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Atomkraftwerke und Kernenergie - Referat
Atomkern besteht aus schweren und elektrisch positiv geladenen Protonen und auch den schweren und elektrisch ungeladenen Neutronen.
Neutronen + Protonen sind 2000-mal schwerer als ein Elektron.
Protonen + Neutronen nennt man zusammenfassend auch Nukleonen (Kernteilchen)
Protonen + Neutronen sind jeweils in drei Quarks aufgebaut.
Beim Beta-Zerfall wird in einem Neutron ein Down Quark in ein Up-Quark umgewandelt und es entsteht ein Elektron und das Neutron wird zu einem Proton.
Alpha-Strahlung: besteht aus Helium-Atomkernen (2 Protonen und 2 Neutronen)
Beta-Strahlung: besteht aus sehr schnellen Elektronen die im Atomkern gebildet werden, wenn sich dort bei einem Überschuss von Neutronen eines der Neutronen in ein Proton umwandelt.
Gamma-Strahlung: besteht aus elektromagnetischen Wellen und trägt keine elektrische Ladung.
Neutronenstrahlung: Bei einer Kernspaltung, kann auch schnelle Neutronen freigesetzt werden. Diese Neutronenstrahlung durchdringt auch dicke Metallschichten und wird nur effektiv von Wasser oder Kunstoffen abgeschirmt.
UV-Licht, zum Beispiel aus der Sonneneinstrahlung
Röntgen-Strahlung, aus Hochspannungsröhren
Strahlschäden:
Frühschäden:
-Verbrennung der Haut,
-Blutung der Schleimhäute,
-Entzündungen im Körper,
-Veränderung des Blutbildes,
-Haarverlust,
-Unfruchtbarkeit
Spätschäden:
-Genetische Schäden (Mutation bei den Nachkommen)
-Krebs (verschiedene Formen)
 
Technische Anwendungen der Kernphysik
-Kernwaffen (Nuklearwaffen) Atombomben, Wasserstoffbomben
-Kernenergie: Zur Gewinnung elektrischer Energie
-Antriebe für Schiffe: zumeist U-Boot und Flugzeugträger
-Nuklearmedizin: Einsatz von radioaktiven Stoffen als Quelle für ionisierende Strahlung in der Medizin zum Beispiel in der Onkologie.
-Altersbestimmung: Durch Messungen der Aktivität radioaktiver Stoffe in Fundstücken
Kernkraftwerk
Kernkraftwerk hat 2 Gebäude
-Reaktorgebäude, das das Reaktordruckgefäß und den Primärkreislauf enthält und
- das Maschinenhaus, das die Dampfturbine und den Generator enthält.
Wichtige Komponenten eines Kernkraftwerks sind:
-Reaktordruckgefäß
-Primärkreislauf
-Sekundärkreislauf
-Wärmetauscher
-Dampfturbine
-Generator
Sicherheitsbarrieren im Kernkraftwerk:
-Brennstofftablette (Pellet)
-Brennstab
-Reaktordruckgefäß
-Biologischer Schild
-Sicherheitsbehälter
-Reaktorgebäude
Die neueren Kernkraftwerke haben heute einen Druckwasserreaktor. Darin steht das Wasser unter so hohem Druck, dass es nicht sieden kann. Dies hat zwei Vorteile:
1. Im Reaktordruckgefäß bilden sich keine Dampfblasen sondern das gesamte Wasser ist flüssig und kann die Neutronen abbremsen, damit die das Uran spalten können
2. Das Wasser des unter Druck stehenden Primärkreislaufs verlässt den Sicherheitsbehälter im Reaktorgebäude nicht. Falls das Wasser des Primärkreislaufs einmal mit radioaktiven Stoffen verunreinigt werden würde, bliebe es im Sicherheitsbehälter, würde nicht in die Umwelt Gelagen und könnte dort kontrolliert gereinigt oder entsorgt werden.
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