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| Nachrichten | Lexikon | Protokolle | Bücher | Foren | Donnerstag, 23. Mai 2013 |
KugelhaufenreaktorDieser Artikel von Wikipedia ist u.U. veraltet. Die neue Version gibt es hier. Der Kugelhaufenreaktor ist eine Bauart eines Kernreaktors . Dieser Reaktortyp benutzt Heliumgas als Kühlmittel und Graphit als Moderator . Aufgrund seiner Bauart gilt der Kugelhaufenreaktor sicherer und effizienter als herkömmliche Reaktortypen. In Deutschland erstmals entwickelt dann aber politischen und wirtschaftlichen Gründen eingestellt werden Kugelhaufenreaktoren am MIT von der Eskom ( Südafrika ) der General Atomic ( USA ) der Adams Atomic Engines ( USA ) und der Romaha B. V. ( Niederlande ) aktiv weiterentwickelt.
ReaktorbauEin Kernreaktor erzeugt im Betrieb Wärme über ein Medium (Wasser Gas) zu einer gebracht wird. An der Turbine wird mittels angeschlossenen Generators Elektrizität erzeugt.
Das spaltbare Material ( Uran Thorium oder Plutonium ) ist als keramisches Oxid in Graphitkugeln Im allgemeinen liegt das Spaltmaterial in kleinen vor die gleichmäßig in der Kugel verteilt zwischen den Körnern befindet sich das Graphit Kugel. Die Kugeln sid etwa tennisballgroß und etwa 200 g; davon sind 5% spaltbares Ein Reaktor von einer Leistung von 120 braucht 380.000 solcher Kugeln. Der Kernreaktor ist ein großer Raum mit den Kugeln aufgefüllt wird. Die Kugeln sich in stationären Reaktoren automatisch zugeben und Ein reaktionsträges Gas etwa Helium Stickstoff oder Kohlendioxid zirkuliert durch die Kugelzwischenräume. Dabei nimmt die bei der Kernreaktion entstehende Wärme auf trägt sie im Idealfall direkt zur Turbine. das Gas readioaktiv werden kann (Stickstoff Kohlendioxid) es notwendig einen Zwischenkreislauf einzurichten damit das Gas die Turbine nicht verseucht. In der Mehrzahl der stationären (im zu mobilen) Kugelhaufenreaktoren lassen sich die Kugeln des Betriebs ständig oben zugeben und unten Dadurch wird ein ununterbrochener Betrieb möglich der einen kontinuierlichen Austausch des Brennmaterials erlaubt. Verbrauchte lassen sich so entfernen und durch neue Ein sich automatisch aus der Bauweise Vorteil liegt in der Betriebssicherheit. Mit zunehmender des Reaktors dehnen sich die Kugeln leicht Dadurch sinkt der mittlere Abstand des spaltbaren wodurch die Reaktionsrate sinkt. Bauartbedingt gibt es eine maximale Reaktortemperatur und wenn diese unterhalb Schmelzpunktes des Reaktormaterials liegt kann keine Kernschmelze stattfinden. Es muss nur sichergestellt sein der Reaktor die entstehende Wärme passiv nach abstrahlen kann. Da in dieser Situation auch Schaden am Reaktor entsteht ist nach einem Zustand der Reaktor weiter benutzbar und das kann entnommen werden. Damit wird auch der Betrieb des vereinfacht. Anstatt durch Kontrollstäbe kann der Reaktor seine Betriebstemperatur also durch die Durchflussrate des gesteuert werden. Wenn viel Energie entnommen werden fließt mehr Kühlmittel die Temperatur sinkt der produziert mehr Energie; wenn weniger Energie entnommen soll fließt weniger Kühlmittel die Temperatur steigt Reaktor produziert weniger Energie. Für das vollständige des Reaktors sind allerdings neutronenabsorbierende Kontrollstäbe notwendig. Ein weiterer Vorteil des Kugelhaufenreaktors liegt der im Vergleich zu wassergekühlten Reaktoren hohen Bei hohen Temperaturen arbeiten Niederdruckturbinen besonders effizient. Helium als Kühlmittel verwendet wird ist eine Speisung des Heliums in die Turbine denkbar. absorbiert fast keine Neutronen und wird im nicht radioaktiv. Zusätzlich ist allerdings sicherzustellen dass Kugeln 'dicht' sind und keine Zerfallsprodukte abgeben. Daneben wird auch behauptet dass ein Reaktor in der Lage sei unterschiedliche Brennmaterialien Plutonium natürliches Uran) zu verwenden allerdings nicht gleichzeitig. Es mag ebenfalls möglich sein Plutonium Atomwaffen zu verbrauchen.
