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Spezial: Kernkraftwerk

Seit März 2011 hat Japan mit den Folgen der Reaktorkatastrophe zu kämpfen. Die Nachwirkungen werden die Nation noch Jahrzehnte beschäftigen. Klar ist, dass in drei der Kraftwerke die Kernbrennstäbe geschmolzen und dass erhebliche Mengen radioaktiver Spaltprodukte ausgetreten sind. In einem großen Umkreis haben sie die Umgebung unbewohnbar gemacht und landwirtschaftliche Flächen verseucht. Durch Abtragen von Erdreich versuchen die japanischen Behörden nun Teile der Sperrzone wieder zu dekontaminieren. Gleichzeitig müssen die Kernkraftwerksblöcke intensiv betreut werden, damit keine weitere Radioaktivität austritt.

Unser umfassendes Spezial soll im Film über die Grundlagen der Kerntechnik informieren und in einer Simulation erfahrbar machen, wie komplex die Steuerung eines Kernkraftwerks ist.

Wie ein Kernkraftwerk funktioniert und wie es gesteuert wird, erfahren Sie im Film:

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Energieversorgung Europas

Eine interaktive Karte der Energieversorgung Europas zeigt, wie abhängig wir von Energieimporten sind.

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Simulation Kernkraftwerkssteuerung

Wie ein Kernreaktor gesteuert wird, können Sie im Kernkraftwerkssimulator erfahren.

Simulation Kernkraftwerkssteuerung

Als Steuerelemente stehen Ihnen für die Leistung des Reaktors die sogenannten Steuerstäbe zur Verfügung. Mit Herausziehen erhöhen Sie die Leistung, mit dem Einfahren wird die Reaktorleistung verringert. Beachten Sie: Alle Reaktionen des Reaktors finden verzögert statt. Insbesondere beim Hochfahren steigt die Leistung nur langsam, tendiert dann aber sehr schnell zur Überreaktion.

Gleichzeitig müssen Sie den Wärmefluss zur Turbine steuern. Das Turbinenventil muss so justiert werden, dass der Reaktor in seinem Nenntemperaturbereich von 310 bis 320 Grad Celsius arbeitet.

Mit "Not Aus" werden die Steuerstäbe blitzartig eingefahren, dadurch wird die Leitung des Reaktors schlagartig vermindert, aber nicht auf Null herabgesetzt. Die verbleibende Reaktorleistung muss durch Kühlung abgeführt werden.

Mit "Ausfall der Kühlung" können Sie eine Situation ähnlich der in Fukushima simulieren. Die Simulationsgeschwindigkeit ist dabei deutlich beschleunigt. Bis etwa 350 Grad Celsius befindet sich noch flüssiges Wasser unter hohem Druck im Reaktor.

Durch nochmaliges Schalten können Sie den Kühlkreislauf wieder in Gang setzen und den Reaktor unter Kontrolle bringen.

Informationen zur Simulation

Das vorgestellte - stark vereinfachte - Modell der Reaktorsteuerung basiert auf den grundlegenden Mechanismen der Kernspaltung und des Wärmetransports vom Reaktorkern zu den Turbinen. Im Unterschied zum Reaktor in Fukushima ist ein sogenannter Druckwasserreaktor simuliert. Ein Siedewasserreaktor besitzt keinen zweiten Kreislauf sondern nur einen einzigen Kreislauf, der auf einer niedrigeren Temperaturstufe (ca 280 Grad Celsius) arbeitet und dessen heißer Dampf direkt in die Turbinen geleitet wird.

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