Aufgaben: Kernreaktor und Endlagerung

Nenne die Hauptbestandteile eines Kernreaktors (Brennstäbe, Moderator, Steuerstäbe, Kühlmittel) und gib jeweils die Aufgabe an.

Welche Aufgabe haben Steuerstäbe im Reaktor?

Was bedeutet „Endlagerung“ von radioaktivem Abfall?

Erkläre die Kettenreaktion bei der Kernspaltung von Uran-235 und beschreibe, wie sie im Reaktor kontrolliert wird.

Ein Kernreaktor hat die thermische Leistung $3.800\ \text{MW}$ und die elektrische Leistung $1.300\ \text{MW}$.

1. a) Berechne den Wirkungsgrad.

1. b) Wie viel Wärme wird über den Kühlkreislauf abgegeben?

Beschreibe drei Sicherheitseinrichtungen eines Kernkraftwerks (z. B. Containment, Notkühlsystem, Schnellabschaltung) und erkläre ihren Zweck.

Hochradioaktiver Abfall muss für sehr lange Zeiträume sicher gelagert werden. Plutonium-239 hat eine Halbwertszeit von etwa $24.000$ Jahren.

1. a) Berechne den Anteil, der nach $72.000$ Jahren noch vorhanden ist.

1. b) Erkläre, warum die Endlagersuche besonders schwierig ist.

1. c) Nenne zwei Kriterien für einen geeigneten Standort.

Erkläre den Unterschied zwischen einem Druckwasserreaktor und einem Siedewasserreaktor und begründe, warum im Druckwasserreaktor ein zweiter Kreislauf eingesetzt wird.

Nach einer Schnellabschaltung entsteht im Reaktor weiterhin Nachzerfallswärme.

1. a) Erkläre die Ursache.

1. b) Warum muss die Kühlung weiterlaufen?

1. c) Welche Konsequenzen kann ein Ausfall der Kühlung haben?