Sicherheitstechnologien für die Kernkraft

Kernenergie Sicherheit und Schutz

Um einen möglichst sicheren und störungsfreien Betrieb von Kernkraftanlagen zur Stromerzeugung zu gewährleisten, wurden eigene Sicherheitskonzepte für den Betrieb dieser Kraftwerke ausgearbeitet. 

Die Steuerung der Kernspaltung

Ausgewahltes Bild Sicherheitstechnologien fur die Kernkraft Die Steuerung der Kernspaltung - Sicherheitstechnologien für die Kernkraft

Das zentrale Element in jedem Atomkraftwerk ist der Vorgang der Kernspaltung. Dabei werden Atome gespalten, und während dieses Prozesses wird Wärmeenergie freigesetzt. Diese wird zur Erzeugung elektrischen Stroms verwendet. Allerdings entsteht durch die Nutzung der Atomenergie auch eine Menge an radioaktiver Strahlung. Um den Austritt dieser Strahlung in die Umgebung zu verhindern, gibt es in Atomkraftwerken mit Leichtwasserreaktoren insgesamt sechs Barrieren.

* Das Kristallgitter: Bei jeder Kernspaltung wird Urandioxid freigesetzt. Dieses verfügt über ein eigenes Kristallgitter, welches imstande ist, radioaktive Isotope einzuschließen. Solange das Kristallgitter stabil bleibt, tritt keine radioaktive Strahlung aus. 

* Verschweißte Brennstabhüllen: Das freigewordene Urandioxid wird gepresst und in Brennstabhüllen verstaut. Diese Hüllen werden oben und unten gasdicht verschweißt. 

* Das Kühlsystem: Das Kühlsystem dient dazu, eine Überhitzung der Anlage zu verhindern und soll die sogenannte Kernschmelze vermeiden. Dieses Kühlsystem besteht aus einem Rohrsystem sowie einem Reaktordruckbehälter. Im Kühlsystem können auch radioaktive Spaltprodukte eingeschlossen werden. 

* Negativer Dopplerkoeffizient: Dieser sorgt dafür, dass bei einer unvorhergesehenen Erhitzung die Radioaktivität automatisch zurückgeht. Der Dopplerkoeffizient ist ein mathematischer Wert, der als Temperaturkoeffizient bei Kernreaktionen beschreibt. Durch eine spezielle Reaktorkonstruktion sowie eine entsprechende Konstruktion der Brennelemente kann ein negativer Dopplerkoeffizient erreicht werden. 

* Der thermische Schild: Dieser Schild verhindert den direkten Austritt radioaktiver Strahlung aus einem Reaktor. 

* Der Sicherheitsbehälter: Der Sicherheitsbehälter besteht aus einem Betongefäß, das dazu dient, radioaktiv kontaminiertes Wasser im Fall eines Schadens aufzunehmen und sicher zu umschließen. 

Zudem ist der Kernreaktor moderner Atomkraftwerke mit einer extrem stabilen Hülle aus Stahlbeton versehen. Diese Hülle schützt nicht nur vor austretender radioaktiver Strahlung, sondern soll auch einen Schutz vor äußeren Einwirkungen wie dem Anprall von Luftfahrzeugen gewährleisten. 

Die Reaktorsicherheit

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Im Allgemeinen geht bei modernen Kernkraftwerken die Sicherheit über die Wirtschaftlichkeit. Atomkraftwerke werden deshalb so gebaut, dass bei Unfällen oder Störfällen genügend Zeit für Sicherheitsvorkehrungen bleibt. Zu den wesentlichen Faktoren der Sicherheit in Atomkraftwerken gehören unter anderem: 

* Wasserstoff-Rekombinatoren: Diese verhindern im Katastrophenfall, dass es zu Wasserstoffexplosionen kommt, die zu schweren Schäden am Reaktor und an den Behältern führen können. 

* Eigenständige Notfallsysteme: Bei einem Reaktorunfall spielt vor allem die austretende Hitze eine große Rolle. Autarke Notfallbunker nehmen das heiße radioaktive Wasser auf und schließen es sicher ein. 

* Gestapelte Barrieren: Als Schutz vor austretender radioaktiver Strahlung werden in den Atomkraftwerken mehrschichtige Barrieren eingebaut. 

Außerdem arbeiten moderne Atomkraftanlagen mit mehreren parallelen Sicherheitssystemen. Wenn ein System ausfällt, übernehmen die restlichen Systeme die notwendige Arbeit. Weltweit arbeiten Forscher an der Weiterentwicklung der Sicherheitstechnologien für Atomkraftwerke. Neben der Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb von Kernkraftwerken zur Stromerzeugung liegt ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt auf einer zielführenden und sicheren Endlagerung von anfallendem Atommüll. Somit können Atomkraftwerke in Zukunft durchaus einen Beitrag zur alternativen Energiegewinnung leisten. 

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