Mit einem Kernreaktor, wie das Atomkraftwerk auch genannt wird, macht der Mensch sich den physischen Prozess der Kernspaltung zunutze. Mit „Kern“ ist der Atomkern einer radioaktiven Substanz wie zum Beispiel Uran oder Plutonium gemeint. Radioaktive Substanzen bestehen aus instabilen Atomkernen, die sich entweder von vornherein in einem Zerfallsprozess befinden oder durch den Beschuss mit Neutronen zur Spaltung angeregt werden. Dabei werden große Mengen Energie frei.
Das Atomkraftwerk und seine Funktionsweise
Längst ist in Deutschland die Debatte um erneuerbare Energien & Co. im vollen Gange. Dennoch werden landesweit einige der Kernkraftwerke weiterhin betrieben. Grund dafür ist nicht zuletzt auch die hohe Energiegewinnung, die ein solches Werk zustande bringt. Dahinter verbergen sich komplexe physikalische Prozesse, die wir eingangs bereits vereinfacht dargestellt haben. Diese können letztlich für die Energieversorgung ganzer Städte sorgen.
In einem Kernreaktor werden die besprochenen physikalischen Prozesse unter kontrollierten Bedingungen und hohen Sicherheitsvorkehrungen durchgeführt. Die Kuppelform der meisten Atomreaktoren ist bedingt durch den innenliegenden Druckbehälter, der nur eine der unzähligen Sicherheitsvorkehrungen in einem Reaktor ist.
Verschiedene Reaktortypen
Auch die Hülle der Kuppel besteht aus mehreren dicken Schichten Stahl, Beton und anderen Materialien. Es gibt unterschiedliche Reaktortypen wie zum Beispiel den Siedewasserreaktor, den Leichtwasserreaktor, den Schwerwasserreaktor oder den Druckwasserreaktor. Im Einzelnen unterscheiden sich die Typen durch die verwendeten Brennstoffe, die Kühlkreisläufe, die Kühlmittel und die genaue Konstruktionsweise. Auf alle einzelnen Reaktortypen einzugehen würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, sodass wir uns zum Abschluss noch einmal auf einen zentralen Aspekt der Atomkraft beziehen möchten: der Stromgewinnung.
Wie entsteht der Strom?
Die radioaktive Substanz (zum Beispiel Uran) befindet sich in der Regel in Form von Stäben im Zentrum des Druckbehälters. Dort wird durch den Beschuss mit Neutronen die Kettenreaktion ausgelöst, bei der hohe Hitze entsteht. Die Hitze wird von Wasser aufgenommen, dass entweder unter hohem Druck in flüssigem Aggregatzustand oder in Form von Wasserdampf durch Turbinen läuft und damit das gewünschte Endprodukt, nämlich den Strom, erzeugt. Dieser wird dann in das Stromnetz eingespeist oder gar an fremde Länder weiterverkauft.
