Kernenergie erzeugt weltweit effizienten und zuverlässigen Strom. Heute sind über 400 kommerzielle Reaktoren in mehr als 30 Ländern in Betrieb. Aber wissen Sie, wie Kernenergie funktioniert?
Die Strahlung eines Kernkraftwerks erzeugt keinen Strom. Sie wandelt Wasser in Dampf um, der eine Turbine antreibt, die Strom erzeugt.
Die Kernenergie
Kernenergie ist Energie, die vom Kern, dem Kern eines Atoms, das aus Protonen und Neutronen besteht, ausgestrahlt wird. Diese Energie kann auf zwei Arten erzeugt werden: Kernspaltung. Dabei spalten sich Atomkerne in mehrere Teile. Oder Kernfusion, wenn Kerne verschmelzen.
Kernspaltung ist die Art von Kernenergie, die heute weltweit zur Stromerzeugung genutzt wird, während die Fusions‑Technologie noch in Entwicklung ist. (Quelle: Internationale Atomenergieagentur)
Die Kernspaltung
Kernspaltung ist eine Reaktion, bei der der Kern eines Atoms in zwei oder mehrere kleinere Kerne zerfällt und dabei Energie freisetzt.
Wird er von einem Neutron getroffen, spaltet sich der Kern eines Uran‑235‑Atoms beispielsweise in zwei kleinere Kerne, etwa einen Barium‑Kern und einen Krypton‑Kern, sowie in zwei oder drei Neutronen. Diese zusätzlichen Neutronen stoßen mit anderen nahegelegenen Uran‑235‑Atomen zusammen, spalten diese und erzeugen weitere Neutronen in einem Multiplikationseffekt, was zu einer Kettenreaktion in einem Bruchteil einer Sekunde führt.
Jedes Mal, wenn die Reaktion abläuft, wird Energie in Form von Wärme und Strahlung freigesetzt. In einem Kernkraftwerk kann die Wärme auf dieselbe Weise in Strom umgewandelt werden, wie Wärme aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Gas und Öl zur Stromerzeugung genutzt wird. (Quelle: Internationale Atomenergieagentur)
Entsorgung von nuklearem Abfall
Uran ist ein Metall, das natürlich in Gesteinen auf der ganzen Welt vorkommt. Uran enthält mehrere natürlich vorkommende Isotope, das sind Formen eines Elements, die sich in Masse und physikalischen Eigenschaften unterscheiden, aber chemische Eigenschaften teilen. Uran besteht aus zwei Isotopen: Uran‑238 und Uran‑235. Uran‑238 macht den Großteil des weltweiten Urans aus, kann jedoch keine Kernspaltungs‑Kettenreaktion erzeugen, während Uran‑235 Energie durch Spaltung erzeugen kann, aber weniger als 1 % des weltweiten Urans ausmacht.
Um natürliches Uran eher zur Spaltung zu bringen, muss der Anteil von Uran‑235 in einer Probe durch einen als Urananreicherung bekannten Prozess erhöht werden. Sobald es angereichert ist, kann Uran effektiv als Kernbrennstoff in Kraftwerken für drei bis fünf Jahre genutzt werden, bevor es radioaktiv wird. Es muss gemäß strenger Richtlinien entsorgt werden, um Menschen und die Umwelt zu schützen. Verbrannter Brennstoff, auch als abgebrannter Brennstoff bekannt, kann zu anderem Brennstoff recycelt werden, um als neuer Brennstoff in Kernkraftwerken verwendet zu werden. (Quelle: International Atomic Energy Agency)
Der Atommüll
Kernkraftwerke erzeugen Abfälle mit unterschiedlichen Radioaktivitätsgraden. Diese werden je nach Radioaktivitätsniveau und Verwendungszweck unterschiedlich behandelt.
Die nächste Generation von Kernkraftwerken, auch als innovative fortschrittliche Reaktoren bekannt, wird deutlich weniger Atommüll produzieren als die heutigen Reaktoren. Sie sollen bis 2030 im Bau sein. (Quelle: International Atomic Energy Agency)
Klimawandel und Kernenergie
Kernenergie ist eine kohlenstoffarme Energiequelle, weil Kernkraftwerke im Gegensatz zu Kohle, Öl oder Gas kaum CO₂ ausstoßen. Kernreaktoren erzeugen fast ein Drittel des weltweiten CO₂‑freien Stroms und sind entscheidend, um die Klimaziele zu erreichen. (Quelle: International Atomic Energy Agency)
