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2020 | OriginalPaper | Chapter

2. Grundlagen der Kerntechnik

Author : Thomas Schulenberg

Published in: Die vierte Generation der Kernreaktoren

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Wir beginnen zunächst mit einem Ausflug in die Kernphysik. Ein Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen. Die Protonen sind elektrisch positiv geladen, mit der gleichen Ladung wie ein Elektron, nur halt mit positivem Vorzeichen.

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Glossary
abgereichertes Uran
Uran mit einer Konzentration an U-235 von weniger als 0,72 % (N−)
angereichertes Uran
Uran mit einer Konzentration an U-235 von mehr als 0,72 % (N+)
Anreicherungskaskade
Hintereinanderschaltung mehrerer Trennstufen zur Erhöhung der Anreicherung
Bindungsenergie
Energie, die theoretisch freigesetzt wird, wenn ein Atomkern aus freien Nukleonen zusammengesetzt wird
Boltzmann-Konstante
k = 8,617 · 10 − 5 eV/K
Containment
ein geschlossener Raum, der bei Versagen des Primärsystems einen Austritt radioaktiver Stoffe verhindert, z. B. ein Spannbetonbehälter mit einer inneren Stahlwand
Dampfabscheider
vertikale Rohre mit einem Drallerzeuger am Eintritt, die Tropfen durch Fliehkraft abscheiden
Dampftrockner
zickzackförmige Bleche, die durch Fliehkraft weitere Tropfen aus dem Dampf abscheiden
Dichteeffekt
Einfluss der Moderatortemperatur auf die Moderation der Neutronen
Doppler-Effekt
Einfluss der Brennstofftemperatur auf die Neutronenabsorption
Druckhalter
ein Behälter, der teils mit Wasser und teils mit Dampf gefüllt ist, beides bei Siedetemperatur, um den Druck über die Temperatur zu regeln
Elektron
Elementarteilchen der Atomhülle
eV
Elektronenvolt; 1 eV = 1,6019 · 10 − 19 J, Energieeinheit
Halbwertszeit
Zeit, die vergeht, bis die Hälfte eines instabilen Nuklids zerfallen ist
Isotope
Nuklide mit gleicher Anzahl an Protonen
Massenzahl
Anzahl der Nukleonen im Atomkern
Moderation
Abbremsen von Neutronen durch elastische Stöße mit leichten Atomkernen
Moderator
Material, das Neutronen durch elastische Stöße abbremst (z. B. Wasser oder Graphit)
Multiplikationsfaktor
relative Änderung der Anzahl der Neutronen in einem Reaktor pro Spaltung
Neutron
elektrisch neutraler Kernbaustein
Neutronenfluss
Neutronen, die pro Flächeneinheit (cm2) und Sekunde auf eine Probe fallen
Nukleon
Kernbaustein (Proton oder Neutron)
Nuklid
Bezeichnung für ein Atom unter Berücksichtigung der Neutronenzahl
Ordnungszahl
Anzahl der Protonen im Atomkern
Photon
elektromagnetisches Strahlungsquant, das entsteht, wenn ein Elektron oder ein Nukleon in einen anderen Quantenzustand übergeht
Proliferation
Missbrauch von Kernbrennstoff zur Herstellung von Kernwaffen
proliferations-resistent
die Eigenschaft einen Brennstoffs oder eines Prozesses, nicht direkt sondern nur mit hohem Aufwand zur Herstellung von Kernwaffen verwendet werden zu können
prompte Neutronen
schnelle Neutronen, die bei der Kernspaltung entstehen (ca. 1MeV bis 10 MeV)
Proton
positiv geladener Kernbaustein
Quantenzustand
Energiezustand eines Nukleons oder Elektrons in der Quantentheorie
Reaktivität
relative Abweichung des Multiplikationsfaktors von der Zahl 1
Resonanzabsorption
Absorption eines Neutrons in einem Atomkern, wobei die Neutronenenergie gerade ausreicht, das Neutron auf einen bestimmten Quantenzustand zu heben
Sattdampf
Dampf bei Siedetemperatur
Spaltausbeute
Wahrscheinlichkeit, dass ein Nuklid durch Kernspaltung erzeugt wird
Spaltgasplenum
ein leerer Raum im geschlossenen Hüllrohr, der gasförmige Spaltprodukte aufnehmen kann
Speisewasser
Wasser, das dem Verdampfer zugeführt wird
thermische Neutronen
Neutronen, die wie Gasatome nur noch durch die Temperatur in Bewegung gehalten werden (ca. 25 meV bei Raumtemperatur)
thermischer Reaktor
Kernreaktor, bei dem die prompten Neutronen bis zu thermischen Neutronen abgebremst werden, um besser zu spalten
Trennfaktor
Verhältnis von angereicherter zu abgereicherter U-235-Konzentration einer Trennstufe [N+ (1 − N−)]/[N−(1 − N+)]
überhitzter
Dampf Dampf mit einer Temperatur, die höher ist als die Siedetemperatur
verzögerte Neutronen
Neutronen, die von Spaltprodukten emittiert werden (ca. 200 bis 600 keV)
Voideffekt
Einfluss der Dampfblasen des Kühlmittels auf die Neutronenleckage
Wirkungsquerschnitt
Wahrscheinlichkeit, dass Neutronen eine bestimmte Kernreaktion verursachen, skaliert mit dem Neutronenfluss und der Dichte der bestrahlten Atomkerne
Xenon-Effekt
Einfluss der Konzentration von Xe-135 auf die Neutronenabsorption
Zerfallskette
Reihe von instabilen Nukliden, die durch sukzessive Zerfälle auseinander entstehen, bis ein stabiles Nuklid erreicht wird
Zwischenüberhitzung
Überhitzung des Mitteldruckdampfs, also nach Austritt des Dampfs aus der Hochdruckturbine und vor Eintritt in die Mitteldruck- oder Niederdruckturbine
Metadata
Title
Grundlagen der Kerntechnik
Author
Thomas Schulenberg
Copyright Year
2020
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Book
Die vierte Generation der Kernreaktoren

Print ISBN: 978-3-662-61604-8

Electronic ISBN: 978-3-662-61605-5

Copyright Year: 2020

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-61605-5_2

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