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Kerncentrale
Kernkraftwerk Civaux in Frankreich bei Civaux, Wien. EIN Kühlturm und zwei Kuppeln von Reaktoren sind vom Parkplatz aus einsehbar.
Übersicht über die Atomkraftwerke der Welt

EIN Kernkraftwerk ist ein Kraftwerk Das Elektrizität erzeugt mit der freigesetzten Energie von Kernspaltung. Wie bei anderen Kraftwerkstypen wird auch diese Spaltwärme Dampf aufgeregt, dass einer Turbine fährt. Die mechanische Energie in dieser Turbine wird dann über a Generator in elektrische Energie umgewandelt.

Laut der IAEA Am 1. Januar 2018 waren 448 Kernreaktoren in 30 verschiedenen Ländern der Welt in Betrieb und mehr als 60 im Bau, hauptsächlich in Asien.[1] Davon gibt es etwa hundert in der USA und 58 Zoll Frankreich. Die installierte Gesamtleistung beträgt 392 Gigawatt. Im Jahr 2012 waren etwa 10 % der weltweiten Stromproduktion nuklearen Ursprungs.

Weil ein Atomkraftwerk kaum CO . produziert2 -Emissionen trägt die Nutzung der Kernenergie zur Reduzierung des globalen CO .-Ausstoßes bei2Emissionen.

Prinzip

Ein Kernkraftwerk verwendet den "Brennstoff" Uran (oft ergänzt mit Plutonium, entweder im Reaktor selbst gebildet durch Uran-238, entweder in Form von MOX-Kraftstoff in denen Plutonium recycelt wurde) zur Wärmeerzeugung. Dadurch entsteht Dampf für Turbine ein Stromgenerator fahren. Bei der Spaltung von Uran wird viel Wärme freigesetzt. Dieser Spaltungsprozess findet in der Kernreaktor aus der Mitte. Für den Kernspaltungsprozess in einem Kernreaktor ist eine spezifische Isotop verwendetes Uran: Uran-235. Natururan enthält durchschnittlich 0,7% dieses Urans-235. Die meisten Kernreaktoren benötigen Uran, das mindestens drei Prozent Uran-235 enthält. Der dazu notwendige Zwischenschritt heißt Anreicherung. Es ist auch möglich, Uran-238, Plutonium oder Thorium aufteilen.

Das angereicherte Uran, das oft mehr als 95 % Uran-238 enthält, gelangt in geschweißten Stäben in den Reaktor. Dies sind die sogenannten Kernbrennstäbe. Das Atomkern von Uran-235 kann leicht gespalten werden, wenn es a Neutron absorbiert. Das Atom zerfällt in Fragmente (Spaltprodukte) und sendet auch Neutronen von. Die Neutronen können eine neue Kernspaltung in einem anderen Atom von Uran-235 verursachen. Dadurch entstehen neue Wärme und einige Neutronen, von denen jedes auf ein neues Atom treffen kann. Dadurch entsteht ein Kettenreaktion. Die gesamte Kernspaltung zusammen ermöglicht den Betrieb eines Atomkraftwerks.

Der Begriff „thermischer“ Reaktor bezieht sich nicht darauf, dass Strom aus Wärme erzeugt wird, sondern auf die Thermal- Neutronen. Dieser Begriff impliziert, dass die Neutronen im Reaktor verlangsamt werden, bis sie von den U-235-Atomkernen in den Brennelementen eingefangen werden können. Diese Bremsung erfolgt durch ein sogenanntes Moderator. Ein Moderator ist vorzugsweise eine Substanz, die aus leichten Atomen besteht, wie beispielsweise Wasser, schweres Wasser oder Kohlenstoff (Graphit). Da die Neutronen mit diesen leichten Atomen kollidieren, verlangsamen sie sich von etwa 10 % der Lichtgeschwindigkeit bis zu einigen Kilometern pro Sekunde. Diese "langsamen" Neutronen haben eine Geschwindigkeitsverteilung, die eher der "thermischen" Maxwell-Verteilung. Die U-235-Atomkerne können die schnellen Neutronen nicht einfangen; die langsamen werden eingefangen und bewirken, dass sich die U-235-Atome spalten. Ein thermischer Reaktor läuft daher hauptsächlich mit direkt spaltbaren Atomen als Brennstoff. Um U-238 auch (effizient) als Brennstoff zu nutzen, wird ein „schneller“ Reaktor benötigt, in dem die schnellen Neutronen im U-238 gefangen werden, um das ebenfalls spaltbare Isotop zu erzeugen. Plutonium-239 Formen.

