Radioaktivität, Röntgenstrahlen und Gesundheit - Bayerisches ...

zeugte Dampf Turbinen zur Elektrizitätserzeugung zugeführt
werden.
Nicht alle spaltbaren Isotope sind für die Energieerzeugung
gleichermaßen geeignet. Besonders gut eignen sich Isotope
wie 233 U, 235 U, 239 Pu, oder 241 Pu, die aus einer geraden Anzahl
von Protonen und einer ungeraden Anzahl von Neutronen
bestehen („gu-Kerne“). Diese Isotope („starke Spaltstoffe“)
zeichnen sich dadurch aus, dass beim Einfang eines
Neutrons ein besonders stabiler Kern mit einer geraden Anzahl
von Protonen und Neutronen („gg-Kern“) entsteht (z. B.
234 236 240 242
U, U, Pu, Pu). Die durch den Einfang des Neutrons
freiwerdende Energie ist dabei so groß, dass die Spaltbarriere
schon durch den Einfang eines niederenergetischen,
thermischen Neutrons überwunden und der Kern gespalten
wird. Bei den so genannten schwachen Spaltstoffen ( 232 Th,
238 240 242
U, Pu, Pu) dagegen muss das Neutron eine Energie
im MeV-Bereich mitbringen, da die beim Einfang des Neutrons
und der Bildung des dabei entstehenden „gu-Kerns“
frei werdende Bindungsenergie alleine nicht ausreicht, um
die Spaltbarriere zu überwinden. Daher kann die Spaltung
von 235 U bereits durch thermische Neutronen, die Spaltung
von 238 U dagegen nur durch schnelle Neutronen mit kinetischen
Energien im MeV-Bereich induziert werden.
Ein Vergleich mit dem Energiegehalt fossiler Brennstoffe
macht deutlich, wie immens die beispielsweise in 235 U innewohnende
Kernenergie ist. Der primäre Energieinhalt eines
Kilogramms Steinkohle beträgt 3x10 7 Joule. Mit den oben
genannten Zahlen kann man abschätzen, dass die bei der
Spaltung von einem Kilogramm 235 U freigesetzte Kernenergie
in etwa dem Energieinhalt von mehr als 2,5 Millionen Kilogramm
Kohle entsprechen.
Reaktortypen
Die bei der Entwicklung der Kernenergie zur kommerziellen
Energieumwandlung entwickelten unterschiedlichen Reaktorkonzepte
werden im Folgenden kurz skizziert. Für die
Spaltung eines 235 U-Kerns reicht bereits ein die Reaktion
auslösendes Neutron aus, und es werden dabei im Mittel 2,5
neue Neutronen freigesetzt. Stehen diese Neutronen für
weitere Kernspaltungen zur Verfügung, kommt es zu einer
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