Kernkraftwerk

Video zur Funktionsweise eines Kernkraftwerkes auf youtube (Fenster öffnet in neuem Tab):
00:00​ START
00:30​ =1= KERNSPALTUNG und KETTENREAKTION
06:47​ =2= URAN: Von der MINE bis zum BRENNELEMENT
13:10​ =3= AUFBAU eines KERN-KW mit DRUCKWASSERREAKTOR
21:23​ =4= HOCHFAHREN, STOPPEN und REGELN eines KERNKRAFTWERKS
33:08​ =5= Der GAU und SuperGAU: GENESE UND THERAPIE
42:19​ =6= ATOMMÜLL und PROLIFERATION
48:21​ ABSPANN

Ein Kernkraftwerk ist ein thermisches Kraftwerk, welches die aus der Kernspaltung freigesetzte Wärmeenergie zur Stromerzeugung z.B. eine über Dampfturbinen benutzt. Die Wärme-Erzeugung findet in dem Kernreaktor statt.

Einteilung nach Generationen

Kernkraftwerke werden derzeit — gemäß ihren Reaktoren/Sicherheitseigenschaften — in 4 Generationen eingeteilt:

  • Generation-I-Reaktor/Kernkraftwerk: Alte, heute nicht mehr betriebene erste Kernreaktoren, üblicherweise Leichtwasserreaktoren.
  • Generation-II-Reaktor/Kernkraftwerk: Die derzeit am weitesten verbreiteten Leichtwasserreaktoren
  • Generation-III-Reaktor/Kernkraftwerk: Derzeit in Entwicklung und im Bau befindliche Reaktorlinie, deren bekanntester Vertreter der European Pressurized Water Reactor (EPR) ist. Sie zeichnen sich durch deutlich höhere Sicherheit gegenüber den Generation-II-Systemen aus.
    Ende Januar 2021 wurde in China der erste HPR1000 in Betrieb genommen, ein Generation III+-Reaktor aktueller Generation mit ca. 1100 MW elektrischer Leistung. Er gehört zu den Druckwasserreaktoren (Pressurized Reactor=PR).
  • Generation-IV-Reaktoren: Derzeit (wieder) stark in Entwicklung befindliche Reaktoren, die allesamt Hochtemperaturreaktoren sind. Sie können sogar so konstruiert werden, daß eine Kernschmelze ausgeschlossen werden kann. Sie gelten als extrem sicher. Ein früher Vertreter ist der 1986 durch die damalige NRW-Landesregierung (SPD) aus politischen Gründen stillgelegte THTR-300-Hochtemperaturreaktor.
    Die Kugelhaufen-Reaktorlinie könnte in 2021 oder 2022 eine Renaissance mit dem chinesischen HTR-PM erleben, welcher in den letzten Vortests (mit heißem Helium als Kühlmedium, ohne nukleare „Heizung“) vor seiner Inbetriebnahme stehen dürfte. Dieser Reaktor hat eine thermische Leistung von 220MW (100MW elektrisch bei ca. 40% Wirkungsgrad) und soll mit 2 bzw. 6 Reaktoren Kernkraftwerke mit 200MWel bzw. 600MWel antreiben.

Aufbau von Kernkraftwerken und Anwendungsbereiche

Kernkraftwerke sind unterschiedlich aufgebaut entsprechend des
Reaktortyps, der als Wärmequelle dient; die entsprechenden Schemata des Kraftwerksaufbaus sind in bei den einzelnen Reaktortypen angegeben (Daten aus [BMWI1999]):

Kernkraftwerke haben ähnliche ,,elektrische Eigenschaften„ wie Kohlekraftwerke: Sie tragen zur Grundlastversorgung bei, können also nicht schnell zu- oder abgeschaltet werden; Großkraftwerke beider Kraftwerkstypen haben Leistungen von etwa GWelektrisch pro Kraftwerkseinheit.

Kernkraftwerke in Deutschland

Derzeit (Stand 05/2020) werden 6 Kernkraftwerke in Deutschland betrieben – der Betrieb wird voraussichtlich Ende 2022 für die letzten dieser 6 Kernkraftwerke beendet. Die Tabelle fasst die Kernkraftwerke und einige ihrer Eigenschaften zusammen. Desweiteren sind stillgelegte kommerzielle und experimentelle Kernkraftwerke aufgeführt:

Kernkraftwerke in Betrieb
Lfd. Nr. Bezeichnung Reaktor-Typ Inbetrieb-
nahme
12 *Grohnde Druckwasserreaktor 1985
13 *Gundremmingen C Siedewasserreaktor 1984
14 *Brokdorf Druckwasserreaktor 1986
15 *Isar 2 Druckwasserreaktor 1988
16 *Emsland Druckwasserreaktor 1988
17 *Neckarwestheim 2 Druckwasserreaktor 1989
Kernkraftwerke außer Betrieb
1 Biblis A Druckwasserreaktor 1975
2 Neckarwestheim 1 Druckwasserreaktor 1976
3 Biblis B Druckwasserreaktor 1977
4 Brunsbüttel Siedewasserreaktor 1976
5 Isar 1 Siedewasserreaktor 1977
6 Unterweser Druckwasserreaktor 1978
7 Philippsburg 1 Siedewasserreaktor 1979
8 Grafenrheinfeld Druckwasserreaktor 1981
9 Krümmel Siedewasserreaktor 1983
10 Gundremmingen B Siedewasserreaktor 1984
11 Philippsburg 2 Druckwasserreaktor 1984
Lfd. Nr. Bezeichnung Reaktor-Typ Inbetrieb-
nahme
18 Obrigheim Druckwasserreaktor TBD
19 Mühlheim-Kährlich Druckwasserreaktor TBD
20 Stade Druckwasserreaktor TBD
Prototyp-Kernkraftwerke / stillgelegt
Lfd. Nr. Bezeichnung Reaktor-Typ Inbetrieb-
nahme
21 THTR-300 / Hamm-Üntrop Hochtemperaturreaktor TBD

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Stand 09/2010)

Kernkraftwerke Weltweit

Weltweit gibt es derzeit (Stand 2000) ca. 473 Kernkraftwerke, von denen 423 in Betrieb, 50 weiter im Bau sind, die Bruttoleistung der in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke beträgt nahezu 370GW – diese Angaben gelten für das Jahr 1998. Etwa 18 Prozent des weltweiten elektrischen Energiebedarfs werden mit Kernkraftwerken gedeckt, in Deutschland sind es annähernd 30 Prozent, in Frankreich gar 75 Prozent.

engl: nuclear power plant (NPP)

2021-04-10: ADD: Video, HPR1000, HTR-PM
2010-09-23: ADD: Tab Kernkraftwerke in D
2007-12-30: ADD: Einteilung nach Generationen, Strukturierung
1999-06-12: INIT