Einführung in die Reaktortechnologie

Zusammenfassung

In den Atomkernreaktoren wird diejenige Energie ausgenützt, welche bei der Spaltung von Atomkernen frei wird. Die Reaktoren sind daher Vorrichtungen, in welchen ein Atomkernspaltprozess so unterhalten und kontrollierbar verändert werden kann, dass ein mehr oder weniger hoher Energiefluss nutzbar wird. Die Spaltung der Atomkerne wird dabei durch Neutronen hervorgerufen, die als elektrisch neutrale Teilchen in spaltbare Atomkerne hineingeschossen werden. Als Spaltstoffe (nuclear fuel)¹), das heisst als chemische Elemente mit spaltbaren Atomkernen, kommen nur Uran und Plutonium, und zwar nur deren Isotope ²³³U, ²³⁵U und ²³⁹Pu²) in Frage. Von diesen findet sich nur ²³⁵U in der Natur, und zwar enthält das natürliche, aus Uranerzen hergestellte Uran nur 0,719% davon, während fast der ganze Rest (99,274%) aus dem nicht spaltbaren Isotop ²³⁸U besteht. ²³³U und Plutonium müssen künstlich hergestellt werden, und zwar vermittels einer als «Brüten» (breeding) bezeichneten Kernumwandlung, die durch Bestrahlung von ²³²Th bzw. ²³⁸U mit Neutronen hervorgerufen wird. Fast alle heute laufenden Reaktoren arbeiten mit ²³⁵U, wenige bereits mit ²³⁹Pu. Im Laufe der Zeit wird in Brutreaktoren immer mehr ²³⁹Pu und ²³³U erzeugt, so dass sich dieses Verhältnis ändern wird.