Welche Kettenreaktion gibt es?
Wir lernen zwei verschiedene Kettenreaktionen kennen, die Spaltung und die Fusion. Und wir lernen, warum und wie viel Energie bei Kettenreaktionen frei werden kann – und wer das Ganze entdeckt hat.
Wie läuft die Kettenreaktion bei der Kernspaltung ab?
Kettenreaktionen. Treffen die bei einer Kernspaltung frei werdenden Neutronen auf weiteres spaltbares Material und haben sie darüber hinaus die „richtige“ Geschwindigkeit, so können sie weitere Kernspaltungen hervorrufen. Es kommt zu einer Reaktion, die sich von selbst fortsetzt, zu einer Kettenreaktion (Bild 2).
Kann man eine Kernschmelze stoppen?
Lässt sich eine Kernschmelze aufhalten? „Dieser Prozess ist nicht mehr zu stoppen, wenn das Kühlsystem versagt hat“, sagte der renommierte Physiker Lothar Hahn, der bis 2010 Geschäftsführer der Gesellschaft für Reaktorsicherheit war, zu „sueddeutsche.de“.
Wie bremst man die bei der Spaltung entstehenden schnellen Neutronen ab?
Das wichtigste Einsatzgebiet von Moderatoren sind Kernreaktoren, in denen die bei der Kernspaltung von Uran-235 oder Plutonium-239 entstehenden schnellen Neutronen auf thermische Energie abgebremst werden.
Wie kann ein Atom gespalten werden?
Unter Kernspaltung versteht man die Zerlegung eines schweren Atomkerns in leichtere Atomkerne. Dabei wird Energie freigesetzt. Die Spaltung eines schweren Atomkerns kann durch Beschuss mit Neutronen ausgelöst werden. Dadurch zerfällt der Kern in der Regel in zwei größere Kernbruchstücke sowie freie Neutronen.
Wie schnell sind Neutronen bei der Kernspaltung?
Wegen der Asymmetrie der Maxwell-Verteilungskurve ist die mittlere Energie verschieden von der wahrscheinlichsten Energie, dem Maximum der Kurve; diese liegt bei etwa 0,7 MeV. Etwa 99 % der Neutronen werden als prompte Neutronen direkt bei der Spaltung innerhalb etwa 10−14 Sekunden emittiert.
Welche Aufgaben haben die Steuerstäbe?
Ein Steuerstab, auch Regelstab oder Kontrollstab genannt, dient der Regelung und Abschaltung eines Kernreaktors. Er enthält ein Material, das Neutronen stark absorbiert. Durch das vollständige Einfahren der Steuerstäbe kann die Kettenreaktion völlig unterbunden, der Reaktor also abgeschaltet werden.
Welche Aufgaben haben die Regelstäbe?
Mit den Regelstäben können Atomkraftwerke ausgeschaltet werden. Die bei der Kernspaltung entstehenden Neutronen sind zu schnell. Neutronen werden für die Spaltung abgebremst (grüne, einfache Pfeile). Sie können weitere Atome spalten.
Welcher Stoff erfüllt die Aufgabe des Moderators?
Moderator (Neutronenphysik) Ein Moderator (vom lateinischen moderare „mäßigen“) dient dazu, freie Neutronen, die bei ihrer Freisetzung meist relativ energiereich, also „schnell“ sind, abzubremsen.
Welche Funktion haben die Brennstäbe?
Die Brennstabhülle trennt den Kernbrennstoff vom Kühlmittel des Reaktors und verhindert, dass Brennstoff und Spaltprodukte in das Kühlmittel gelangen. Sie ist somit eine der geschachtelten Barrieren zum Zurückhalten der radioaktiven Stoffe.
Warum muss für gasförmige Spaltprodukte im Brennstab ein freier Raum gelassen werden?
Die Brennstabhülle trennt den Kernbrennstoff vom Kühlmittel des Reaktors und verhindert, dass die bei der Kernspaltung entstehenden Spaltprodukte in das Kühlmittel gelangen. Deshalb entwickelt ein kleiner Teil der Hüllrohre Risse, durch die gasförmige Spaltprodukte austreten können.
Warum steht das Wasser im Primärkreislauf unter hohem Druck?
Im Primärkreislauf zirkuliert das Kühlmittel Wasser unter hohem Druck im Reaktor, wobei es die bei der Kernspaltung freiwerdende Wärme beim Durchströmen zwischen den Brennelementen aufnimmt. Durch den hohen Druck (typischerweise 15 – 16 MPa bzw. 150-160 bar) kann das Wasser nicht zum Sieden kommen.
Was passiert im Primärkreislauf?
Im Primärkreislauf durchfließt das Kühlmittel (Wasser) den Reaktorkern. Die Wärme wird so an das Wasser im Sekundärkreislauf (Speisewasser) abgegeben, das die Heizrohre umgibt. Nach der Wärmeübertragung im Dampferzeuger wird das abgekühlte Kühlmittel im Primärkreislauf zurück in den Reaktordruckbehälter gepumpt.