kontrollierte und unkontrollierte Kettenreaktion
Wie funktioniert das mit der kontrollierten Kettenreaktion und wie mit der unkontrollierten?
5 Antworten
Bei der unkontrollierten kontrolliert man sie nicht und es gibt eine Explosion(Bombe macht BUMM!)
Bei der kotrollierten wird die Geschwindigkeit des Kernzerfalls kontrolliert in einem Kernreaktor durch Reduzierung der Zerfallsrate mit Hilfe von steuerstäben, die herumfliegende Neutronen, die Kerne spalten abfangen.
Im Kernreaktor läuft eine kontrollierte und in einer Atombombe eine unkontrollierte Kettenreaktion ab...Im Kernreaktor wird der Neutronenfluss je nach Bedarf durch Bor- oder Hafniumsäbe gesteuert und in der Atomwaffe ist der Neutronenfluss ungesteuert.
Hier mal etwag Grundlegendes zum Unterschied zwischen einer Kernwaffe und einem Kernreaktor :-)
Kernwaffen (Kernspaltungs-Sprengsätze) bestehen aus fast 100% Uran-235 oder zu fast 100% Plutonium-239 (in konventionellen Kernkraftwerken ist das Uran-235 zu etwa 3%-5% angereichert). Ist die Anreicherung auch nur etwa 3% geringer, ergibt sich eine Frühzündung oder es kommt überhaupt nicht zu einer Explosion. Weiter spielt der Auslösemechanismus eine sehr wichtige Rolle. Bsp. Was passiert, wenn man ein Häufchen Schwarzpulver anzündet? Es wird recht rasch jedoch überschaubar verbrennen und dabei vielleicht auch etwas Schwarzpulver weg wehen. Was passiert, wenn man nun dieses Schwarzpulver in einem Rohr fest komprimiert und mit einer Lunte entzündet? Es kommt zur Explosion. Es ergeben sich also nur Aufgrund der mechanischen Anordnung zwei recht unterschiedliche Resultate. Dieses Beispiel gilt eigentlich auch 1 zu 1 für Kernwaffen. Formiert man die kritische Masse (siehe Wiki.) zu langsam (mehr als ms), verpufft die Kernexplosion und die kritische Masse wird zerstört, bevor die eigentliche Kettenreaktion ihr volles Potential erreicht. Als Bsp. schau mal unter http://de.wikipedia.org/wiki/Demon_Core .
Aus dieser Erkenntnis ergibt sich also: ein Kernspaltungs-Reaktor kann nicht wie eine Kernwaffe explodieren :-). Das was jedoch passieren kann, ist beim KKW-Unglück von Tschernobyl eingetreten. Die Kettenreaktion stieg auf Grund von Fehlkonstruktion und Fehlbedienung (bei gut konstruierten Reaktoren egal) exponentiell an und ließ so den Reaktorkern aufplatzen. Nach dem Aufplatzen war der Reaktor-Kern unterkrittisch, sodass die Kettenreaktion abriss. Ein weiteres Risiko geht von der Nachzerfallswärme (siehe Wikipedia) aus, was man sehr schön am KKW-Unglück von Fukushima sieht. Auch dieses zweite Risiko ist bei gut konstruierten Kernreaktoren nicht relevant, da sie über passive Systeme verfügen, oder wie beim Flüssigsalzreaktor (siehe Wiki.) keinen festen Kern mehr haben. Selbst beim klassischen Druckwasser-Reaktor erzeugt alleine die natürliche Konvektion des Wassers im Primärkreislauf eine 5% Wasserumwälzung. Diese 5% reichen natürlich nicht für den Lastbetrieb, jedoch dürfte es für die Nachzerfallswärme ausreichen. Man muss dann natürlich genug Wasser im Sekundärkreis haben, welches die Wärme des Primärkreises aufnimmt und einfach in die Atmosphäre als problemlosen Dampf entlässt. Hier reicht jedoch schon ein tragbares Stromaggregat oder ein Feuerwehrwagen aus, um das sicher zu stellen :-).
Beim Siedewasser-Reaktor ist das theoretisch auch möglich, jedoch sehr problematisch bei beschädigten Brennelementen, wie es ja beim KKW Fukushima passiert ist. Beschädigte Brennelemente wären beim Druckwasser-Reaktor egal, da der Primärkreis ja weiter geschlossen bleibt.
Bei einer Kontrollierten Reaktion wird ausgesagt das die Reaktion in den Bahnen abläuft die man gedacht hat.
Reaktor im Normalbetrieb= Kontrolliert
Kernschmelze in einem Reaktor= Unkontrolliert
Explosion einer Kernwaffe nach Plan= Kontrolliert
Explosion einer Kernwaffe wo die Explosion nicht wie gewollt erfolgt= Unkontrolliert
Eine unkontrollierte Kettenreaktion findet in einer Atombombe statt. In einem Kernkraftwerk ist sie kontrolliert.