Funktionsweise. Physik Referat von Manja Skerhutt KERNKRAFTWERK
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- Angelika Fürst
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1 Physik Referat von Manja Skerhutt KERNKRAFTWERK Aufgabe Ein Kernkraftwerk ist eine Anlage zur Erzeugung von Energie mit Hilfe von Kernreaktoren (Kernenergie, Kernreaktor) wurden von den 19 in Betrieb befindlichen Kernkraftwerken Deutschland 30,2% der öffentlichen Stromproduktion erreicht. Bis zu dem Reaktorunfall von Tschernobyl (1986) war man von der Sicherheit von Kernkraftwerken weltweit überzeugt. Der Sicherheitsstandard der deutschen Kernkraftwerke wird auch danach noch als so hoch angesehen, dass die Bevölkerung durch sie nicht gefährdet wird. Kurz: In einem Kernkraftwerk werden uran- und/oder plutoniumhaltige Brennstäbe verwendet, um Wasser(dampf) zu erzeugen und Elektrizität über eine Turbine und einen Generator zu produzieren. Traditionelle Wärme-Kraftwerke benutzen fossile Brennstoffe (Kohle, Erdöl oder Erdgas) zum Erhitzen des Wassers. Aufbauskizze Physik Referat von André Harich 10e Funktionsweise Weltweit vorherrschend für KKW ist der Leichtwasserreaktor (LWR, als Druckwasseroder Siedewasser-Reaktor realisiert), neben dem noch die Reaktortypen Schneller Brüter, Hochtemperaturreaktor und Druckröhrenreaktor (Tschernobyl) existieren. Die Kernspaltung im KKW läuft im Kernreaktor ab, der aus Sicherheitsgründen von einem Sicherheitsbehälter und einer Stahlbetonkuppel umgeben ist. Der LWR verwendet als Kühlmittel und Moderator (Kernreaktor) normales Wasser, das beim üblichen Druckwasserreaktor unter so hohem Druck steht, daß es trotz Aufheizung auf ca. 325 Grad C im Primärkühlkreis nicht verdampft. Die bei der Kernspaltung freigesetzte Wärme wird von einem Primärkühlsystem aufgenommen und über Wärmetauscher an einen Sekundärkreislauf abgegeben, in dem Wasserdampf Turbinen file:///d /Refs/_To%20Do/12_09_04/Kernkraftwerk.html (1 von 6) :19:57
2 zur Stromerzeugung antreibt. Geschichte Otto Hahn und Fritz Strassman entdeckten 1939 die Kernspaltung. Darauf setzten Bemühungen zunächst zur militärischen und dann zur zivilen Nutzung der Kernenergie ein. Der Hauptteil der Geschichte von KKW s ist der Unfall von Tschernobyl. Eine Stadt im Norden der Ukraine, rund Einwohner. - Im Kernkraftwerk von Tschernobyl ereignete sich am der bisher schwerste Unfall in der friedlichen Nutzung der Kernenergie. Der sogenannte SuperGAU (GAU=Größter Anzunehmender Unfall). Ein Teil des Reaktors wurde zerstört, da durch ein Leck im Kühlwasserkreislauf die Brennelemente sich immer mehr aufheizten. Dadurch kam es zu einer Explosion. Die radioaktive Strahlung, insbesondere die Isotope Cäsium 137 und Iod 131, verbreitete sich in ganz Europa wurde das Kraftwerk abgeschaltet. Physik Referat von André Harich 10e Wieviele KKW s in Deutschland? Kernkraftwerke in Deutschland 1 Obrigheim 2 Stade 3 Neckarwestheim 4 Brunsbüttel 5 Isar 1 6 Zentrale Hannover 7 Grafenrheinfeld 8 Krümmel 9 Gundremmingen 10 Grohnde 11 Brokdorf 12 Isar 2 13 Emsland 14 Unterweser 15 Würgassen file:///d /Refs/_To%20Do/12_09_04/Kernkraftwerk.html (2 von 6) :19:57