Geschichtliche EntwicklungDie grundlegenden Ideen des Kugelhaufenreaktors wurden den 50er Jahren von Rudolf Schulten entwickelt. Der lag in der Idee dass Kugeln aus und pyrolytischem Kohlenstoff sowohl hohen Temperaturen (bis Grad C) als auch mechanischen Anforderungen gerecht Ein Versuchsreaktor mit einer elektrischen Leistung von 15 wurde von der Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor (AVR) in Kernforschungsanlage Jülich (Deutschland) gebaut und in Betrieb um Erfahrungen mit diesem Reaktortyp zu sammeln. fand darin am 26. August 1966 eine kontrollierte Kettenreaktion statt. Der Reaktor 21 Jahre lang bis er am 1. Dezember 1988 nach dem Atomunfall von Tschernobyl abgeschaltet wurde. Ein kommerzieller Thorium-Hochtemperatur-Reaktor der THTR 300 in Hamm-Uentrop kam materialtechnischer Schwierigkeiten mit den Kugeln nicht über Probebetrieb hinaus wurde 1988 stillgelegt und nicht als politisches Signal zu grüner Wiese zurückgebaut einschließlich des Kühlturms der eine denkmalschutzwürdige technisch neuartige Tragwerkskonstruktion aufwies. Ursprünglich sollte dieser Reaktortyp bei seinem aus Thorium-232 durch Neutroneneinfang das spaltbare Uran-233 erbrüten . Allerdings stellte es sich heraus dass sehr aufwendig war das erbrütete Uran aus Einschluss zu befreien; letztendlich ist diese Methode Uranherstellung nicht wirtschaftlich.
Transportable ReaktorenKugelhaufenreaktoren lassen sich in kleinen Einheiten Da kein Druckbehälter erforderlich ist sind auch Reaktoren etwa für Schiffe oder als Notstromaggretate Ein derartiges Konzept wird vom niederländischen Romawa B.V. Konzern unter dem Namen vorgeschlagen. Mit einer Leistung von 8 Megawatt dieser Reaktor im einem üblichen Transptorcontainer untergebracht Ein anderes Design wird vom US-amerikanischen Adams Atomic Engines (AAE) Konzern vertreten. System ist vollständig abgeschlossen und bietet sich für Unterwasser- oder Weltraumprojekte an.
SicherheitEin Kugelhaufenreaktor dem während des Betriebs Brennschtoffkugeln zugegeben und entnommen werden braucht nicht Beginn seines Betriebs mit einem Übermaß an Material versorgt zu werden. Gleichermaßen sammeln sich Reaktor weniger Spaltprodukte an. Neben den traditionellen baulichen Sicherheitsmaßnahmen (erdbeben- flugzeugabsturzsicheres Gebäude Reaktorwände) stellen die Kugeln selbst wichtiges Sicherheitselement dar. Außen bestehen die Kugeln pyrolytischem Graphit der mit einer Siliziumkarbid -Brandschutzschicht umgeben ist. Beide Materialien sind sehr und hitzebeständig. Im Innern der Kugeln sind 15.000 Körner des spaltbaren Materials gleichmäßig verteilt die von Schichten aus pyrolytischem Graphit und Siliziumkarbid sind. Das spaltbare Material im Zentrum liegt Form keramischer Oxide vor die einen hohen besitzen. Der Einschluss des spaltbaren Materials bedingt einen Einschluss der Spaltprodukte. Während des Reaktorbetriebs nur geringe Mengen der Spaltprodukte an das abgegeben. Daher kann ein Kugelhaufenreaktor auch ohne eine Turbine antreiben falls Helium zum Wärmetransport wird. Gleichzeitig wäre die Freisetzung radioaktiven Materials einem Bruch des Reaktors gering.
Weblinks (alle in englischer Sprache)
Kritische Stimmen (in englischer Sprache)
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