Wie Energie entsteht

Vorsicht, radioaktiv: So funktioniert die Stromerzeugung in einem Atomkraftwerk


Sie liefern wichtige Energie, können aber gefährlich sein: Seit der Katastrophe in Fukushima sind Atomkraftwerke umstritten. In der Nähe von Landshut liegt das Kernkraftwerk Isar. So funktioniert dort die Stromerzeugung.

Der Weg zur Stromerzeugung (die einzelnen Schritte sind in der Grafik oben veranschaulicht):


1. Reaktordruckbehälter

Im Reaktordruckbehälter findet die Kernspaltung statt. Durch sie wird später Energie gewonnen. In dem Behälter befinden sich Brennstäbe, die mit Uran gefüllt sind. Mit einem Neutron wird der Atomkern des Uran beschossen. Dieser spaltet sich in zwei Teile. Dabei werden Neutronen frei, die weitere Atomkerne spalten. So wird die Kettenreaktion weitergeführt. Die Brennstäbe im Reaktordruckbehälter sind von Wasser umgeben. Durch die Reaktion in den Brennstäben entsteht Hitze, die das Wasser stark erwärmt. Das heiße Wasser wird dann durch Rohre zum Dampferzeuger (3) geleitet.

2. Hauptkühlmittelpumpe

Die Hauptkühlmittelpumpe pumpt das Wasser vom Reaktordruckbehälter (1) zum Dampferzeuger (3) und wieder zurück.

3. Dampferzeuger

Im Dampferzeuger befindet sich ebenfalls Wasser. Es umgibt die Rohre, in denen sich das heiße Wasser aus dem Reaktordruckbehälter (1) befindet. Das heiße Wasser wärmt das bereits aufgeheizte Wasser im Dampferzeuger. Dieses verdampft und strömt als Dampf weiter.

4. Wasserabscheider und Zwischenüberhitzer

Hier wird die Luftfeuchtigkeit des heißen Dampfes aus dem Dampferzeuger (3) verringert und der Dampf selbst wieder erhitzt. Damit kann die Energie noch besser gewonnen werden, da die trockenere Luft die Turbinen (5) besser antreibt.

5. Turbinen

In den Turbinen wandelt sich Wärmeenergie in Bewegungsenergie um, indem der Dampf die Turbinenschaufeln antreibt. Das ist vergleichbar mit Wasser, das über ein Mühlrad fließt.

6. Generator

Am Ende der Turbinenwelle befindet sich der Generator. Hier wandelt sich die Bewegungsenergie in elektrische Energie. Strom wird gewonnen.

7. Transformator

Der Transformator passt die Spannung des Stroms an, damit er ins Höchstspannungsnetz übertragen werden kann. Über Umspannwerke wird er im öffentlichen Netz verteilt.

8. Kondensator

Der Dampf, der die Turbinen (5) angetrieben hat, kühlt im Kondensator ab, bis er wieder zu Wasser wird.

9. Vorwärmanlage

In der Vorwärmanlage wird das Wasser aus dem Kondensator (8) wieder erhitzt.

10. Speisewasserpumpe

Die Speisewasserpumpe befördert das Wasser aus dem Kondensator (8) zurück in den Dampferzeuger (3).

11. Hauptkühlwasserpumpe

Die Hauptkühlwasserpumpe befördert Kühlwasser vom Kühlturm zum Kondensator (8). Dieses kühlt den Wasserdampf und wird dadurch selbst warm.

12. Kühlturm

Das warme Kühl- wasser geht weiter zum Kühlturm. Dort regnet es ab, kühlt sich dabei herunter und fließt zurück zum Kondensator (8). Oben aus dem Kühlturm entweicht Wasserdampf.

13. Brennelementlagerbecken

Sind in einem Brennstab die Uran-Atomkerne so weit aufgespalten, dass nur noch wenig Wärmeenergie entsteht, wird er aus dem Reaktordruckbehälter genommen und in das sogenannte Brennelementlagerbecken oder auch Abklingbecken gebracht. Dann wird er in einem sogenannten Castor-Behälter gelagert.

Weitere Informationen zu Atomkraftwerken

Das Kernkraftwerk Isar

Zwei Reaktoren befinden sich im Kernkraftwerk Isar: der mittlerweile abgeschaltete Reaktor Isar 1 und der Druckwasserreaktor Isar 2. Isar 2 ist noch am Netz und eines der letzten in Deutschland gebauten Atomkraftwerke. Neben den Reaktoren befindet sich im Kernkraftwerk Isar auch noch ein Brennelementbehälterlager. Hier werden Castor-Behälter mit Brennstäben gelagert.

Sicherheit bei Atomkraftwerken

Bei Atomkraftwerken gibt es passive und aktive Sicherheitseinrichtungen. Passive Einrichtungen sind Schutzhüllen. Das Uran ist in sogenannten Brennstabhüllrohren aus Metall eingeschlossen. Darum kommt der Reaktordruckbehälter herum, dann folgt der Sicherheitsbehälter aus Stahl und ganz außen befindet sich eine Stahlbetonhülle. Diese Einrichtungen schirmen radioaktive Stoffe von der Umwelt ab - auch bei Störfällen. Die passiven Sicherheitseinrichtungen werden durch aktive ergänzt: Tritt ein Störfall auf, schaltet sich der Reaktor automatisch ab. Auch für die Nachkühlung der Brennstäbe sorgen automatische Einrichtungen.