Schwimmbadreaktor

2024-05-15T07:08:28Z

178.26.182.111: /* Gründe für den Einsatz als Forschungsreaktor */ Grammatik

[[Datei:Pulstar2.jpg|mini|Der Pulstar-Reaktor in den USA]]

Ein '''Schwimmbadreaktor''' (auch '''Swimmingpool-Reaktor''' oder '''Wasserbeckenreaktor''') ist ein [[Forschungsreaktor]], dessen Reaktorkern sich in einem mehrere Meter tiefen, nach oben offenen Wasserbecken befindet. Dadurch sind Eingriffe und Experimente für Forschungszwecke und Ausbildung leicht möglich. Auch können Materialproben, z. B. zur Gewinnung von [[Radionuklid]]en für medizinische Zwecke, bestrahlt werden.

== Funktionsweise ==
Das Wasser dient als [[Moderator (Physik)|Moderator]] und zur Kühlung. Die dicke Wasserschicht über dem Reaktorkern genügt bei abgeschaltetem Reaktor auch als [[Abschirmung (Strahlung)|Abschirmung]] gegen die Strahlung. Der obere Teil des Aufstellungsraums ist dann begehbar.

== Gründe für den Einsatz als Forschungsreaktor ==
Für [[Leistungsreaktor]]en zur Stromerzeugung eignet sich eine solche Bauweise nicht, denn mit Wasser auf Atmosphärendruck könnte kein sinnvoller [[thermischer Wirkungsgrad]] erreicht werden. Der [[Carnot-Wirkungsgrad]] von Wasser bei 100 °C als „heißes“ Ende und [[Raumtemperatur]] (20 °C) als „kaltes“ Ende beträgt 1-(293,15 K/373,15 K)=21,4 %. Reale Wirkungsgrade von [[Wärmekraftmaschine]]n sind ''immer'' unterhalb des Carnot-Wirkungsgrades. Aus diesem Grund steht sowohl in [[Siedewasserreaktor]]en als auch in [[Druckwasserreaktor]]en das Wasser unter enormem Druck, sodass Arbeitstemperaturen jenseits der 250 °C oder jenseits der 300 °C erreicht werden. Dennoch sind diese Temperaturen niedriger als jene, die bei der Verbrennung von Kohle oder Gas entstehen, was erklärt, warum seit Beginn der kommerziellen Nutzung der Kernenergie Reaktoren mit anderen Kühlmitteln als flüssigem Wasser – und damit erreichbaren Temperaturen jenseits des [[kritischer Punkt (Thermodynamik)|kritischen Punktes]] von Wasser (374,12 °C) – erprobt und erforscht worden sind. Da für [[Fernwärme]] geringere Temperaturen ausreichend sind, könnte ein Schwimmbadreaktor allerdings für die ''reine'' Wärmeerzeugung genutzt werden (keine [[Kraft-Wärme-Kopplung]]).

Für die Forschung sind offene Designs gut geeignet, da jederzeit Dinge in den Kern eingeführt oder aus ihm entfernt werden können – bei den meisten Leistungsreaktoren ist dies nur im „Cold Shutdown“ möglich. Darüber hinaus ermöglicht der atmosphärische Druck und die im Verhältnis zur Leistung gigantische Menge an Kühlwasser ein hohes Maß an [[passive Sicherheit|passiver Sicherheit]]. Reaktoren vom Typ [[TRIGA]] werden teilweise sogar von Studenten an Universitäten ohne naturwissenschaftliche Fakultät bedient.

== Situation in Deutschland ==
In Deutschland werden oder wurden mehrere Schwimmbadreaktoren betrieben. Der bekannteste war der [[Forschungsreaktor München]] FRM I, wegen der äußeren Form seines Gebäudes „Atomei“ genannt. Er wurde am 28. Juli 2000 um 10:30 Uhr endgültig abgeschaltet, damit sein Nachfolger [[FRM-2|FRM II]] in Betrieb gehen konnte. Dieser ist mit einer thermischen Nennleistung von 20 MW der größte Forschungsreaktor in Deutschland.

== Weltweit ==
Auch die stärkste spaltungsbasierte [[Neutronenquelle]] der Welt, der Höchstflussreaktor im [[Institut Laue-Langevin|ILL]] in [[Grenoble]], ist ein Schwimmbadreaktor.<ref>Krieger, siehe Literaturliste</ref>

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Datei:Pulstar1.jpg|Der Kontrollraum des Pulstar-Reaktors
Datei:FRM1.jpg|Atomei (FRM I) und FRM II im Hintergrund
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== Literatur ==
* Hanno Krieger: ''Strahlungsquellen für Technik und Medizin''. Teubner, 2005, ISBN 978-3-8351-0019-0, {{DOI|10.1007/978-3-322-82202-4}}
* Winfried Koelzer: ''Lexikon zur Kernenergie, Ausgabe Juli 2015.'' KIT Scientific Publishing, 2015, ISBN 978-3-7315-0419-1, Seite 181

== Einzelnachweise ==
<references />

== Siehe auch ==
* [[Liste von Kernkraftanlagen]]
* [[Liste der Kernreaktoren in Deutschland]]

[[Kategorie:Reaktortyp]]

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Schwimmbadreaktor