Radioaktivität, Röntgenstrahlen und Gesundheit - Bayerisches ...

terscheidet man zwischen Leichtwasser-, Schwerwasser-,
und gasgekühlten Reaktoren. Bei Reaktoren, die auf der
Spaltung durch thermische Neutronen basieren („thermische
Reaktoren“), ist zusätzlich ein Moderator vorhanden, der die
bei der Spaltung entstehenden schnellen Neutronen abbremst.
In vielen Fällen dient das Kühlmittel gleichzeitig als
Moderator. Bei manchen Typen wird Graphit als Moderator
verwendet. Reaktoren, die auf der Spaltung durch schnelle
Neutronen basieren („schnelle Reaktoren“), benötigen dagegen
keinen Moderator. Geregelt wird ein Reaktor über
Steuerstäbe, die je nach Bedarf in den Kern eingefahren
werden können und aus Material wie zum Beispiel Cadmium
bestehen, das thermische Neutronen besonders gut absorbiert.
Die bei der Kernspaltung entstehenden Spaltprodukte sind
größtenteils radioaktiv, und auch in den Materialien, die den
erzeugten Neutronen ausgesetzt sind, können durch den
Einfang von Neutronen radioaktive Isotope entstehen. Daher
wird bei Kernreaktoren eine Kombination aus unterschiedlichen
Barrieren verwendet, um zu verhindern, dass die erzeugte
Radioaktivität unkontrolliert in die Umgebung gelangen
kann. Zu diesen Barrieren zählen die Hüllen der Brennelemente,
der Reaktordruckbehälter, sowie der Reaktor-
Sicherheitsbehälter aus Strahl, der schließlich von der Außenschale
des Reaktorgebäudes aus Strahlbeton umgeben
ist.
Bei einem Druckwasserreaktor (Abb. 3.3) wird als Kühlmittel
normales („leichtes“) Wasser verwendet. Im Primärkreislauf
besteht ein hoher Druck von typischerweise 16 Mpa (Megapascal,
entspricht 160 bar), der es erlaubt, das Kühlwasser
auf etwa 300 °C aufzuheizen, ohne dass es zum Sieden und
der damit verbundenen Dampfblasenbildung kommt. In einem
Sekundärkreislauf wird Dampf erzeugt, der dann eine
Turbine antreibt. Beim Siedewasserreaktor (Abb. 3.4)
herrscht dagegen im Primärkreislauf ein niedrigerer Druck
von etwa 7 Mpa (70 bar), so dass das Kühlwasser teilweise
siedet. Der entstehende Dampf wird direkt (d.h. ohne dazwischen
geschalteten Wärmetauscher) zur Turbine geleitet.
Da der im Wasser vorhandene Wasserstoff zudem einen guten
Neutronen-Moderator darstellt, kann bei beiden Reaktortypen
auf einen zusätzlichen Moderator verzichtet werden.
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