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Niemand kann die Sicherheit in Kernkraftwerken garantieren, aber die Sicherheitsvorkehrungen sind so hoch, dass normalerweise nichts passieren kann. In einem Kernkraftwerk gibt es mehrere Barrieren. Sie haben zwei Aufgaben: Sie verhindern das Entweichen radioaktiver Stoffe.
Sie schirmen die direkte Strahlung ab.
Im Reaktordruckbehälter wird die Intensität der Gammastrahlung auf den 100.000sten Teil reduziert. Das Kühlwasser schirmt die Alpha- und Beta-Strahlen vollständig ab (Ein Beta-Teilchen, manchmal auch Beta-Strahl genannt, bezeichnet durch den griechischen Kleinbuchstaben beta, ist ein hochenergetisches, schnelles Elektron oder Positron, das beim radioaktiven Zerfall eines Atomkerns, wie z.B. eines Kalium-40-Kerns, emittiert wird, im Prozess des Beta-Zerfalls) und der Rest der Gammastrahlung (Gammastrahlung, bezeichnet durch den griechischen Kleinbuchstaben gamma, durchdringt elektromagnetische Strahlung einer Art, die durch den radioaktiven Zerfall von Atomkernen entsteht) wird von einem etwa 2 m dicken Schutzschild aus Stahlbeton umschlossen, das den Reaktordruckbehälter umschließt. Schließlich gibt es die Einhausung und das Reaktorgebäude, die alles umgeben und somit fast nichts nach außen dringen können. Es gibt 7 Sicherheitsvorkehrungen, um das Austreten radioaktiver Stoffe zu verhindern:
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- Brennstoffkristallgitter
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- Brennstabmantel
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- Reaktordruckbehälter
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- Sicherheitsbehälter mit Dichtungshaut
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- Rückhalteeinrichtungen für flüssige und gasförmige radioaktive Stoffe
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- Biologischer Schild
- Reaktorgebäude
Der Brennstab
Nachdem Uran-235 (Uran-235 ist ein Isotop von Uran, das etwa 0,72% des natürlichen Urans ausmacht) angereichert wurde und der Anteil an reinem Uran 2-3,5% beträgt, werden Pellets gepresst. Sie werden nun in den 4 m langen und 2,5 cm breiten Brennstab gefüllt. Seine Beschichtung besteht aus einer Zirkoniumlegierung (Zirkoniumlegierungen sind feste Lösungen aus Zirkonium oder anderen Metallen, eine gemeinsame Untergruppe mit dem Markenzeichen Zircaloy), die dafür sorgt, dass kein Brennstoff in einen Kreislauf gelangt und somit radioaktive Strahlung (in der Physik ist Strahlung die Emission oder Übertragung von Energie in Form von Wellen oder Teilchen durch den Raum oder durch ein Materialmedium) nach außen entweichen kann. Der Brennstab wird durch eine Schraubenfeder geschlossen (eine Schraubenfeder, auch Schraubenfeder genannt, ist eine mechanische Vorrichtung, die typischerweise verwendet wird, um Energie zu speichern und anschließend wieder abzugeben, um Stöße zu absorbieren oder eine Kraft zwischen den Kontaktflächen aufrechtzuerhalten) und hält so die Pellets im Rohr. Nun werden viele Brennstäbe zu einem quadratischen Brennelement zusammengefasst. Der Moderator “Wasser ” strömt an den Brennstäben vorbei und leitet so Wärme ab.
