Kernreạktor

englisch Pile, eine technische Anlage, in der Atomkernspaltungen in einer kontrollierten Kettenreaktion ablaufen und Energie frei wird, d. h. Wärme erzeugt wird. Im Kernreaktor läuft folgender Vorgang ab: Atomkerne eines spaltbaren Materials, z. B. des Uran-Isotops 235, werden durch Neutronen in zwei etwa gleich große Bruchstücke gespalten. Daneben entstehen bei jeder Spaltung 2 oder 3 freie Neutronen, die wiederum zur Spaltung weiterer Kerne führen können. Diese Kettenreaktion wird so gesteuert, dass gleichmäßig pro Sekunde eine vorbestimmte Anzahl von Kernen gespalten wird. Bei jedem Spaltungsvorgang wird Energie frei, zunächst als kinetische Energie der Spaltprodukte und Neutronen; diese wird durch Stöße an andere Atome übertragen und damit in Wärmeenergie umgewandelt. Mit Hilfe eines Kühlmittelkreislaufs wird die Wärme abgeführt und in einem Dampf- oder Gasturbinenprozess in mechanische Energie und schließlich im Generator in elektrische Energie umgewandelt. Kernenergie.

Für den kontrollierten Ablauf der Reaktion ist wichtig, dass von den 2 oder 3 bei der Spaltung entstehenden Neutronen genau eines wieder eine Spaltung hervorruft; es dürfen nicht zu viele Neutronen verloren gehen. Daher muss eine gewisse Mindestmenge (kritische Masse) Uran vorhanden sein. Die Abbremsung (mit Hilfe von Moderatoren) der zunächst schnellen Neutronen zu langsamen oder thermischen Neutronen erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Neutronen Spaltungen und nicht andere Kernreaktionen verursachen.