Kernkraft

Der Strom, der aus der Wärme kommt

Ein Kernkraftwerk produziert Strom aus der Energie, die bei der Spaltung von Atomkernen freigesetzt wird. Mit dieser Energie wird im Reaktor Wasser erhitzt. Dabei entsteht heisser Dampf, der unter hohem Druck steht. Der Dampf wird auf eine Turbine geleitet, die zu rotieren beginnt. Die Turbine gibt ihre Kraft an den Generator weiter, der daraus Strom produziert – ähnlich wie der Dynamo beim Fahrrad. Der Strom wird ins Netz eingespeist und gelangt so schliesslich zu den Verbrauchern.

Brennelemente: Wo die Kerne gespalten werden

Als Brennstoff brauchen Kernkraftwerke Uran. Es befindet sich in langen, dünnen Brennstäben. Geometrisch angeordnet bilden sie die Brennelemente. Wie alle Stoffe, besteht Uran aus Atomen – einem Atomkern und geladenen Teilchen. Mit Hilfe von „kleinen Geschossen“, den Neutronen, werden die Atomkerne gespalten. Hierbei entstehen radioaktive Kernbruchstücke und weitere Neutronen. Diese können wieder neue Spaltungen von Urankernen auslösen; es kommt zu einer Kettenreaktion. Dazu müssen die Neutronen durch den Moderator, das Wasser im Reaktor, abgebremst werden. Die Kontrolle der Kettenreaktion erfolgt durch Steuerstäbe, welche je nach Position mehr oder weniger Neutronen einfangen und damit die Kernspaltung regulieren. Die „herumfliegenden“ Kernbruchstücke werden durch Atome in unmittelbarer Umgebung abgebremst. Ihre Bewegungsenergie wird so in Wärme umgewandelt. Die Wärme erhitzt das Wasser, das die Brennelemente umspült – Dampf entsteht.

Schweizer Kernkraftwerke: Leichtwasserreaktoren

Die Reaktoren der Schweizer Kernkraftwerke gehören zur Gruppe der Leichtwasserreaktoren. In diesen Reaktoren sind die Brennstäbe ständig von Wasser umgeben. Das Wasser hat mehrere Aufgaben: Erstens transportiert es die erzeugte Energie in Form von Dampf zu den Turbinen und kühlt so gleichzeitig die Brennelemente. Und zweitens dient es als sogenannter Moderator: Es bremst die bei der Kernspaltung freigesetzten Neutronen ab. Denn nur langsame Neutronen können eine neue Kernspaltung auslösen.

Siede- und Druckwasserreaktoren

Leichtwasserreaktoren lassen sich in zwei Typen unterteilen: Siedewasser- und Druckwasserreaktoren.

• Bei Siedewasserreaktoren (Mühleberg und Leibstadt) wird der im Reaktor erzeugte Dampf direkt zur Turbine geleitet.
• Bei Druckwasserreaktoren (Beznau und Gösgen) wird das Wasser im Reaktor unter hohem Druck erhitzt, ohne dass es zu sieden beginnt. Das erhitzte Wasser wird zu Dampferzeugern geleitet, wo es seine Wärme an einen zweiten Wasserkreislauf abgibt. In diesem zweiten Kreislauf verdampft das Wasser und treibt die Turbine an.

In der Schweiz wird heute ca. 40 Prozent des Stromes aus Kernkraft erzeugt.