das Reaktordruckgefäß
Der Reaktordruckbehälter dient gleichzeitig als Barriere. Ein Reaktordruckbehälter in einem Siedewasserreaktor (der Siedewasserreaktor ist eine Art Leichtwasserkernreaktor zur Stromerzeugung) hat eine Höhe von ca. 21m und einen Innendurchmesser von ca. 5,6m. Bei einer Wandstärke von 14 cm beträgt das Gewicht 550t. Der Druckbehälter (Ein Druckbehälter ist ein Behälter zur Aufnahme von Gasen oder Flüssigkeiten mit einem Druck, der sich wesentlich vom Umgebungsdruck unterscheidet) befindet sich in einer speziell belüfteten Betonkammer (biologische Abschirmung), die wiederum als Abschirmung dient. Läuft jedoch ein Brennstab aus, kann die radioaktive Substanz in das Kühlmittel gelangen. Um dies zu verhindern, gibt es den Reaktordruckbehälter und die Wände des Kühlmittelkreislaufs. Zusätzlich wird ständig Wasser aus dem Reaktorkühlkreislauf entnommen, gereinigt und in den Kreislauf zurückgeführt. Da die Teile des Kühlmittelkreislaufs miteinander verschweißt sind, werden sie mit speziellen Prüfverfahren (Röntgenstrahlen) auf Dichtheit geprüft.
Die Eindämmung
Der Sicherheitsbehälter stellt mit seinen Schnellverschlüssen die vierte Barriere dar. Er umschließt den Reaktordruckbehälter und einen Teil des Kühlmittelkreislaufs. In Siedewasserreaktoren werden sogenannte “Druckminderungssysteme” eingesetzt. Heute ist der Sicherheitsbehälter kugelförmig und hat einen Innendurchmesser von ca. 30 m. Die Wandstärke beträgt ca. 30 mm. Da diese Behälter aufgrund ihrer Größe nicht ganz dicht sind, haben sie noch eine 4 mm dicke Dichtungshaut aus Stahl. An einigen Stellen gibt es Personenschleusen, und der Raum zwischen dem Sicherheitsbehälter und der Dichtungshaut wird ständig abgesaugt. Verschiedene Komponenten im Container sind speziell gesichert, um bei einem Unfall eine Beschädigung des Sicherheitsbehälters zu vermeiden.
Die flüssigen und gasförmigen radioaktiven Abfälle (radioaktive Abfälle sind Abfälle, die radioaktive Stoffe enthalten) Eindämmungssystem .
Ein Kernkraftwerk produziert gasförmige, flüssige und feste radioaktive Stoffe. Für die Entsorgung dieses “Abfalls” wurden bestimmte Maßnahmen und Verfahren entwickelt. Die Abfälle werden jedoch zunächst in der Rückhalteeinrichtung des Kraftwerks abgelagert, bevor sie in die Umwelt gelangen. Kernspaltung (In der Kernphysik und Kernchemie ist die Kernspaltung entweder eine Kernreaktion oder ein radioaktiver Zerfallsprozess, bei dem der Kern eines Atoms in kleinere Teile zerfällt) erzeugt 200 verschiedene Spaltprodukte (Kernspaltprodukte sind die Atomfragmente, die nach der Kernspaltung eines großen Atomkerns übrig bleiben), von denen 20% Edelgase sind (Die Edelgase bilden eine Gruppe von chemischen Elementen mit ähnlichen Eigenschaften; unter Standardbedingungen sind sie alle geruchlose, farblose, einatomige Gase mit sehr geringer chemischer Reaktivität). Sie haben die Eigenschaft, aus den kleinsten Lecks im Brennstab (Kernbrennstoff ist ein Stoff, der in Kernkraftwerken zur Erzeugung von Wärme für Turbinen verwendet wird) zu entweichen. Die Neutronenbestrahlung der Luft im Raum zwischen dem Reaktordruckbehälter (Ein Reaktordruckbehälter in einem Kernkraftwerk ist der Druckbehälter mit dem Kernreaktorkühlmittel, dem Kernmantel und dem Reaktorkern) und dem biologischen Schild (Strahlenschutz), wird von der Internationalen Atomenergie-Organisation als “Schutz des Menschen vor schädlichen Auswirkungen der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung und die Mittel dazu”) definiert, erzeugt weitere radioaktive Gase.