Kühlung

Wie andere thermische Kraftwerke auch Kernkraftwerke Kühlung erforderlich. Da es aus Sicherheitsgründen zwei separate Kühlsysteme gibt (das Primärsystem, das den Reaktor kühlt, und das Sekundärsystem, das Wasser ins Freie ableitet), benötigen Kernkraftwerke im Vergleich zu herkömmlichen Wärmekraftwerken relativ mehr Kühlung. Wegen des großen Kühlwasserbedarfs stehen Kernkraftwerke oft in der Nähe von Flüssen oder am Meer. Die Abfuhr der Wärme aus dem Reaktor über das eventuell an die Umgebung abfließende Kühlwasser kann die Temperatur des umgebenden Wassers so stark erhöhen, dass der Reaktor zeitweise abgebremst oder gar abgeschaltet werden muss, weil eine effiziente Kühlung erschwert wird und/oder weil das wärmere Wasser das Leben von Pflanzen und Tieren in den Flüssen bedroht. Der Trend ist steigend: im Vereinigte Staaten wurde in den Jahren 1980 und 1990 im Allgemeinen nicht mehr als einen solchen Vorfall pro Jahr gemeldet; 2009 waren es neun, 2012 mehr als 60, so ein Bericht der Nuklearaufsichtskommission.[2]

Geschichte

Die ersten Glühbirnen, die mit Strom aus dem Kernkraftwerk EBR-1 (jetzt Idaho National Laboratory) brannten.
Das Kernkraftwerk 1957 in Te Hafen, Pennsylvania war der erste kommerzielle Reaktor in den USA.

Am 2. Dezember 1942 wurde die erste kontrollierte nukleare Kettenreaktion, in der ersten Kernreaktor, das Chicago-Stapel 1.

In einem Versuchsreaktor in Idaho (Vereinigte Staaten) war auf der 20. Dezember1951 erstmals Strom erzeugt mit Kernenergie. Das erste Kernkraftwerk, das Strom ins Netz einspeist, wurde fertiggestellt 27. Juni1954 angestellt in Obninski im dann RSFSR des Sovietunion: er produzierte 5 MW. Aber der erste kommerzielle Reaktor der Welt war der von Calder Hall in Sellafield, England mit einer Leistung von 50 MW bei der Eröffnung im Jahr 1956.

Radioaktive Risiken

Das größte Risiko eines Atomkraftwerks ist die Freisetzung von radioaktiv Material aus einem Kernreaktor, das die Gesundheit vieler Menschen und Tiere in einem bedeutenden Bereich um das Kernkraftwerk gefährdet. Die Strahlung kann durch Überhitzung in den lebenswichtigen Teilen eines Reaktors oder bei Beschädigung des Reaktors freigesetzt werden. Die Emissionen im Normalbetrieb der Anlage über den Lüftungsschacht des Reaktorgebäudes und die kühlendes Wasser, ist begrenzt.[3]

Nachdem eine Ladung Kernbrennstoff „ausgebrannt“ ist, ist er hochradioaktiv und produziert noch länger Wärme. Der Kraftstoff wird daher zunächst für einen Zeitraum - meist mehrere Jahre - in einem großen Wasserbehälter gelagert. Dort wird die Strahlung absorbiert und die durch den radioaktiven Zerfall erzeugte Wärme abgeführt. Mit der Zeit lässt die Aktivität der alten Brennelemente nach, so dass sie trocken gelagert werden können. Diese Brennelemente sind jedoch noch immer hochradioaktiv und müssen daher über viele Jahrtausende aus der Umwelt herausgehalten werden. In mehreren Ländern werden solche abgebrannten Brennelemente Aktualisiert: Die nutzbaren Isotope werden extrahiert, um neue Brennelemente herzustellen. Zurück bleiben verschiedene Arten von radioaktiven Abfällen. In vielen Ländern gibt es noch kein endgültiges Endlager für diese radioaktiven Abfälle. Etwas Radioisotope als hochradioaktiver Abfall eingestufte Abfälle können in sogenannten „schnellen Reaktoren“ als „Brennstoff“ verwendet werden, was ihren Status als Abfall in Frage stellt.

