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Strahlquellen in einem Kernkraftwerk
Ein Kernreaktor stellt die z. Zt. größte künstliche Strahlenquelle dar. Durch eine Vielzahl von Sicherheitsmaßnahmen und Sicherheitseinrichtungen werden die Direktstrahlung abgeschirmt und die radioaktiven Stoffe sicher eingeschlossen.
Das grundlegende Sicherheitskonzept
Bei Kernspaltungen und von den künstlich erzeugten Radionukliden werden ionisierende Strahlen ausgesandt. Sie Stellen für Lebewesen eine große Gefahr dar. In Kernkraftwerken werden deshalb die Strahlen abgeschirmt und die Strahlenaussendenden Radionuklide sicher eingeschlossen. Diese grundlegenden Anforderungen müssen sowohl bei normalem Reaktorbetrieb als auch im Störfall erfüllt sein.
Sicherheitsbarrieren gegen das Austreten radioaktiver Stoffe
Kernkraftwerke besitzen eine Reihe von Barrieren, die zwei Funktionen erfülle. Sie schirmen die Direktstrahlung ab und sie verhindern das Austreten radioaktiver Stoffe wirksam. Alpha- und Betastrahlen werden durch das Kühlwasser vollständig abgeschirmt. Das Reaktordruckgefäß verringert die Gammastrahlung auf den 100 000sten Teil der Strahlung im Reaktorkern. Eine fast vollständige Abschirmung der verbleibenden Gammastrahlung und der Neutronenstrahlung geschieht durch einen 2 m dicken Schild aus Stahlbeton, der das Reaktordruckgefäß umgibt. Sicherheitsbehälter und Reaktorgebäude bilden weitere Barrieren, so dass außerhalb des Reaktor auftritt. Das Reaktorgebäude übernimmt gleichzeitig den Schutz des Reaktors gegen äußere Einwirkungen (z. B. Erdbeben, Flugzeugabsturz, Druckwellen).
Das Notkühlsystem
In einem Kernkraftwerk sind eine Reihe größerer Störfälle und Defekte denkbar, deren Auswirkungen noch sicher beherrscht werden müssen. Das Kraftwerk muss sicherheitstechnisch dafür ausgelegt sein. Bei solchen Störfällen spricht man von Auslegungsstörfällen. Als ein schwerwiegender Störfall bei einem Leichtwasserreaktor gilt der Bruch einer Hauptkühlmittelleitung innerhalb eines Sicherheitsbehälters. Wasser und Dampf treten dann aus der Bruchstelle aus. Der Druckabfall wird vom Reaktorschutzsystem erkannt und führt dazu, dass die Steuer- und Abschaltstäbe automatisch in den Reaktor ,, geschossen,, werden, so dass die Kettenreaktion zum Erliegen kommt. Durch redundante Schnellschlussventile werden die aus dem Sicherheitsbehälter herausführenden Dampfleitungen abgesperrt. Für diesen Zweck sind mehrere Ventile in Reihe angeordnet, damit beim Versagen von einem oder zwei Ventilen das dritte Absperrventil die jeweilige Leitung sicher schließt. Die Auswirkungen des Störfalls bleiben so auf den Sicherheitsbehälter beschränkt. Gleichzeitig ist der Reaktor nun aber von dem Kühlkreis über Turbine und Kondensator abgetrennt.
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