... ein Atomkraftwerk? Über Atomkraft wird viel diskutiert. In unserer neuen Serie "Wie funktioniert eigentlich...?" erklären wir die Funktion von Dingen, die im Strommarkt wichtig sind. Den Auftakt machen die Atomkraftwerke.
Ein Atomkraftwerk (AKW) besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: Der erste Teil, Nuklearteil genannt, beinhaltet die Brennkammer, in der durch Kernspaltung Wärme erzeugt wird. Im zweiten Teil wird diese Wärme in Strom umgewandelt. (Großbildansicht:
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Der Nuklearteil besteht aus dem Reaktorkern mit dem Reaktordruckbehälter, den dazugehörigen Pumpen sowie den Druckleitungen, die die Wärmeenergie in den zweiten Abschnitt führen. Der Reaktorkern enthält Brennelemente, die sich wiederum aus den einzelnen Brennstäben zusammensetzen. In diesen Brennstäben befindet sich das für die Kernspaltung benötigte Uran, seltener ein Mischoxid aus Uranoxid und Plutoniumoxid.
Es gibt verschiedene Reaktortypen, die sich hauptsächlich durch die verwendeten Kernbrennstoffe, Kühlkreisläufe und Moderatoren unterscheiden. Die meisten Atomkraftwerke in Deutschland sind Druckwasserreaktoren. Hierbei zirkuliert das Reaktorkühlmittel in einem geschlossenen Kreislauf im Nuklearteil und erzeugt mittels eines Dampferzeugers Wasserdampf im zweiten Teil. Die eingesetzten Brennstäbe und Steuerstäbe werden permanent von Wasser umströmt. Das Wasser dient sowohl als Kühlmittel als auch als Bremse (Moderator) und sorgt somit dafür, dass die bei der Kernspaltung freigesetzten Atomteilchen abgebremst werden. Nur so lösen sie weitere Kernspaltungen aus.
Die durch die Kernspaltung gewonnene Energie wird dann in den zweiten Abschnitt, den eigentlich Strom erzeugenden Teil des Kraftwerks, geleitet. Hier funktioniert das Atomkraftwerk dann wie ein herkömmliches Wärmekraftwerk: Der Wasserdampf treibt eine Dampfturbine an, die ihrerseits wiederum einen Generator dreht. Auf diese Weise entsteht elektrischer Strom. Der Vorgang gleicht dem, mit welchem ein Fahrrad-Dynamo Strom für Lampe erzeugt.
Um die Turbine am Laufen zu halten, sind unterschiedliche Temperaturen und Drücke notwendig. Das zwischen Turbine und Dampferzeuger benötigte Druckgefälle wird erzeugt, indem der Dampf, der die Turbinen bereits durchlaufen hat, im Kondensator abgekühlt wird und zu Wasser kondensiert. Dieses Wasser wird durch eine Pumpe zurück in den Dampferzeuger befördert, wo es aufgeheizt wird und als Wasserdampf wieder zu den Turbinen gelangt.
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