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Der HTR ist, wie der Name schon sagt, ein Reaktor, der sehr hohe Kühlmitteltemperaturen
erzeugen kann(750°C und mehr). Daher wird der HTR nicht nur zur Herstellung von Elektrizität verwendet, sondern auch zur Wärmeerzeugung.
Im Reaktorkern(1) befinden sich die kugelförmigen Brennelemente. Sie bestehen aus dem Spaltstoff Uran-235, dem Brutstoff Thorium-232 und einer Graphitschale.
Uran-235 kann durch langsame Neutronen gespalten werden, Thorium-232 nicht. Aus dem Grund wird dieses erst umgewandelt. Das passiert folgendermaßen:
Thorium-232 wird nach dem Beschuss von langsamen Neutronen zu Thorium-233, dann findet ein ß-Zerfall statt, es wird also ein Elektron abgespalten. Nun hat man den Stoff Protactinium-233. Nach einem weiteren ß-Zerfall hat man nun Uran-233, das ebenfalls durch langsame Neutronen spaltbar ist. Diesen Vorgang nennt man brüten.
Die Graphitschale der Brennelemente und auch der Neutronenreflektor(2) dienen als Moderator.
Weil Spalt- Brutstoff und Moderator miteinander verbunden sind, spricht man auch von einem "Homogenen Reaktor".
Die Energie die bei der Kernspaltung frei wird, nimmt das Kühlmittel Helium in Form von Wärme auf. Helium ist hierfür besonders geeignet, da es ein Edelgas ist und somit sehr reaktionsträge ist und der Neutronenbestrahlung neutral bleibt. Die aufgenommene Wärme gibt es dann an den Wasser-Dampf-Kreislauf ab.
Um die bei der Kernspaltung entstehende Radioaktivität abzuschirmen, ist zum einen das Schild aus Eisen(3) und zum anderen der Spannbetonbehälter(6) vorhanden.
Die Steuerstäbe(7) absorbieren die Neutronen und machen die Reaktion somit kontrollierbar. Außerdem können sie die Reaktion ganz stoppen.
Das praktische und auch wirtschaftliche an den kugelförmigen Brennelementen ist, dass man den Reaktor nicht abstellen muss, um sie auszuwechseln. Nicht mehr brauchbare Brenn-elemente werden einfach durch das Kugelabzugsrohr(8) herausgenommen, Neue durch das Kugelzugaberohr(9) hinzugegeben.
Der Wirkungsgrad eines HTR beträgt etwa 40%.
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