Brennelemente: Austausch und Wiederaufarbeitung

Schlagwörter:
Reaktor, Referat, Hausaufgabe, Brennelemente: Austausch und Wiederaufarbeitung
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Beschreibung / Inhalt
Das Dokument beschäftigt sich mit dem Austausch und der Wiederaufbereitung bestrahlter Brennelemente in Kernkraftwerken. Es werden verschiedene Gründe für den Austausch genannt, wie die Neutronenabsorption der Spaltprodukte während des Reaktorbetriebs, die Veränderung der mechanical Eigenschaften der Brennstabhüllen durch Neutronenbestrahlung, die Begrenzung des Anreicherungsgrades von Uran-235 und sicherheitstechnische Aspekte. Zudem wird die Möglichkeit einer Endlagerung ohne Wiederaufbereitung diskutiert, bei der jedoch rund 95% des U-238, 0,8% U-235 und das entstandene ca. 1% Plutonium verlorengehen würden.

Das Dokument beschreibt den Prozess der Wiederaufbereitung und das angewandte Purex-Verfahren. Dabei werden die Brennelemente zerschnitten und ihr Inhalt in siedender Salpetersäure herausgelöst. Durch physikalisch-chemische Verfahren wird dann eine Trennung der drei Kompetenten Uran/Plutonium/Spaltprodukte und Aktiniden durchgeführt. Während Uran und Plutonium wieder der Brennelementherstellung zugeführt werden, bewahrt man die hochaktive Lösung mit Spaltprodukten und Aktiniden in gekühlten Edelstahltanks auf. Die konzentrierte Spaltproduktlösung muss durch Kühlsysteme abgeführt werden und nach etwa fünfjähriger Abklingzeit kann eine Volumenverminderung und Überführung in eine wasserlösliche Form durch Verglasung vorgenommen werden.

Das Dokument beschreibt ebenfalls die besonderen Sicherheitsmaßnahmen, die bei der Wiederaufbereitung und der Handhabung der Lösung von Plutonium notwendig sind. Die Betriebsräume der Wiederaufbereitungsanlage werden mit Hilfe einer besonderen Anlage ständig be- und entlüftet, damit sich keine gasförmigen und leichtflüchtigen Stoffe ansammeln. Außerdem wird im Gebäude ein leichter Unterdruck erzeugt, so dass keine ungefilterte Luft in die Umgebung gelangen kann.

Das Dokument beschreibt auch den Transport der Brennelemente in speziellen Transportbehältern und die Überwachung des Transports auf dem gesamten Weg. Es werden besondere Sicherheitsmaßnahmen für den Umgang mit tritiumhaltigem Abwasser und den gasförmigen und leichtflüchtigen Spaltprodukten beschrieben.

Zusammenfassend beschreibt das Dokument den komplexen Prozess der Wiederaufbereitung bestrahlter Brennelemente in Kernkraftwerken und die besonderen Sicherheitsmaßnahmen, die bei jedem Schritt erforderlich sind. Es betont zudem die Bedeutung der Wiederaufbereitung für die Wiederverwertung von Uran, Plutonium und Spaltprodukten und deren Verwendung in Kernreaktoren, um sie unschädlich zu machen.
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Auszug aus Referat
Brennelemente:Austausch und Wiederaufarbeitung Der Austausch und die Wiederaufbereitung bestrahlter Brennelemente ist aus mehreren Gründen notwendig: Während des Reaktorbetriebs entstehen Spaltprodukte mit einer großen Neigung zur Neutronenabsorption. Da sich die Konzentration der Spaltprodukte beim Betrieb des Reaktors fortlaufend erhöht, nimmt die Dichte des Neutronenflusses ab. Von einem bestimmten Spaltproduktgehalt an würde die Kettenreaktion schließlich völlig zum Erliegen kommen. Die Brennstabhüllen werden durch die Neutronenbestrahlung in ihren mechanischen Eigenschaften verändert. Sie können z. B. verspröden und dadurch bei den Beanspruchungen während des Reaktorbetriebs reißen. Durch Undichtigkeit könnten dann verstärkt Radionuklide in den Kühlmittelkreis gelangen. Ein Austausch der Brennelemente in bestimmten Zeitabständen ist also aus sicherheitstechnischen Gründen erforderlich. Der Einsatz der Brennelemente ist aber schließlich auch durch den Anreicherungsgrad an U-235 begrenzt. Denn nur dieses Isotop ist für die Kernspaltung in Reaktoren geeignet. Sobald der Gehalt an Uran-235 von max. 3,5 Gewichtsprozent (Anreicherung) auf etwa 1 zurück- gegangen ist, müssen die Brennelemente ausgewechselt werden.Grundsätzlich wäre es denkbar, die bestrahlten Brennelemente ohne Wiederaufbereitung einer Endlagerung zuzuführen. Dabei würden jedoch die rund 95 U-238, 0,8 U-235 und das entstandene ca. 1 Plutonium, das ebenfalls für die Kernspaltung geeignet ist, verlorengehen. ...
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Autor:
Kategorie:
Physik
Anzahl Wörter:
916
Art:
Referat
Sprache:
Deutsch
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