3 Physik Referat von André Harich 10e Gefahren Die höchsten Gefahren eines Kernkraftwerkes liegen eigentlich darin, das sie eben wie man beim Tschernobyl-Unglück gesehen hat, kaputt gehen können. Sie sind nicht unzerstörbar und sind theoretisch doch gefährlich für die Bevölkerung. Dies bezieht sich allerdings nur auf ein paar Länder in denen die Wartung und die gründliche Kontrolle nicht durchgeführt wird. Deutschland gehört nicht zu diesen Ländern. Die einzige wirkliche Gefahr in Deutschland wäre ein Terror Anschlag auf ein Kernkraftwerk. Dieses würde tödliche und verhehrende Folgen mit sich bringen. Ein Teil des Landes wäre total kaputt und für Jahrzehnte strahlen-verseucht. Pro Das Gute an einem Kernkraftwerk ist, das es schnell und gründlich Strom erzeugen kann. Ein Kernkraftwerk in Deutschland kann bis zu 1.300MW Strom erzeugen. Dazu wäre als Beispiel ein Windrad oder eine Solaranlage nie in der Lage. Contra Das negative an einem Kernkraftwerk ist die Gefahr die es gibt (siehe "Gefahren"). Ausserdem schadet wie schon lange bekannt das Uranium und der Atommüll der Umwelt und der Ozonschicht. Dies hätte ebenfalls verhehrende Folgen. Kernkraftwerk file:///d /Refs/_To%20Do/12_09_04/Kernkraftwerk.html (3 von 6) :19:57
4 aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie Ein Kernkraftwerk (Abkürzung: KKW) oder auch Atomkraftwerk (Abkürzung: AKW) ist eine Anlage zur Gewinnung von elektrischer Energie durch Kernspaltung. Bei den heute gängigen Kernkraftwerken unterscheidet man zwischen Siedewasserreaktoren (SWR) und Druckwasserreaktoren (DWR). Daneben gibt es noch andere Konzepte wie Brutreaktoren, die Teilweise als Forschungsreaktoren betreiben werden oder wurden. Im Kernkraftwerk werden Uran- und/oder Plutonium-haltige Brennstäbe verwendet, um Wasser (dampf) zu erhitzen, und Elektrizität über eine Turbine und einen Generator zu erzeugen. Traditionelle Wärme-Kraftwerke benutzen fossile Brennstoffe (Kohle, Erdöl oder Erdgas) zum Erhitzen des Wassers. Kernkraftwerk K. sind Kraftwerke, die die zur Stromerzeugung notwendige Wärme nicht durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, sondern durch Kernspaltung gewinnen. Nichtradioaktive Umweltbelastung: K. mit ihrer großen elektrischen Leistung (Standard MW) und ihrem schlechten Wirkungsgrad von 35% (Kraftwerk) belasten Umwelt und insb. Flüsse durch große Mengen Abwärme (Kühlturm). Ortsnahe Kraft-Wärme-Kopplung ist wegen Störfallgefahr und Anlagengröße nicht sinnvoll. Radioaktive Umweltbelastung: Hauptrisiko von K. liegt in der Möglichkeit großer Unfälle, verursacht durch technische Pannen, menschliches Versagen, Erdbeben, Flugzeugabstürze, Sabotage oder Kriegseinwirkung, die mit unvorstellbar hohen, mit konventionellen Energieversorgungsarten unvergleichbaren Folgen für den Menschen und die gesamte Umwelt verbunden sein können. Störfallabläufe und Auswirkung: Kernschmelzen, GAU, Schneller Brüter, Harrisburg, Tschernobyl. Die größten radioaktiven Abgaben im störungsfreien Betrieb entstehen nicht beim K. selbst, sondern bei dessen Versorgung mit Brennstoff ( Brennstoffkreislauf) und Entsorgung: Die abgebrannten Brennelemente enthalten im K. erzeugte radioaktive