Hallo,
ich habe vor einiger Zeit gelesen das Kernkraftwerke mit einer Urananreicherung von lediglich 1 -2 % auskommen und damit mehr als 4 GW thermische Leistung erzeugen, während man in Forschungsreaktoren (z.B. zur Neutronenproduktion) teilweise mit über 90 % angereichertem Uran arbeitet, wobei die thermische Leistung in der Regel 100 MW nicht überschreitet. Wie kann das sein? Müsste man den Brennstoff in Kernkraftwerken nicht deutlich höher anreichern um solch thermische Leistungen zu erzielen?
Danke!
Michael
Hallo Michael,
Müsste man den Brennstoff in
Kernkraftwerken nicht deutlich höher anreichern um solch
thermische Leistungen zu erzielen?
warum?
Die Menge machts.
In kommerziellen Reaktoren ist weit mehr Material enthalten als in Forschungsreaktoren.
Zudem ist es nicht unbedingt von Vorteil, wenn das Uran hoch angereichert ist.
Der Reaktor wird so instabiler und schlechter zu regeln.
Gandalf
Hat die Verwendung des niedrig angereicherten Urans in KKWs auch wirtschaftliche Gründe? Ist eine höhere Menge Uran also kostengünstiger als hochangereichertes oder ist der Unterschied nahezu alleine auf die Steuerbarkeit des Reaktor zurückzuführen?
Wäre es im Endeffekt nicht auch besser Forschungsreaktoren mit niedrig angereichertem Uran zu betreiben? Bzgl. Steuerbarkeit etc. oder spielen hier noch andere Faktoren eine wichtige Rolle?
Hallo
Es gibt auch Graphit-Natururan-Forschungsreaktoren.
Da wurde überhaupt nichts angereichert.
MfG
Hat die Verwendung des niedrig angereicherten Urans in KKWs
auch wirtschaftliche Gründe?
…
Wäre es im Endeffekt nicht auch besser Forschungsreaktoren mit
niedrig angereichertem Uran zu betreiben?
Hallo,
in vielen Fällen (ich hoffe, nicht bei uns in Deutschland), ist es wichtig, ob man aus dem Material auch Atombomben bauen kann, dazu braucht man aber hochangereichertes. Ein entsprechender Reaktor ist da eine gute Ausrede.
Gruss Reinhard
in forschungsreaktoren gibt es sicher viele verschiedene anreicherungsstufen auch um zu untersuchen, wie stark es angereichert sein muss um wirtschaftlich zu sein.
Abgesehen davon kann man das in den Forschungslaboren viel besser kontrollieren wenn man hohe anreicherungen hat weil man dann einen reineren Stoff hat und die einflüsse des „nutzlosen“ uranisotops abnehmen.
p.s.: ob man aus dem Uran atombomben bauen kann ist nirgendwo so wichtig wie in Deutschland, weil es Deutschland nach dem 2. Weltkrieg verboten wurde so weit ich weiß.
Hallo Fragewurm,
Wenn dein Uran extrem angereichert ist, kannst du die kritische Masse erreichen, dann bekommst du die ganze Energie auf einmal freigesetzt. Du musst da auch an eine mögliche Kernschmelze denken.
Da nächste Problem ist, dass man die Wärme auch vom Kern wegbekommen muss. Dazu benötigt man Oberfläche!
Du kannst keine 4GW über 1m2 Fläche abführen. Es ist schon aus diesem Grund hilfreich, wenn das Spaltbare Material „verdünnt“ ist, also mehr Volumen benötigt.
Bei einem KKW ist die Strahlung unerwünscht, eigentlich will man nur die Wärme. Leider geht das aber nicht ohne die Neutronen. Allerdings versucht man den Neutronenfluss so klein wie Möglich zu halten. Neben der nötigen Abschirmung, macht der Neutronenfluss auch noch den Stahl spröde.
Bei einer Neutronenquelle ist es umgekehrt. Wärme will man gar keine, aber viele Neutronen. Forschungsreaktoren, bei denen nur die Strahlung interessiert kenne ich auch mit ein paar 100mW thermischer Leistung.
Alleine bei den Mengen an „Brennstoff“ sind da Welten zu einem KKW dazwischen.
