Atomkraftwerk mit eigener Energie Kühlen

Wissenschaft Physik
#1

Hallo ich hätte da mal eine Frage und zwar:
Wenn ich das richtig verstanden habe wird ja in einem Atomkraftwerk durch den Anstieg des Druckes durch die Erhitzung der Brennstäbe eine Turbine betrieben die Strom erzeugt. Jetzt wäre meine Frage warum kann man nicht wenn bspw. wie in Japan momentan das normale Kühlsystem ausfällt, warum baut man dann nicht ein extra Kühlsystem ein, welches die nach einem Ausfall des Primärkühlsystems noch höhere Leistung (durch höheren Druck im Reaktor)nutzt um das System zu kühlen.

An Energie sollte es ja nicht mangeln. Das System könnte ja auch direkt im Reaktor unter den Schutzmantel gebaut werden.

Das Ventil zur Turbine bleibt geschlossen solang das Primärkühlsystem funktioniert und sobald es ausfällt öffnet man das Ventil und schließt das andere der auftretende Druck lässt das Kühlsystem anspringen und die Brennstäbe werden wieder gekühlt.

vielen dank schonmal gibt sicher ne logische Erklärung warum das nicht geht oder aber es wird in neueren Kraftwerken schon so gemacht

#2

Hallo cheludo,

in einem normalen AKW gibt es verschiedene Schutzmechanismen um die Kühlung auch nach dem Abschalten zu gewährleisten. Zum einen hängt das AKW an verschiedenen Hochspannungsleitungen, über die es Strom beziehen könnte, es besitzt ein Notstromaggregat (Dieselmotoren) und es kann die Wärme die auch nach dem Abschalten des AKW noch entsteht genutzt werden um, wie im Normalbetrieb, Dampf und schließlich Strom zu erzeugen. Das Problem der Japanischen AKWs ist aber, dass durch das Erdbeben und den Tsunami die externe Stromversorgung, die Notstromaggregate und auch die Turbinen beschädigt bzw. zerstört wurden. Nun erwärmen sich die Brennstäbe immer mehr (Heizleistung am Tag nach dem Abschalten ca. 5MW), es entsteht Wasserstoff (teilweise wird durch Strahlung das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, teilweise wird der Wasserstoff durch eine chemische Reaktion in den Brennstäben erzeugt). Es gibt eigentlich dann auch noch Sicherheitsanlagen, die das Gas absaugen/binden, aber diese haben offensichtlich ebenfalls nicht reagiert. Als dann das richtige Wasserstoff - Sauerstoffgemisch in der Luft war hat es sich entzündet und es kam zu Explosionen. Das sind auch die Explosionen die man in den Nachrichten sieht, das sind keine atomaren Explosionen.

Ich hoffe ich konnte ein wenig helfen
Andreas

#3

Hallo,
stell dir mal einen großen Schnellkochtopf vor. Du kannst da innen einbauen, was du willst, davon wird die Temperatur nicht sinken, so lange er auf der eingeschalteten Herdplatte steht.
Es gibt nur zwei Möglichkeiten die Temperatur zu senken, wenn du ihn nicht von der Herdplatte nehmen kannst und die auch nicht abschalten kannst

  1. den Topf von außen mindestens genauso stark kühlen wie die Herdplatte ihn aufheizt
  2. über das Ventil Wasserdampf ablassen (Druck und Temperatur sind bei Gasen proportional zueinander), was auch nur begrenzt geht - irgendwann ist da kein (nennenswerter) Wasserdampf mehr drin

Wie jeder Vergleich hinkt der, aber ganz daneben ist es imo auch nicht.

Cu Rene

#4

Wie jeder Vergleich hinkt der, aber ganz daneben ist es imo
auch nicht.

Hallo Rene,

ne, wirklich nicht, man müsste bloss noch ergänzen, dass beim Ablassen vielleicht auch Wasserstoff rausbläst und dann explodiert - der Dampfkochtopf ist dann vielleicht noch ganz, die Küche aber nicht, und das erschwert wiederum den Umgang mit dem Dampfkochtopf.

Bloss die Radioaktivität fehlt irgendwie noch.

Gruss Reinhard

#5

Hallo

Man möchte dort sichere Kühlsysteme für den Notfall haben, soweit richtig.

Aber erstens: Energie kühlt nicht von alleine, sie heizt.

Die Kühlflüssigkeit ist meist Wasser, und bei einem Erdbeben soll die ganze Choose möglichst schnell abgeschaltet werden.

Ein Beispiel: Eine mögliche einfache Kühlmethode wäre wie bei einer Konvektionsheizung. Dies Prinzip geht aber nicht mit Siedewasserreaktoren und die „Thermik“ hat nich so die Power.

Größere Strukturen, die durch Wärmeeinwirkung aus dem Reaktor eine Pumpwirkung betreiben, sind wiederum potentiell erdbebengefährdet.

Vielleicht wären größere Notstrom-Batterien etwas, und Anschlüsse außerhalb des Gebäudes für die Feuerwehr, um Wasser durchzupumpen?

Und wenn man das Gebäude bequemer öffnen könnte, anstatt ein Loch in die Decke zu schlagen um Wasserstoffgas abzulassen, wär es auch recht hilfreich.

MfG
Matthias

#6

Hi,

och ich find die analogie ganz gelungen.

dass beim Ablassen vielleicht auch Wasserstoff rausbläst und dann explodiert

REinen Wasserstoff gibt es in einem Wasserkessel nicht, aber sobald der mal aus dem REaktor raus ist, isat er schlagartig so weit verdünnt, dass er sich nicht mehr entflammt, und selbst wenn, gäbe es keine Explosion mehr. Er hat ja genug Platz für die Endprodukte der Reaktion. Nur wenn er im Reaktor drin ist und sich entzündet, wird es (un)lustig. Wasserstoff ist recht asozial. Wenn er DSauerstoff und einen Funken hat, brennt er jetzt gleich ab und dehnt sich extrem aus- ob er nun Platz dafür hat oder nicht.

Bloss die Radioaktivität fehlt irgendwie noch.

Die passt aber auch in die Analogie. Radioaktiv ist das Innere des REaktors ja immer in gewissem Maße, und solange man das Innere nicht aufmacht, oder nur seeeeeeeeeehr dosiert, passiert da auch ncihts.

die Franzi