Inhaltsverzeichnis. Vorwort 5

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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 1 Einführung Geschichte der Kernenergie Kernkraft in der Energieversorgung Elektrische Energie Primärenergie 24 2 Grundlagen Aufbau des Atoms Massendefekt, Bindungsenergie 31 3 Ionisierende Strahlung Kernumwandlungen und Radioaktivität Verschiedene Arten von Kernumwandlungen Nuklidkarte Zerfallsreihen Halbwertszeit Aktivität Wechselwirkungen von Strahlung mit Materie Wechselwirkung von a-strahlung Wechselwirkung von ß-Strahlung Wechselwirkung von y-strahlung Wechselwirkung von Neutronenstrahlung Wirkung ionisierender Strahlung Beschreibung der biologischen Strahlenwirkung Bestrahlung, Kontamination und Inkorporation Strahlendosis Energiedosis, Ionendosis Organdosis Effektive Dosis Dosisleistung Dosisfaktor Folgedosis Strahlenschutz 62 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 3.5.1 Messung ionisierender Strahlung Ionisationskammer GEiGER-MüLLER-Zählrohr Stabdosimeter Filmdosimeter Neutronenmessung Gamma-Spektroskopie Quellen ionisierender Strahlung Natürliche Quellen Künstliche Quellen Schutz vor ionisierender Strahlung Maßnahmen zum Schutz vor Strahlungseinwirkungen Strahlenschutzmaßnahmen in einem Kernkraftwerk Kontrollierte Abgabe radioaktiver Stoffe 80 4 Brennstoffversorgung Uranvorkommen und Uranerzgewinnung Reichweite der Uranvorräte Uranabbau und Vorbereitung zur Weiterverarbeitung Urananreicherung, Brennstoffaufbereitung Ausgangsmaterial für die Anreicherung Grundlagen der Urananreicherung Anreicherungsverfahren Trenndüsenverfahren Diffusionsverfahren Zentrifugenverfahren Brennstoffverarbeitung Brennelemente Allgemeiner Aufbau von Leichtwasserreaktor-Brennelementen Brennelemente für Druckwasserreaktoren Brennelemente für Siedewasserreaktoren Reaktorphysik Kernspaltung Potentialwall Tröpfchenmodell, Bindungsenergie Spontane Kernspaltung Induzierte Kernspaltung Anregungsenergie Klassifizierung von Neutronen

3 5.1.5 Wirkungsquerschnitt Produkte der Kernspaltung Spaltprodukte Spaltneutronen Effektive Neutronenausbeute Energiebilanz der Kernspaltung Nachzerfallswärme Neutronenhaushalt Kettenreaktion Neutronenbilanz Multiplikationsfaktor und 4-Faktoren-Formel Reaktivität Reaktorregelung Verzögerte Neutronen Steuer- oder Regelstäbe Steuerelemente für Druckwasserreaktoren Steuerelemente für Siedewasserreaktoren Langzeitregelung Streckbetrieb, Brennelementmanagement Regelkreise im Reaktor Moderator Wirkungsweise des Moderators Moderatorstoffe Temperaturabhängigkeit der Moderation Kühlmittel Wasser als Kühlmittel Gase als Kühlmittel Flüssige Metalle als Kühlmittel Homogener, heterogener Reaktor Konversions- und Brutprozesse Erzeugung von Plutonium Erzeugung von 233 Uran Brennstoffabbrand Kernkraftwerke Statistischer Überblick kerntechnischer Anlagen Kerntechnische Anlagen in Deutschland Deutsche Leistungsreaktoren Deutsche Forschungs- und Schulungsreaktoren Sonstige kerntechnische Anlagen Überblick aller Kernkraftwerke weltweit Deutsche Kernkraftwerke im internationalen Vergleich

4 6.2 Aufbau eines Kernkraftwerks Kraftwerk-Kennzeichnungs-System Sicherheitskonzepte Sicherheitsphilosophien Redundanz Diversität «2-aus-3»-Prinzip, Drahtbruchsicherung Gebäude- und Geländekonzeptionierung Fail-save-Prinzip Sicherheitsabschließungen Fachkunde des Personals Wiederkehrende Prüfungen Erfahrungsaustausch Reaktorschutz Ereignisbaum, Fehlerbaum Auslegungsstörfälle beim Druckwasserreaktor Großes Primärleck Mittelgroßes Primärleck Kleines Primärleck Dampferzeuger-Heizrohrleck Kühlmittelverluststörfälle beim Siedewasserreaktor Druckwasserreaktor Aufbau des Druckwasserreaktors Reaktordruckbehälter Hauptkühlmittelpumpen Dampferzeuger Druckregelsystem Volumenregelsystem Nach- und Notkühlsysteme Notspeisesystem Nachkühlsystem Sicherheitseinspeisesystem Zusatzboriersystem Druckspeicher Beckenkühlsystem Hilfssysteme Lüftungssysteme Kühlkreisläufe Elektrizitätsversorgung im Kernkraftwerk Siedewasserreaktor Komponenten des Siedewasserreaktors Reaktordruckbehälter

5 Kühlmittelumwälzpumpen Wasserabscheidung und Dampftrocknung Reaktorsteuerung und Reaktorregelung Hilfssysteme Druckentlastungssystem Not- und Nachkühlsystem Vergiftungssystem Abdichtung der Turbinenwelle Hochtemperaturreaktor Aufbau des THTR Brennelemente Reaktorkomponenten Reaktordruckbehälter und Einbauten Gebläse Dampferzeuger Steuer- und Abschalteinrichtungen Nachwärmeabfuhr und Sicherheitsaspekte Kernfusionsreaktor Grundlagen der Kernfusion Fusionsprodukt Plasmaeinschluss Tokamak Stellarator Hilfssysteme Heizung Divertor-Vakuumsystem Blanket Tritiumkreislauf Supraleitende Magnetspulen Ports und Peripherie Sicherheitsaspekte Aktuelle Projekte zur Kernfusion ITER - «Der Weg» zur Kernfusion Wendelstein 7-X 278 Konventionelle Kraftwerkstechnik Wasser-Dampf-Kreislauf Komponenten des Sekundärkreises Turbine Kondensatoren, Kühlwasser Wasserabscheider und Zwischenüberhitzer Speisewasserbehälter Speisewasserpumpen

6 7.2.6 Vorwärmstraßen Generator, Maschinentransformator Behandlung radioaktiver Reststoffe Entladen der Brennelemente aus dem Reaktor Transport- und Lagerbehälter für radioaktive Stoffe Zwischenlager, Standortzwischenlager Wiederaufarbeitung von ausgedienten Kernbrennstoffen Verfahren zur Wiederaufarbeitung Handhabung der Abfälle aus der Wiederaufarbeitung Direkte Endlagerung, Konditionierung radioaktiver Reststoffe Endlagerkonzepte Endlagerung in tiefen geologischen Formationen Endlager-Konzept in Deutschland Schacht Konrad Salzstock Gorleben Barrierenkonzept, Langzeitsicherheit 325 Weiterführende Literatur 329 Quellenverzeichnis 330 Stichwortverzeichnis