Kernreaktoren

Für die zivile Nutzung der Kernkraft muss man die enormen Energien, die bei der Kernspaltung freigesetzt werden, kontrollieren. Welt der Physik erklärt die physikalischen Grundlagen und technischen Anforderungen an einen Kernreaktor.

In Deutschland waren im Jahr 2009 17 Kernkraftwerke mit einer Bruttoleistung von 22,5 Gigawatt (netto) im Betrieb. Der Anteil der Kernenergie an der Brutto-Stromerzeugung betrug mit 134,9 Milliarden Kilowattstunden knapp 23 Prozent. Der Anteil an der Grundlastversorgung mit Strom lag jedoch bei 48 Prozent.

Im Jahr 2009 wurden 437 Kernkraftwerke in 30 Ländern der Erde mit einer installierten elektrischen Bruttoleistung von insgesamt 392 Gigawatt betrieben, darunter 104 Anlagen in den USA, 59 in Frankreich, 56 in Japan, 31 in Russland und 19 in Großbritannien. Die 437 Kraftwerke trugen mit 2558 Mrd. kWh etwa 13 Prozent zur globalen Stromerzeugung bei.

Weltweit waren 52 neue Kernkraftwerke mit einer elektrischen Bruttoleistung von 51,2 Gigawatt in 14 Ländern im Bau. Des Weiteren befanden sich rund weitere 80 Kernkraftwerksneubauten in der konkreten Projektierungs-, Planungs- oder Genehmigungsphase, zum Teil schon mit gestelltem Genehmigungsantrag oder erfolgter Auftragsvergabe.

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  Aufbau eines Kernkraftwerks

  Kernkraftwerke bestehen aus einem Kernreaktor, mit dem heißer Wasserdampf mit einer Temperatur von etwa 285 Grad Celsius erzeugt wird. Dieser treibt eine Dampfturbine an, die mit einem Generator gekoppelt ist und den den Strom erzeugt. Der Dampf wird anschließend in einem Kondensator wieder zu Wasser abgekühlt und zur erneuten Erhitzung in einem geschlossenen Kreislauf in den Reaktor zurückgeführt. Der Unterschied zu anderen dampfbetriebenen Kraftwerken besteht, vereinfacht ausgedrückt, vor allem darin, dass zur Dampferzeugung für den Antrieb der Turbine nicht die Verbrennung von Kohle, Öl oder Erdgas benutzt wird, sondern die Wärme, die im Kernreaktor bei der Spaltung von Uran frei gesetzt wird. 
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  Die Vielfalt der Kernreaktoren

  Im Jahr 1938 wurde entdeckt, dass sich die Kerne des Uranisotops 235 durch den Einfang von Neutronen spalten und dabei große Mengen an Energie freigesetzt werden. Seitdem sind zahlreiche, verschiedene Kernreaktoren entwickelt worden, um diese Energie für friedliche Zwecke zu nutzen. Nur wenige Reaktortypen haben sich aber bis heute für die großtechnische Nutzung durchsetzen können. 
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