Arbeitsweise eines Reaktors

Wie ein Reaktor arbeitet, kann man sich mit einem Spiel klarmachen: Viele Leute sind in einer Halle beisammen. Jeder hat zwei oder drei Tischtennisbälle bei sich. Es gilt die Regel: Wer von einem Ball getroffen wird, wirft seine eigenen Bälle blindlings von sich, setzt sich dann hin und tut nichts mehr.

Es ist klar, was geschieht, sobald jemand einen Ball in die Halle wirft: Eine Kettenreaktion startet, immer neue Leute werden von Bällen getroffen, werfen ihrerseits, neue Leute werden getroffen usw.

Um die Analogie zu vervollständigen, müsste jeder, der getroffen wird, auch noch in zwei kleinere Menschen zerplatzen.

Genauso funktioniert der Kernspaltungsreaktor, nur natürlich mit fissilen Kernen statt Menschen! In ihm läuft eine Kettenreaktion ab: Neutronen treffen auf fissile Kerne, die dadurch gespalten werden und wiederum Neutronen freisetzen, die neuerlich Spaltungen auslösen welche die nächste Neutronengeneration emittieren - und immer so weiter. Bleibt die Gesamtzahl der Neutronen im Reaktor konstant (im Betrieb meistens der Sollfall), sagt man, der Reaktor ist kritisch.

Ein Startneutron, das die Kettenreaktion einleitet, ist durch natürliche Radioaktivität oder kosmische Strahlung stets vorhanden. Zusätzlich verfügen die meisten Reaktoren noch über eine eingebaute künstliche Neutronenquelle die auf Radioisotopen beruht.

Damit die Kettenreaktion ablaufen kann, muß in Leichtwasserreaktoren (i.e. den meisten heutigen kommerziellen Reaktoren) leicht angereichertes Uran eingesetzt werden: Das fissile U235 macht in der Natur nur 0.7% des Urans aus, der Rest ist im wesentlichen U238. Daher wird vor der Nutzung der Anteil des U235 auf einige Prozent erhöht. Es gibt aber auch Natururanreaktoren (z. Bsp. das kanadische CANDU-System) und andere, die mit höher angereichertem Uran arbeiten, z. Bsp. Antriebsreaktoren in U-Booten.

Reaktor S2
Reaktor S3
PRISM

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