E7 Thermisch-mechanische-elektrische Umwandlung

Thema

Die Wärme, die dieses Kühlmittel dem Reaktorkern entzieht, muss letztendlich in Elektrizität umgewandelt werden. Dies geschieht nach demselben thermodynamischen Prinzip wie in jedem konventionellen Wärmekraftwerk, ob Kernkraft-, Kohle- oder Gaskraftwerk: Die Wärme bringt Wasser zum Sieden und erzeugt Hochdruckdampf, der dann zu einer Turbine geleitet wird – einer Maschine mit vielen in Reihe geschalteten Schaufeln. Der expandierende Dampf versetzt die Turbine in Rotation und wandelt so Wärme- und Druckenergie in mechanische Rotationsenergie um.

Die rotierende Welle der Turbine ist direkt mit einem Generator gekoppelt, der diese Rotation durch die Relativbewegung zwischen Magneten und Spulen in elektrische Energie umwandelt – nach demselben physikalischen Prinzip wie jeder konventionelle Generator. Sobald der Dampf den größten Teil seiner Energie an die Turbine abgegeben hat, kondensiert er in einem Kondensator wieder zu flüssigem Wasser. Dieses wird durch Wasser aus einem Fluss, dem Meer oder durch Kühltürme, die überschüssige Wärme an die Atmosphäre abgeben, gekühlt und anschließend wieder in den Kreislauf eingeführt, um erneut vom Reaktorkern erhitzt zu werden.

Deshalb beginnt dieses Modul mit der Erhitzung von Wasser, um eine Turbine anzutreiben, und schließt mit dem Hinweis darauf, was die Kernenergie innerhalb dieses Systems wirklich auszeichnet: Diese letzte Umwandlungsstufe – von Wärme zu Dampf, von Dampf zu Rotation, von Rotation zu Elektrizität – ist in jedem Wärmekraftwerk im Wesentlichen identisch, sodass ein Kernreaktor keine grundlegend andere elektrische Technologie darstellt, sondern eine alternative Wärmequelle innerhalb eines ansonsten konventionellen Stromerzeugungssystems.

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