Klasse 5K 1

Entwicklung der Kernenergienutzung

20.05.2015

Mittels Kernenergie produzierte elektrische Energie von 1971 – 2011 nach Regionen. Quelle: International Energy Agency IEA

Weltweite Produktion von elektrischer Energie von 1971 bis 2011.Quelle: IEA

OECD (Organisation für europäische wirtschaftliche Zusammenarbeit) : Europa, USA, Kanada, Türkei, Japan, Australien , Mexiko, …

Strombedarf CH:≈ 68 TWh/a

Klasse 5K 2

Kernenergienutzung heute

20.05.2015

Land Anzahl Kernreaktoren Elektrische Leistung [GWel]

Vereinte Nationen von Amerika 100 99

Frankreich 58 63

Japan 50 44

Russland 33 23

Südkorea 23 21

Indien 21 5

Kanada 19 14

China 19 15

Grossbritannien 16 9

Ukraine 15 13

Schweden 10 9

Schweiz 5 3

Rest 98 48

Total 436 372

Quelle: IEA

Anteil an weltweiter Stromproduktion: 12.5 %

Klasse 5K 3

Kernenergienutzung heute

20.05.2015

Quelle: International Atomic Energy Agency IAEA.

Klasse 5K 4

Grundprinzip der Kernenergienutzung

20.05.2015

Brennelement (rot): Enthält spaltbares Material.Moderator (gelb): Abbremsen der bei der Spaltung erzeugten Neutronen → Wahrscheinlichkeit für weiteren Spaltprozess wird erhöht.Kühlmittel (blau): Abtransport der erzeugten WärmeSteuerstäbe: Neutronenabsorbierenden Material wie z.B. Cadmium (Cd) oder Bor (B) für die Steuerung der Kettenreaktion

Sicherheitsbarrieren:1. Brennelementhülle (rot, Schmelzpunkt: ≈ 2’800 °C)2. Reaktorbehälter (braun)3. Sicherheitsbehälter (grün)

Klasse 5K 5

Reaktortypen

20.05.2015

AnzahlPWR: Pressurized water reactor = Druckwasserreaktor 274 BWR: Boiling water reactor = Siedewasserreaktor 84PHWR: Pressurized heavy water reactor 48 (Kanada)LWGR: Light water graphite reactor 15 (Chernobyl)GCR: Gas cooled reactor 15 (Grossbritannien)

Schweiz:3 PWR (Beznau I + II, Gösgen)2 BWR (Leibstadt, Mühleberg)

Klasse 5K 6

PWR (Druckwasserreaktor)

20.05.2015

Klasse 5K 7

BWR (Siedewasserreaktor)

20.05.2015

Klasse 5K 8

Sicherheitsmassnahmen Atomkraftwerke

20.05.2015

Sicherheitsmassnahmen in einem Atomkraftwerk:

• Redundanz von relevanten Komponenten (z.B. Stromversorgung, Pumpen, passives Sicherheitssystem)

• Steuerstäbe (fallen bei Stromausfall automatisch in den Reaktor)

• Sicherheitsbehälter

• Geeignete Wahl des Moderator

- Wasser verdampft bei Kernschmelze → Kein mehr Moderator vorhanden → Kettenreaktion unterbricht.

- Graphit verdampft nicht bei Kernschmelze (Siedepunkt ≈ 5’000 °C)

• Passives Kühlsystem (ohne Strom, basieren auf Schwerkraft und natürlicher Konvektion)

• Auffangbecken und kontrollierte Kühlung der Schmelze

Klasse 5K 9

Das AAAA-Prinzip des Strahlenschutzes

20.05.2015

Abstand halten: Verdoppelt man die Entfernung zu einer Strahlenquelle, so verringert sich die Dosis auf einen Viertel (quadratisches Abstandsgesetz).

Abschirmung: