So entsteht Strom in einem Atomkraftwerk
Strom kann nicht nur mithilfe von Feuer, Sonne, Wasser und Luft erzeugt werden. Auch aus einem bestimmten Metall wird Energie gewonnen: die Atomenergie. Diese entsteht in einem Atomkraftwerk.
Um Strom in einem Atomkraftwerk zu erzeugen, braucht man Uran oder Plutonium. Beides sind radioaktive Metalle. Radioaktiv bedeutet, dass eine bestimmte Art von unsichtbaren Strahlen ausgesendet wird. Uran und Plutonium kommen in der Natur vor, aber nur in begrenzten Mengen. Sie sind in Gesteinen enthalten. Das Gestein wird in Minen aus der Erde geholt.
Damit zum Beispiel Uran in Atomkraftwerken verwendet werden kann, wird es aus den Steinen herausgelöst. Dadurch ist es konzentrierter, das heißt, seine Wirkung ist stärker. Es wird zu einer Art Tablette gepresst und dann in einem Metallkasten eingeschlossen. Fachleute sagen dazu Brennstab.
Auf der Zeichnung unten siehst du, wie so ein Atomkraftwerk aufgebaut ist.
Kernspaltung
Uran enthält sogenannte Atome. Atome sind winzige Teile. Um Energie zu gewinnen, werden diese Atome in einem Wasserbecken gespaltet. Dazu werden die Atome des Urans mit sogenannten Neutronen beschossen. Auch Neuronen winzige Teile. Diesen Vorgang nennt man auch Kernspaltung. Bei der Kernspaltung kommt es zu vielen kleinen Explosionen. Das Wasser im Becken wird durch diese kleinen Explosionen heiß und verdampft. Der Dampf wird auf Turbinen geleitet und treibt diese an. Die Turbinen treiben wiederum den Generator an. Das ist ein Gerät, das Strom erzeugt. Der Ort, an dem diese Kernspaltung passiert, nennt man auch Reaktor.
So wie im Bild oben kannst du dir die Kernspaltung ungefähr vorstellen.
Warum funktioniert die Kernspaltung bei Uran oder Plutonium?
Nicht mit jedem Metall kann Atomenergie erzeugt werden. Mit Uran oder Plutonium schon. Uran macht diese Kernspaltung nämlich auch von Natur aus. Man sagt dazu, dass es zerfällt. Während es zerfällt, gibt Uran nicht nur Hitze ab, sondern auch gefährliche Strahlung. Im Atomkraftwerk nutzt der Mensch diese Eigenschaft des Metalls. Er führt das Zerfallen, also die Spaltung, absichtlich herbei und nutzt die Hitze, die dabei entsteht.
Warum ist kaltes Wasser wichtig?
Mithilfe des kalten Wassers lässt sich kontrollieren, wie groß die Hitze im Reaktor wird. Wenn im Becken immer genug kaltes Wasser ist, gibt es keine Probleme.
Was passiert, wenn die Kühlung nicht mehr funktioniert?
Wenn die Kühlung der Brennstäbe zum Beispiel nach einem Erdbeben oder durch einen Schaden ausfällt, dann entsteht eine große Hitze. Durch die Hitze werden die Brennstäbe flüssig. Das nennt man Kernschmelze. Dabei entsteht ein gefährliches Gemisch, das durch die dicke Schutzhülle dringen kann. Dadurch kann Strahlung in die Umwelt gelangen.
Wie werden Menschen in Atomkraftwerken vor Radioaktivität geschützt?
Das wichtigste Gebäude in einem Atomkraftwerk ist der Reaktor. In diesem Reaktor befinden sich Brennstäbe, die mit Uran oder Plutonium gefüllt sind. Damit die Strahlung nicht nach außen dringt, besteht der Reaktor aus einer dicken Betonhülle.
Vorteile und Nachteile von Atomenergie
Strom in Atomkraftwerken zu erzeugen, hat Vorteile und Nachteile. Ein Vorteil ist zum Beispiel, dass direkt in Atomkraftwerken weniger Abgase entstehen. Abgase wie CO₂ (Kohlendioxid) sind nämlich schlecht für die Umwelt und das Klima. CO₂ ist Hauptursache für den Klimawandel.
Ein Nachteil von Atomenergie ist, dass ein Unfall im Atomkraftwerk ganz schlimme Folgen haben kann. Das haben uns die Unfälle in den Atomkraftwerken in Fukushima und in Tschernobyl gezeigt. Mehr dazu hier!
Außerdem sind Atomabfälle sehr gefährlich. Sie geben nämlich viele Millionen Jahre lang Strahlung ab. Diese Strahlen können krank machen.
Kennst du dieses Zeichen? Es warnt vor Radioaktivität.
