Über die Funktion eines Kernkraftwerkes

Die Worte Kern- oder auch Atomkraft sollten heutzutage jedem ein Begriff sein. Deutschland hat den Atomausstieg angekündigt und regelmäßig gibt es Debatten über Gefahren und Risiken der Radioaktivität und den umstrittenen Verbleib des bereits entstandenen Atommülls. Doch wie funktioniert ein solches Kraftwerk überhaupt? Diese Frage stellen sich vermutlich nur wenige Menschen der Bevölkerung, die Atomkraft grundsätzlich ablehnen. 

Strom durch Atom

Der Ursprung der Kernkraft liegt zwar in der Energie die bei der Kernspaltung von Atomen frei wird, doch ist dies nicht die direkte Kraft, die zur Stromerzeugung genutzt wird. Sie wird lediglich dazu verwendet Wasser zu erhitzen. Der dabei entstehende heiße Dampf ist einem hohem Druck ausgesetzt. Dieser heiße Dampf wird zu einer Turbine geleitet und es erfolgt eine Rotation. Die Dampfturbine wiederum steht in Verbindung mit einem Generator, der die mechanische Energie die durch die Bewegung der Turbine entsteht, in elektrischen Strom umwandelt, der ins Stromnetz eingespeist werden kann. Das Konzept ist also selbst dem einer modernen Windkraftanlage im übertragenen Sinne durchaus ähnlich. Da es jedoch Strom aus Wärme erzeugt zählt es zu den Wärmekraftwerken,  wie Kohle- und Gaskraftwerke, mit dem entscheidenden Unterschied das bei der Nutzung der Atomkraft weder Abgase noch Treibhausgasewie CO2 entstehen.

Funktion eines Kernkraftwerkes

Ein Kernkraftwerk besteht also im Grunde aus zwei Teilen, einem nuklearem, in dem die Kernspaltung zu Wärmeerzeugung genutzt wird, und einem konventionellen Teil, in dem die entstandene Wärme zur Stromproduktion verwendet wird.

 

Ein näherer Einblick in den nuklearen Teil

Wenden wir uns nun näher dem nuklearen Teil zu, denn dieser ist zweifelsohne das Herz eines jeden Atomkraftwerkes, hier befindet sich der Kernreaktor. „Kernreaktor“, ein Wort, welches sich für viele  gleichermaßen kompliziert, wie gefährlich anhören mag. Schlicht gesagt ist es jedoch einfach nur ein Stahlbehälter mit dicken Wänden, in dem sich Brennelemente befinden. Jedes dieser Brennelemente setzt sich aus einem Bündel dünner Brennstäbe zusammen. Der eigentliche Brennstoff befindet sich in Form uranhaltiger Tabletten in den einzelnen Stäben. Es gibt verschiedene Konzeptionen von Reaktorsystemen, das meist verwendete Konzept  basiert jedoch auf dem des Leichtwasserreaktors. In solchen Reaktoren werden die Brennelemente ständig von Wasser umströmt, hierbei erfüllt es mehrere Aufgaben. Einerseits dient es als Kühlmittel und Transportmedium der Energie in Form von Dampf, andererseits bremst es Neutronen, die bei der Kernspaltung frei werden. Neutronen können nur wenn sie gebremst werden neue Kernspaltungen auslösen, anderenfalls würde der Prozess stoppen. Es gibt  zwei verschiedene Ausführungen, die auf diesem Prinzip beruhen, den Druckwasserreaktor, in dem das unter hohem Druck erhitzte Reaktorwasser selbst nicht siedet, sondern das Wasser in einem weiteren Kreislauf zum Sieden bringt. Im Siedewasserreaktor siedet direkt das Wasser aus dem Reaktor. Dies hat den Nachteil, dass der Dampf Spuren von Radioaktivität enthalten kann. Diese radioaktiven Stoffe sind jedoch  nur sehr kurzlebig und  stellen somit keinerlei Gefährdung dar.

Kraftwerkkühlung

In allen Fällen muss eine Kühlung des Dampfes erfolgen, nach dem er die Turbine passiert hat, damit er wieder den Aggregatzustand wechselt und zurück zum Reaktor fließt, diese kann entweder durch die direkte Nutzung von Flusswasser oder durch einen Kühlturm erfolgen. Die Kühlung findet aber immer durch einen eigenständigen Kühlkreislauf statt und kommt somit nicht mit dem Wasser aus dem Reaktor in Verbindung.

Umwelt-Butler Fazit:

Betrachtet man den Aufbau und die Funktion eines Atomkraftwerkes, kann man feststellen, dass von einem  Kernraftwerk an sich keine akute Gefahr ausgeht. Die Kraftwerke geben im Normalfall keinerlei Emissionen ab und kommen nicht mit der Umwelt in Berührung. Zu Problemen kann es jedoch immer dann kommen, wenn Sicherheitsvorschriften missachtet werden, wie  im Falle des Kernkraftwerks Tschernobyl. Oder aber wenn Umweltereignisse wie Erdbeben ein Kernkraftwerk erfassen, so vorgefallen im japanischen Kernkraftwerk Fukushima. Tritt einer dieser Fälle ein, kann es in einem Vorfall mit katastrophalem Ausmaß enden. Doch selbst wenn ein Kernkraftwerk planmäßig läuft, ist noch keine Lösung zur sicheren Endlagerung des entstehenden radioaktiven Abfalls gefunden. Eine Lösung hierfür zu finden stellt eine Aufgabe dar, der höchste Priorität zukommen sollte.

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