Unfälle

sehen nuklearer Unfall für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Die Hauptunfälle von Kernkraftwerken sind:

Betreiber von Kernkraftwerken sind verpflichtet, sich gegen Nuklearunfälle. Ihre Haftung ist strikt und absolut, aber durch verschiedene Verträge und Protokolle beschränkt. In der Praxis trägt daher die Gemeinschaft einen etwaigen höheren Schaden.

  • Schätzungen der Zahl der Toten bei den Nuklearkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima.

  • Hypothetische Zahl von Todesfällen weltweit für verschiedene Formen der Energieerzeugung, wenn die globale Energieerzeugung aus einer Quelle käme.

Teile eines Kernkraftwerks

Ein Kernkraftwerkspark enthält alle für die Stromerzeugung notwendigen Anlagen. Die meisten Kernkraftwerksparks bestehen aus mehreren Blöcken oder Anlagen, die identisch sein können oder nicht. So existiert die Kernkraftwerk Doel aus zwei (Zwillings-)Kraftwerken mit je 433 MW und zwei mit je ca. 1000 MW. Jede Einheit besteht wiederum aus 2 bis 4 verschiedenen Zügen, die unabhängig voneinander arbeiten können.

Zu den Kernkraftwerken in Belgien gehören folgende Anlagen:

  • das Reaktorgebäude: doppelwandiges Gebäude, das den Kernreaktor sowie den Druckregelbehälter enthält, der den Druck im Primärkreis Steuerungen, der Primärkreis, die Dampferzeuger die den Übergang zwischen Primär- und Sekundärkreis bilden, die Primärpumpen, die das Kältemittel umwälzen, und einen Teil des Sekundärkreises.
  • das Kernbrennstoffgebäude für die Lagerung von Brennelemente aus dem Kern in Docks während der Überarbeitungen (alle 12 bis 18 Monate wird 1/3 des Kernbrennstoffs ersetzt) ​​und zum Kühlen abgebrannter Kernbrennstoffe. Der Kraftstoff wird unter Wasser gelagert.
  • Das nukleare Hilfsgebäude enthält die im nuklearen Teil der Anlage benötigten Hilfs- und Sicherheitssysteme sowie Docks für Kernbrennelemente in den Anlagen, die kein eigenes Kernbrennstoffgebäude haben.
  • der Maschinenraum mit (dem) Dampfturbine), Lichtmaschine(n) und Kondensator(en)
  • der Kontrollraum
  • Gebäude für elektrische und mechanische Notdienste.
  • Gebäude mit Installationen für Notfallsituationen, wie z. B. einem Bunker (mit Notwarte), aber auch einer gefilterten Abblaseanlage für das Reaktorgebäude.


Neben den Kraftwerken verfügen die Standorte auch über folgende Einrichtungen:

  • Verwaltungsgebäude
  • Lager und Werkstätten
  • Gebäude für die Behandlung von nuklearem Abfall (Wasser);
  • Umspannwerke die den Anschluss an das Stromnetz (150 kV und 380 kV) sicherstellen;
  • Wasserzulauf und Kühltürme zum Kühlen;
  • Gebäude für den Rettungs- und Sicherheitsdienst wie Feuerwehr
  • Notgebäude, Notkühlbecken, Dieselgruppen und Notdieselgruppen und Notfallplanungsraum;
  • allgemeine Gebäude wie Empfangsgebäude, Empfangsgebäude, Gasthaus.

Nukleare Anlagen

Der Begriff „Kernanlage“ umfasst mehr als nur Kernkraftwerke oder Kernreaktoren. Alle Institute, denen unter der Kernenergiegesetz lizenziert werden, fallen unter den Begriff "Kernanlage". Dies können beispielsweise Forschungslabore, Wiederaufbereitungsanlagen oder Anreicherungsanlagen sein. Die Genehmigungsinhaber sind gesetzlich verpflichtet, Unfälle und Störfälle mit radioaktiven Stoffen der zuständigen Behörde zu melden.