Wenn du dir die Liste hier mal anschaust, wirst du sehen, dass viele Forschungsreaktoren im Watt-Bereich arbeiten.
Irgendwie vergleichst du einen LKW mit einem Formel I Fahrzeug.
MfG Peter(TOO)
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo Michael
Urananreicherung bedeutet Isotopentrennarbeit. Das kostet richtig Geld.
Die Anreicherung erfolgt über die Uranverbindung UF6, ein Gas.
Mit Gas-Ultrazentrifugen, Trenndüsen und Gasdiffusion wird 238U von dem gewünschen 235U getrennt und angereichert.
Auch KKW müssen möglichst wirtschaftlich arbeiten!! Also versucht man mit einer möglichst geringen Anreicherung auszukommen, da ein Brennstab nach einigen Jahren eh durch Zerfallsproduktanreicherung und Hüllenprobleme ausgetauscht werden muss. Die unerwünschten Nebenprodukte (Sr, J, u.v.a.) werden entfernt und irgendwo noch nicht ganz endgelagert. 239Pu wird als MOx Brennstoffen wieder in den Reaktor zurückgebracht. Was im Reaktor gebraucht wird sind sog. thermische Neutronen. Die sind ursprünglich eigentlich ziemlich schnell und werden durch Wassermoleküle rein mechanisch abgebremst, dabei heizen sie das Wasser auf und erfüllen den Zweck der Energielieferung. Zum Schluss sind sie so langsam, dass sie von den vorhandenen 235U Atomen eingefangen werden können und deren Kern so ärgern, dass er platzt und wieder Neutronen dabei aussendet. Zur Steuerung des Prozesses setzt man dem Reaktorwasser Bor zu, das als Neutronenfänger wirkt. Mit den Steuerstäben arbeitet man seltener, da hierbei die Brennstäbe ungleichmäßig „abbrennen“. Auch setzt man bei Revisionen die Brennstabbündel nach speziellem Muster zum gleichmäßigen „Abbrand“ im Kern mehrfach um.
In einem Forschungsreaktor mit hoch angereichertem 235U werden hauptsächlich schnelle Neutronen emittiert, die den Reaktorkern schnell verlassen, wenn sie nicht runtergebremst werden. (deshalb wird der weniger warm) Die machen dann unabgeschirmt etwas weiter ausserhalb Nützliches und zum Teil auch Boshaftes (Neutronenbombe) - Kleiner sehr böser Joke aus den frühen 80ern am Rande: Vorteil der Neutronenbombe: Die Tasse bleibt heil, aber die Menschen gehen drauf.
Natururanreaktoren haben einen miesen Wirkungsgrad, die Sicherheitseinrichtungen sind aber die gleichen wie bei DWR und SWR.
Optimal wären graphitmoderierte heliumgekühlte Kugelhaufenreaktoren, deren Wirkungsgrad aber auch nicht berauschend ist.
Es gab in der Erdgeschichte offenbar mal einen wassermoderierten Natururanreaktor (Oklo in Afrika) ich habe aber noch nicht danach gegoogelt, sondern weiss das noch aus Studiumszeiten.
So, das wars erst mal, wenn du mehr wissen willst: Gurgeln und kWIKIen
Gruß vom Klugscheisser
auch Boshaftes (Neutronenbombe) - Kleiner sehr böser Joke aus
den frühen 80ern am Rande: Vorteil der Neutronenbombe: Die
Tasse bleibt heil, aber die Menschen gehen drauf.
Hallo Klugscheisser,
was für eine Verharmlosung - das war alles andere als ein Scherz, sondern genau der Grund für ihre Entwicklung - Bewohner tot, aber man muss nix aufbauen, weil alles unbeschädigt ist. Das ist in dem Sinn auch nicht böse, sondern nur militärische und ökonomische Logik, also völlig rational. Ich war damals bei der Nato-Schnelleinsatzreserve und kenne daher die Denkweise. Manchmal wundere ich mich heute, dass die Menschheit die Phase des kalten Krieges überlebt hat, mit einigen tausend Atomwaffen allein in Deutschland West und Ost (heute sind es glaube ich keine 20 mehr). Glück gehabt.
Gruss Reinhard