Substanzen: 1% Plutonium und über 3% Spaltprodukte (Kernspaltung, Wiederaufarbeitung, Atommüll). Zusätzlich fallen jährlich Fässer schwach- und 100 Fässer mittelaktiver Atommüll an. Nach einer Betriebszeit von Jahren stehen zudem Abriß und Entsorgung des K. an (s.u.). Auch im störungsfreien Normalbetrieb gibt ein K. ständig radioaktive Substanzen an Luft und Wasser ab, die sich in der Umwelt anreichern und über mehr als Jahre zu schwer abschätzbaren Schäden führen können. Im K. werden große Mengen radioaktiver Substanzen erzeugt: Durch die Kernspaltung entstehen etwa 200 radioaktive Substanzen (künstliche Radionuklide), die in der Natur nicht vorkommen. Durch kleinste Risse in den Brennstabhüllen (Brennelement ) gelangen so vor allem die radioaktiven Edelgase Xenon und Krypton, die leicht flüchtigen Stoffe Iod und Cäsium, sowie Strontium in den Primärkreislauf und von da in andere Anlagenteile. file:///d /Refs/_To%20Do/12_09_04/Kernkraftwerk.html (4 von 6) :19:57
5 Durch vom Kernreaktor ausgehende Neutronenstrahlung werden im Kühlmittel, in den Verunreinigungen des Kühlmittels (Korrosion) und in anderen Anlagenteilen weitere radioaktive Substanzen erzeugt (Tritium, Argon-41). Die entweichenden Substanzen werden durch aufwendige Filter zum großen Teil zurückgehalten, der Rest gelangt über Abwasser und Abluft(Schornstein oder unkontrolliert) in die Umwelt. Die Tab. zeigt die radioaktiven Abgaben im störungsfreien Normalbetrieb, sie liegen erheblich unter denen einer Wiederaufarbeitungsanlage. Die radioaktiven Emissionen in Becquerel sagen wenig über die Strahlenbelastung und Strahlenschäden von Mensch und Umwelt aus. Diese hängen ab von: Halbwertszeit der radioaktiven Stoffe, von Art und Energie der von ihnen ausgehenden ionisierenden Strahlung (Radioaktivität und Strahlung, Maßeinheiten), ihrer Ausbreitung in der Umwelt und ihrer Anreicherung in Boden, Pflanzen, Tieren und Menschen. Offizielle Angaben über die Strahlenbelastung durch K. beruhen auf Computersimulationen, die mit großen Fehlerquellen (z.b. über die Ausbreitung radioaktiver Substanzen) behaftet sind. Die direkte Messung der Strahlenbelastung ist nur für äußere Gamma- und Betastrahlung möglich. Gerade die gefährlichen Alphastrahler (Alphastrahlung) sind nur mit extremem Aufwand nachweisbar, sobald sie von Organismen aufgenommen wurden. Offizielle Stellen berechnen eine maximale Strahlenbelastung von weniger als 0,01 msv/jahr (Sievert) in der Umgebung von K.. Kritiker geben an, bei manchen Anlagen allein durch äußere Bestrahlung 0,2-4 msv/jahr gemessen zu haben (Strahlenschutzverordnung). Arbeiter in K. sind hohen Strahlenbelastungen von jährlich etlichen msv ausgesetzt. Damit Fachkräfte die für sie zulässigen Grenzwerte von 50 msv/jahr nicht überschreiten, werden in stark strahlenden (heißen) Zonen nukleare Tagelöhner eingesetzt (Dosimeter). Bei US-Atomarbeitern wurde wiederholt eine Erhöhung der Krebsrate festgestellt (somatische Strahlenschäden); in Ausnahmefällen kann es sogar zu akuten Strahlenschäden kommen (Strahlenkrankheit, Kontamination). Eine 1992 veröffentlichte Studie des britischen Amtes für Strahlenschutz zeigt auf, daß