Belgien

Kühlturm des Kernkraftwerks Doel

Belgien ist im Bereich der Kernenergie sehr aktiv, auch wegen seiner Verbindungen zur ehemaligen Kolonie Belgisch-Kongo, die Uranminen hatte. Auch das Uran für die erste amerikanische Atombombe auf Hiroshima, Kleiner Junge, kam aus Belgisch-Kongo.[5]

Pläne zum Bau eines achten Reaktors waren in der achtziger Jahre abgerufen. Elektrabel und SPE haben zusammen einen Anteil von 25 % übernommen Atomkraftwerk Chooz, das Zentrum von chooz, direkt hinter der französischen Grenze.

Die Niederlande

Luftaufnahme des Kraftwerks Dodewaard bei Hochwasser
sehen Kernkraftwerke in den Niederlanden für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Im Jahr 2003 gab es in den Niederlanden sechs Kernkraftwerke, von denen eine stillgelegt wurde.

Neue Kraftwerke

1985 gab es fortgeschrittene Pläne für den Bau von drei weiteren neuen Kernkraftwerken. Diese würden auf dem gebaut werden Maasvlakte, das Eemshaven und ein zweites Kraftwerk in Borssele. Nach dem Atomkatastrophe von Tschernobyl diese Pläne sind eingefroren.

Im 2006 waren sie CDA und der VVD ist der Ansicht, dass innerhalb von 10 Jahren ein zweites Kernkraftwerk für zusätzliche 4 % des Strombedarfs gebaut werden sollte.[9] Das Arbeiterpartei, SP und GrünLinks waren dagegen. Bau könnte laut Staatssekretär um einige Jahre verschoben werden Pieter van Geel.[10]

2009 präsentierte das Energieunternehmen DELTA die Absicht, in Borssele ein neues Kernkraftwerk zu bauen, Börse 2. Neben DELTA waren auch RWE und Energieressourcen Holding im Rennen um den Bau der Anlage.

Am 22. September 2010 veröffentlichte das Ministerium für Wohnungswesen, Raumordnung und Umwelt den Energiegesetz-Bescheid mit einer Start-Memorandum-Memorandum-Zusage der EHR zum Bau eines Kraftwerks. Im Jahr 2012 wurden die Pläne aufgrund von Überkapazitäten und wirtschaftlichen Unsicherheiten erneut vorübergehend ausgesetzt.

In der Welt

Kernkraftwerke nach Alter

Ende 2017 waren die 448 bestehenden Kernkraftwerke zusammen 17.457 Jahre in Betrieb, das sind durchschnittlich 39 Jahre pro Anlage.[11][12]

InbetriebnahmejahrAnzahl ReaktorenKapazität (MW)
Vor 198010375734
1980-1989210197034
1990-19995552492
2000-20093325665
2010-20194740819
Gesamt (Ende 2017)448391744

Kernkraftwerke nach Kontinent

Die überwiegende Mehrheit der Kernkraftwerke befindet sich in Nordamerika, Westeuropa und Asien.[13]

KontinentAnzahl ReaktorenKapazität (MW)
Afrika21860
Lateinamerika75068
Nordamerika118113423
Asien & Fernost110100689
Asien Naher Osten und Süden288475
Europa, Mittel- und Ost7051140
Europa west113111089
Gesamt (Ende 2017)448391744

Russland hat zwischen 2010 und 2019 eine gebaut. schwimmendes Atomkraftwerk, das Akademie Lomonosov. Das eingebaute Kernkraftwerk St. Petersburg muss Strom und Wärme in der Nähe von pevek und ersetzt die Kraftwerke von Kernkraftwerk Bilibino die zwischen März 2019 und Dezember 2025 dauerhaft geschlossen wird. Umweltgruppen sind besorgt über eine große Naturkatastrophe, sollte die Anlage schiefgehen.[14]

Abbau

sehen Stilllegung eines Kernkraftwerks für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Am Ende der Lebensdauer eines Kernkraftwerks müssen eine Reihe von Maßnahmen ergriffen werden, um das Kraftwerk abzuschalten und wieder in den Normalbetrieb zu bringen. grüne Wiese-Situation. Dafür sind verschiedene Strategien möglich. Der Prozess verläuft in Phasen und dauert mehrere Jahre, manchmal Jahrzehnte. Während der Nutzungsdauer wird jährlich ein Fonds zur Deckung der Kosten aufgefüllt, der ausreichende Mittel für die Stilllegung nach Ende der Nutzungsdauer bereitstellen muss.

Siehe auch

Externe Links

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