Kernenergie erzeugt überall auf der Welt effizient und zuverlässig Strom. Heute sind über 400 kommerzielle Reaktoren in über 30 Ländern in Betrieb. Aber wissen Sie, wie Kernenergie funktioniert?
Die Strahlung eines Kernkraftwerks erzeugt keinen Strom. Es wandelt Wasser in Dampf um, der eine Turbine antreibt, die Strom erzeugt.
Die Kernenergie
Kernenergie ist Energie, die vom Kern, dem Kern eines Atoms aus Protonen und Neutronen, abgegeben wird. Diese Art von Energie kann auf zwei Arten erzeugt werden: Spaltung. Dabei spalten sich Atomkerne in mehrere Teile auf. Oder Fusion, wenn Kerne verschmelzen.
Die Kernspaltung ist die Art der Kernenergie, die heute weltweit zur Stromerzeugung verwendet wird, während sich die Fusionstechnologie noch in der Entwicklung befindet. (Quelle: Internationale Atomenergiebehörde)
Die Kernspaltung
Kernspaltung ist eine Reaktion, bei der sich der Kern eines Atoms in zwei oder kleinere Kerne aufspaltet, während er Energie abgibt.
Beim Aufprall eines Neutrons spaltet sich beispielsweise der Kern eines Uran-235-Atoms in zwei kleinere Kerne, etwa einen Bariumkern und einen Kryptonkern, sowie zwei oder drei Neutronen. Diese zusätzlichen Neutronen kollidieren mit anderen Uran-235-Atomen in der Nähe, spalten sich auf und erzeugen zusätzliche Neutronen in einem Multiplikationseffekt, was in Sekundenbruchteilen zu einer Kettenreaktion führt.
Bei jeder Reaktion wird Energie in Form von Wärme und Strahlung freigesetzt. In einem Kernkraftwerk kann die Wärme auf die gleiche Weise in Strom umgewandelt werden, wie Wärme aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Gas und Öl zur Stromerzeugung verwendet wird. (Quelle: Internationale Atomenergiebehörde)
Entsorgung von Atommüll
Uran ist ein Metall, das in Gesteinen auf der ganzen Welt natürlich vorkommt. Uran enthält mehrere natürlich vorkommende Isotope, die Formen eines Elements sind, die sich in Masse und physikalischen Eigenschaften unterscheiden, aber gemeinsame chemische Eigenschaften haben. Uran besteht aus zwei Isotopen: Uran-238 und Uran-235. Uran-238 macht den größten Teil des weltweiten Urans aus, kann aber keine Spaltkettenreaktion hervorrufen, während Uran-235 durch Spaltung Energie erzeugen kann, aber weniger als 1 % des weltweiten Urans ausmacht.
Um die Spaltung von natürlichem Uran wahrscheinlicher zu machen, muss die Menge an Uran-235 in einer bestimmten Probe durch einen als Urananreicherung bekannten Prozess erhöht werden. Einmal angereichertes Uran kann drei bis fünf Jahre lang effektiv als Kernbrennstoff in Kraftwerken verwendet werden, bevor es radioaktiv wird. Es muss nach strengen Richtlinien zum Schutz von Mensch und Umwelt entsorgt werden. Gebrauchter Brennstoff, auch als abgebrannter Brennstoff bekannt, kann zu anderen Brennstoffen recycelt werden, um als neuer Brennstoff in Kernkraftwerken verwendet zu werden. (Quelle: Internationale Atomenergiebehörde)
Der Atommüll
Kernkraftwerke erzeugen Abfälle mit unterschiedlicher Radioaktivität. Diese werden je nach Radioaktivitätsgrad und Verwendungszweck unterschiedlich gehandhabt.
Die nächste Generation von Kernkraftwerken, auch bekannt als innovative fortschrittliche Reaktoren, wird deutlich weniger Atommüll produzieren als aktuelle Reaktoren. Sie sollen bis 2030 im Bau sein. (Quelle: Internationale Atomenergiebehörde)
Klimawandel und Atomkraft
Kernkraft ist eine kohlenstoffarme Energiequelle, da Kernkraftwerke im Gegensatz zu Kohle, Öl oder Gas kaum CO2 ausstoßen. Kernreaktoren produzieren fast ein Drittel des weltweit kohlenstofffreien Stroms und sind entscheidend für die Erreichung der Klimaschutzziele. (Quelle: Internationale Atomenergiebehörde)