das Risiko für Beschäftigte in Atomanlagen, an arbeitsplatz/leukaemie.php" >Leukämie zu sterben, wesentlich größer ist, als bisher angenommen. Die Studie umfaßt einen Zeitraum von 16 Jahren sowie Beschäftigte. Bei den Leukämiefällen stellt die Studie einen klaren Zusammenhang zur jeweiligen Strahlendosis her, die die Betroffenen im Laufe ihres Arbeitslebens erhalten haben. In Deutschland wurde in den letzten Jahren in verschiedenen Studien auch Schäden an der Allgemein- Bevölkerung sichtbar. Für Kinder unter 5 Jahren im engeren Umkreis westdeutscher K. besteht nach den Ergebnissen einer 1992 veröffentlichten Studie der Universität Mainz ein erhöhtes Risiko, an arbeitsplatz/leukaemie.php" >Leukämie zu erkranken. Am stärksten betroffen ist die Umgebung des K. Krümmel bzw. des Atomforschungszentrums Geesthacht; hier wurde eine um das 10-15fach erhöhte Leukämierate gefunden. Umstritten sind Studien über einen Zusammenhang von K.-Emissionen und Waldsterben. Weltweite Lage der K.: 1992 sind weltweit 414 Reaktoren mit insgesamt 323 GW in Betrieb; 1989 waren es noch 421. Infolge der Reaktorunfälle von Harrisburg und Tschernobyl ist der nukleare Markt weitgehend zusammengebrochen. Ungeklärte Risikofaktoren für die Wirtschaftlichkeit der Atomindustrie sind vor allem die Zukunft des Produkthaftungsrechts bei Unfällen und die Entsorgung nuklearer Abfälle (Atommüll). Auch wenn diese Faktoren quantitativ schwer abschätzbar file:///d /Refs/_To%20Do/12_09_04/Kernkraftwerk.html (5 von 6) :19:57
6 sind, schaffen sie ein wirtschaftliches Klima, das zusammen mit dem politischen Gegenwind, der der Kernenergie weltweit entgegenweht, Investitionen verhindert. Die meisten Länder haben seit 10 Jahren kein neues K. mehr in Auftrag gegeben und auch der Versuch, K. als Klimaretter (Treibhauseffekt) zu verkaufen, schlug bislang fehl. Die Länder mit dem höchsten Atomstromanteil sind: Frankreich (73%), Belgien (60%) und Schweden, Ungarn und Korea mit jeweils etwa 50%. In Westdeutschland lag der Anteil 1990 bei 32,5% (öffentliche Versorgung). Anlagen in Deutschland: In den alten Bundesländern sind heute 20 K. in Betrieb (vgl. Tab.). In den neuen Bundesländern werden derzeit keine Anlagen betrieben; die Blöcke in Greifswald sind stillgelegt, und der Weiterbau neuer Blöcke in Stendal und Greifswald gestoppt. In den alten Bundesländern werden bislang 9 K. stillgelegt (inkl. Forschungsreaktoren) (Hochtemperaturreaktor, Schneller Brüter). Abriß, Demontage und Endlagerung des 1974 stillgelegten 100-MW-K. Niederaichbach wird mindestens 220 Mio DM kosten (Stand 1992). Von Beginn des westdeutschen Atomprogramms bis heute flossen ca Mrd DM an öffentlichen Zuschüssen in die Kernenergie. Nach mehr als einem Jahrzehnt Pause will Siemens gemeinsam mit dem französischen Partner Framatome erstmals wieder ein K. in Deutschland bauen. Ende 1994 soll der Standort festgelegt werden und 1995 das Genehmigungsverfahren anlaufen. Das neue K. stellt eine Weiterentwicklung der MW-Konvoi-Anlagen dar und soll eine Leistung von MW aufweisen. file:///d /Refs/_To%20Do/12_09_04/Kernkraftwerk.html (6 von 6) :19:57
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