geeignete Alternative, um die aktuelle Konventionelle Brennstoffkrise zu bewältigen.

Vorteile

• Der Brennstoffverbrauch in Kernkraftwerken ist gering, was die Kosten für die Stromerzeugung günstiger macht als andere Methoden. Kernkraftwerke benötigen weniger Brennstoff.

• Ein Kernkraftwerk beansprucht im Vergleich zu anderen konventionellen Kraftwerken mit derselben Kapazität viel weniger Platz.

• Dieses Kraftwerk benötigt kein großes Wasservolumen, daher ist es nicht notwendig, das Werk in der Nähe natürlicher Wasserquellen zu errichten. Da auch keine große Menge an Brennstoff erforderlich ist, ist es auch nicht notwendig, das Werk in der Nähe einer Kohlemine oder an einem Ort mit guten Transportmöglichkeiten zu bauen. Daher kann das Kernkraftwerk sehr nahe am Lastzentrum errichtet werden.

• Es gibt weltweit große Vorkommen an Kernbrennstoffen, sodass solche Anlagen die kontinuierliche Versorgung mit elektrischer Energie für kommende Tausende von Jahren sicherstellen können.

Nachteile

• Der Brennstoff ist nicht leicht verfügbar und sehr teuer.

• Die anfänglichen Kosten für den Bau eines Kernkraftwerks sind sehr hoch.

• Die Errichtung und Inbetriebnahme dieses Werks sind viel komplizierter und anspruchsvoller als bei anderen konventionellen Kraftwerken.

• Die Spaltprodukte sind radioaktiv und können hohe radioaktive Verschmutzung verursachen.

• Die Wartungskosten sind höher, und zur Betreibung eines Kernkraftwerks sind spezialisierte, ausgebildete Fachkräfte erforderlich.

• Plötzliche Lastschwankungen können von Kernkraftwerken nicht effizient ausgeglichen werden.

• Da die Nebenprodukte der Kernreaktionen hochradioaktiv sind, stellt ihre Entsorgung ein großes Problem dar. Sie können nur tief unter der Erde oder in der See fern vom Küstenstreifen entsorgt werden.