Instrumentierung und Strahlenschutz für die Kernenergie

Kernkraftwerke stellen ein besonderes Risiko dar, da sie alle mehr oder weniger große Mengen an radioaktiven Stoffen enthalten, die dazu führen können, dass Einzelpersonen, die Bevölkerung oder die Umwelt ionisierender Strahlung und deren Auswirkungen ausgesetzt werden.

Für die sichere und effiziente Nutzung von Nukleartechniken sind Messinstrumente von entscheidender Bedeutung. Zu diesen Instrumenten gehören Durchflussmesser für Flüssigkeiten, Gase oder Dampf, Füllstandssensoren, Temperaturfühler und Drucksensoren.

Darüber hinaus werden zuverlässige Diagnose-, Kontroll- und Strahlenschutzausrüstungen benötigt. Zur Strahlenschutzausrüstung gehören Neutronenradiometer und elektronische Personendosimeter.

Diese Instrumente sind für die Optimierung der Prozesse in der Nuklearindustrie von entscheidender Bedeutung. Sie tragen dazu bei, die Betriebsrisiken zu verringern und die Wertschöpfung von Nuklearanlagen zu erhöhen.

Die Kernkraftwerke

In Kernkraftwerken wird Wärme aus der Kernspaltung von Uran gewonnen. Die Wärme wird in Dampf umgewandelt, der eine Dampfturbine antreibt, um Strom zu erzeugen.

Siedewasser-Kernreaktor : REB

Bei diesem Reaktortyp ist das als Moderator verwendete Wasser auch das Kühlmittel. Das Wasser wird direkt im Reaktorkern zum Kochen gebracht und erzeugt so Dampf, der die Turbine antreibt.

Druckwasserreaktor (DWR) oder EPR (European Pressurized Reactor)

In diesen Reaktoren wird das Wasser, das als Moderator dient, unter hohem Druck gehalten, um zu verhindern, dass es kocht. Das im Reaktorkern erhitzte Wasser wird zum Wärmeaustausch mit einem Sekundärkreislauf verwendet, in dem Dampf zum Antrieb der Turbine erzeugt wird. Der EPR ist eine moderne Weiterentwicklung des DWR mit Verbesserungen in Bezug auf Sicherheit und Effizienz.

VVER-Reaktor (Water-Water Energetic Reactor)

Hierbei handelt es sich um die russische Version der Druckwasserreaktoren. Sie funktionieren nach demselben Prinzip wie die DWR, unterscheiden sich jedoch in der Konzeption und Architektur.

Schwerwasserreaktor (PHWR - Pressurized Heavy Water Reactor)

In diesem Reaktortyp wird schweres Wasser (Deuterium) als Moderator verwendet. Aufgrund seiner Eigenschaften ermöglicht schweres Wasser die Verwendung von Natururan als Brennstoff. Ein Beispiel für PHWR sind die CANDU-Reaktoren (Canadian Deuterium Uranium).

Schnellkühlreaktor (FBR - Fast Breeder Reactor)

Diese Reaktoren nutzen schnelle Neutronen für die Spaltung, ohne Moderator. Sie haben die Fähigkeit, mehr spaltbaren Brennstoff zu produzieren, als sie verbrauchen, daher der Begriff "breeder" (Reproduzent).

Kleine modulare Reaktoren (SMR - Small Modular Reactors)

SMRs stellen eine neue Generation von kleinen Kernkraftwerken dar, die so konzipiert sind, dass sie modular und skalierbar sind. Modularität" bezieht sich auf die Fähigkeit, diese Reaktoren in Fabriken in Serie zu produzieren und sie dann an den Ort ihrer endgültigen Installation zu transportieren. SMRs können in ihrer Kapazität variieren, in der Regel von 10 MWe bis 300 MWe. Diese Flexibilität ermöglicht eine schnellere Installation, niedrigere Kosten und die Möglichkeit, sie in abgelegenen Regionen oder mit geringerem Energiebedarf einzusetzen. SMRs werden außerdem mit fortschrittlichen Sicherheitsmerkmalen konzipiert und können im Vergleich zu herkömmlichen Großreaktoren oft länger ohne Nachladen von Brennstoff betrieben werden. Für SMR werden mehrere zugrunde liegende Technologien erforscht, darunter Druckwasser-, Schmelzsalz- und Flüssigmetallreaktoren.

Kernkraftwerke können eine große Menge Strom liefern, ohne während ihres Betriebs Kohlenstoff zu emittieren. Ergänzend dazu kann der Kernbrennstoff nach der Wiederaufbereitung wiederverwendet werden. Aus diesen Gründen ist dieKernenergie heute eine wichtige Energiequelle. Die Verwendung von radioaktiven Materialien erfordert jedoch besondere Vorsichtsmaßnahmen, da die Strahlung ernsthafte Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben kann. Die Lagerung radioaktiver Abfälle bleibt eine große Herausforderung.