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Brennstoff: Unterschied zwischen den Versionen

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(Spaltbrennstoff)
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Als '''Brennstoff''' bezeichnet man einen Stoff dessen Atomkerne zu einer exothermen nuklearen Kettenreaktion in der Lage sind. Dies kann entweder eine Kernspaltungsreaktion oder eine Kernfusionsreaktion sein. Kernbrennstoffe werden als Energieträger in [[Kernreaktoren]] zur Erzeugung von Wärme oder anderen Energieformen sowie zur Erzeugung von Neutronen eingesetzt. Hauptsächlich findet man solchen Brennstoff in [[Kernkraftwerk]]en und [[Forschungsreaktor]]en wieder. Bei [[Fusionsreaktor]]en wird der Brennstoff zur [[Kernfusion|Fusion]] verwendet. Einige Kernbrennstoffe eignen sich auch als Kernsprengstoffe zum Bau [[nuklearer Sprengkörper]].
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#WEITERLEITUNG [[Kernbrennstoff]]
 
 
 
 
== Spaltbrennstoff ==
 
Der in Kernspaltungsreaktoren eingesetzte Brennstoff wird in der Regel nach der Isotopenzusammensetzung der enthaltenen Spalt- und Brutstoffe klassifiziert sowie anhand seines physikalischen Aggregatzustands und seiner chemischen Zusammensetzung.
 
 
 
===Isotopenzusammensetzung===
 
Der am häufigsten zur Anwendung kommende Kernbrennstoff ist Uran bei welchem es sich in der Regel um eine Mischung aus thermisch spaltbarem Uran-235 und Uran-238 welches thermisch nicht spaltbar ist und  primär einen [[Brutreaktor|Brutstoff]] darstellt handelt. Der <sub>235</sub>Uran Anteil an der Mischung beträgt im Fall von Natururan etwa 0,72%. Durch [[Anreicherung]] kann der <sub>235</sub>Urananteil erhöht werden. Während spezielle Reaktoren mit Schwerwasser oder Graphitmoderator und inhomogenem Kern wie etwa CANDU oder MAGNOX Reaktoren Natururan verwerten können sind thermische Reaktoren mit homogenem Kern auf eine Anreicherung von einigen Prozent angewiesen. Reaktoren mit schnellem Neutronenspektrum erfordern eine Anreicherung auf mehr als etwa 10%, üblich sind etwa 20%. Auch Forschungsreaktoren und Schiffsreaktoren mit kompakten Kernen nutzen oft relativ hoch angereichertes Uran.
 
 
 
Neben Uran-235 kommt kommen im Uran-Plutonium [[Brennstoffkreislauf]] auch die durch einen Neutroneneinfang im Uran-234 erbrüteten Isotope Plutonium-239 oder Plutoniummischungen (haupsächlich Plutonium-239, Plutonium-240, Plutonium-241) als Kernbrennstoff zum Einsatz (die höheren Plutoniumisotope entstehen durch Einfang eines Neutrons der keine Spaltung hervorruft). Während Plutonium-240 nicht thermisch spaltbar ist können die anderen beiden Isotope das Uran-235 teilweise oder vollständig ersetzen.
 
 
 
Ein weiterer möglicher Kernbrennstoff ist Uran-233. Dieses kann aus dem thermisch nicht spaltbaren Thorium-232 erbrütet werden welches in der Natur vorkommt und damit einen alternativen Brennstoffkreislauf erlaubt.
 
 
 
 
 
 
 
[[Datei:Nuclear fuel pellets.jpeg|miniatur|Kernbrennstoff]]
 
{| class="prettytable"
 
|-
 
! bgcolor="#CFCFCF" | Bezeichnung
 
! bgcolor="#CFCFCF" | Kürzel
 
! bgcolor="#CFCFCF" | Zusammensetzung
 
! bgcolor="#CFCFCF" | Bemerkung
 
|-
 
| [[Power Reactor Fuel]]
 
| PWR
 
| [[Uran]]
 
| Leicht Angereichert
 
|-
 
| [[Mischoxid]]
 
| MOX
 
| Uran und [[Plutonium]]
 
| Reaktorfähiger Brennstoff
 
|-
 
| [[Mischoxid 239]]
 
| MOX239
 
| Uran und Plutonium
 
| Waffenfähiger Brennstoff
 
|-
 
| [[Thorium-Mischoxid]]
 
| TMOX
 
| [[Thorium]] und Plutonium
 
| Plutonium Reaktorfähig
 
|-
 
| [[Thorium-Mischoxid 239]]
 
| TMOX239
 
| Thorium und Plutonium
 
| Plutonium Waffenfähig
 
|-
 
| [[Radkowsky Thoriumbrennstoff 239]]
 
| RTF239
 
| Plutonium
 
| Plutonium Waffenfähig
 
|-
 
|}
 
 
 
== Fusionsbrennstoff ==
 
In Kernfusionsreaktoren kommen hauptsächlich [[Deuterium]] und [[Tritium]] zum Einsatz. [[Helium]], [[Lithium]], [[Beryllium]] oder [[Bor]] wären ebenfalls möglich, erfordern aber höhere Temperaturen zur Fusion.
 
 
 
== Weblinks ==
 
*[http://www.iaea.org/inisnkm/nkm/aws/fnss/fulltext/te_1319_24.pdf Thorium Based Fuel Designs (IAEA)] (englisch)
 
 
 
[[Kategorie:Brennstoff]]
 

Aktuelle Version vom 4. August 2016, 19:02 Uhr

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