Wie funktioniert der “Selbstregelungseffekt” im Siedewasserreaktor?

16.01.2012 Siedewasserreaktoren

Frage von : Wie funktioniert der “Selbstregelungseffekt” im Siedewasserreaktor?

Beste Antwort:

Answer by Elias J
Im Reaktor sorgen einige zusätzliche Selbstregelungseffekte dafür, daß sich mögliche Leistungssteigerungen durch zusätzliche Spaltvorgänge von selbst abbauen bzw. unmöglich sind. Steigt die Temperatur infolge zunehmender Spaltprozesse im Reaktor an, vergrößert sich nämlich die Absorptionsfähigkeit von Uran 238. Sein Anteil in den Brennstofftabletten fängt nun mehr Neutronen ein und senkt dadurch die Anzahl der Spaltvorgänge wieder. Mit der Temperatur des Moderators steigt die mittlere Geschwindigkeit der Neutronen, und dementsprechend sinkt die Wahrscheinlichkeit, daß sie von spaltfähigen Kernen eingefangen werden. Mit zunehmender Temperatur nimmt schließlich auch die Dichte des Moderators – besonders im Falle von Wasser – ab. Dadurch sinkt seine Bremswirkung auf die Neutronen, so daß sie eher von U-238-Kernen absorbiert werden und entsprechend weniger Kernspaltungen auslösen. Die Auslegung eines Reaktors muß so sein, daß der sogenannte Leistungskoeffizient negativ ist. D.h. wenn bei einem zu hohen Anheben der Steuerstäbe eine Vermehrung der Spaltungsneutronen zu einer Leistungssteigerung des Reaktors führt, muß die erwähnte Gegenwirkung, der Temperaturkoeffizient, diese sogar überbieten. Im Endergebnis muß die Zahl der Spaltungsvorgänge pro Zeit sinken. Die Auslegung des Reaktors, seine Geometrie und die Abstimmung der Volumenverhältnisse sorgen dafür, daß der Kernbrennstoff gleichmäßig abbrennt, ohne daß von außen steuernd eingegriffen werden muß. Eingriffe von außen sind durch Steuerstäbe, die ebenfalls mit Neutronengiften gefüllt sind, möglich. Sie lassen sich zur Regelung der Spaltvorgänge mehr oder weniger weit in den Reaktor einführen. Schließlich kann bei Bedarf ein weiteres Neutronengift, meistens Bor, dem Reaktorwasser zugefügt werden. Beides – der Einsatz von Steuerstäben oder die Zugabe von Bor – kommt vorwiegend beim Abschalten und Anfahren des Reaktors zum Einsatz.

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Tags: funktioniert, Selbstregelungseffekt, Siedewasserreaktor

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