Atomkraftwerk - Aufbau und Funktion | Physik - Atomphysik | Lehrerschmidt

Kurze Zusammenfassung

In diesem Video erklärt der Lehrer die Funktionsweise eines Atomkraftwerks. Er geht auf die verschiedenen Komponenten und Kreisläufe ein, wie den Reaktor, den Primär- und Sekundärkreislauf, die Turbine, den Generator und den Kühlturm. Der Fokus liegt darauf, wie die Wärmeenergie aus der kontrollierten Kernspaltung genutzt wird, um Strom zu erzeugen. Am Ende des Videos werden die wichtigsten Texte noch einmal eingeblendet, damit die Zuschauer sie sich notieren können.

  • Erklärung der Funktionsweise eines Atomkraftwerks
  • Beschreibung der einzelnen Komponenten und Kreisläufe
  • Wie Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt wird
  • Zusätzliche Lernmaterialien am Ende des Videos

Die Außenhülle und der Reaktor

Die Außenhülle des Reaktors besteht aus dickem Beton und Blei, um die Strahlung daran zu hindern, nach außen zu treten. Im Inneren des Reaktors befinden sich die Brennstäbe aus Uran, die eine kontrollierte Kettenreaktion ermöglichen. Die Regelstäbe aus Kadmium oder Bor können diese Reaktion bei Bedarf beenden. Das Wasser im Reaktor dient nicht nur zum Erhitzen, sondern auch zum Verlangsamen der Neutronen, damit sie von den Urankernen aufgenommen werden können.

Der Primär- und Sekundärkreislauf

Das erhitzte Wasser aus dem Reaktor zirkuliert im Primärkreislauf und überträgt seine Wärme im Wärmetauscher auf den Sekundärkreislauf. Dabei berühren sich die beiden Wasserkreisläufe nicht, um eine Kontamination zu vermeiden. Im Sekundärkreislauf wird das Wasser zum Kochen gebracht und in Dampf umgewandelt, der dann die Turbine antreibt.

Turbine, Generator und Kondensator

Der Dampf aus dem Sekundärkreislauf treibt die Turbine an, die wiederum den Generator antreibt und so Strom erzeugt. Anschließend wird der Dampf im Kondensator abgekühlt und wieder zu Wasser, bevor er in den Sekundärkreislauf zurückgeführt wird.

Der Kühlkreislauf

Für die Kühlung des Kondensators wird meist Flusswasser oder Meerwasser verwendet. Der aus dem Kühlturm aufsteigende Dampf ist reiner Wasserdampf und ungefährlich.

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Transkript

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0:03 [Musik] hi und herzlich willkommen bei Lehrer Schmidt ich erkläre euch heute die Funktionsweise von einem Atomkraftwerk ich werde auf alle Bestandteile eingehen werde die Dinge auch einzeln erklären am Ende vom Video findet ihr noch mal die verschiedenen Texte die ich einsprechen werde wenn ihr da entsprechend auf Stopp schaltet dann habt ihr die Möglichkeit die ins Heft zu übertragen Atomkraftwerk hier seht ihr eine Zeichnung von mir ich hoffe man kann alles erkennen ich werde mit euch das ganze jetzt der Reihe nach durchsprechen so erstmal muss man wissen ein Atomkraftwerk ist ein Wärmekraftwerk und das heißt ganz einfach erklärt nichts anderes als dass hier Wasser erwärmt

0:51 wird das passiert hier anschließend gibt es irgendwo Wasserdampf das passiert hier und der treibt eine Turbine an das passiert hier und dann kommt der Generator mit ins Spiel der erzeugt Strom und das Ganze ist fertig und dieses Wärmekraftwerk heißt Wärmekraftwerk a weil es mit Wärme funktioniert und davon gibt es ganz viele weil es ist nämlich dem Wärmekraftwerk eigentlich erstmal total egal wie das Wasser erhitzt wird das kann mit Atomkraft passieren aber auch mit Kohle mit Gas mit Öl es gibt da ganz viele Möglichkeiten und das Prinzip dieses erwärmen verdammt en Generator Turbine das ist immer das gleiche so wir wollen uns jetzt aber das Atomkraftwerk

1:36 angucken und da möchte ich euch die verschiedenen Stationen erklären und wir fangen an mit der Außenhülle das ist dieses hier mit einem dicken Boden die Außenhülle des Reaktors besteht aus dicken Beton und bleischichten damit keine Strahlung nach außen treten kann hier seht ihr die Brennstäbe und die sind natürlich aus Uran und deswegen strahlen sie und die Strahlung muss da drin bleiben Reaktor Druckgefäß das ist das ganze hier im Reaktor Druckgefäß befinden sich die Brennstäbe die man auch als Brennelemente bezeichnet aus Uran und die Regelstäbe das sind diese hier aus Kadmium oder Bohr hier findet eine kontrollierte Kettenreaktion statt die durch die

2:23 Regelstäbe beendet werden kann mit der entstehenden Energie wird das Wasser hier im Reaktor Druckgefäß zum Kochen gebracht das Wasser im Reaktor Druckgefäß hat noch eine zweite Aufgabe es muss die Neutronen verlangsamen damit sie von den Urankern aufgenommen werden können so und jetzt seht ihr das hier fängt das Wasser an zu kochen und dann läuft es hier in den Kreislauf und jetzt sind wir hier im Wärmetauscher Wärmetauscher hier treffen der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf aufeinander wichtig ist dass das Wasser der beiden kreisläufeer sich nicht berührt das

3:09 heiße Wasser des Primärkreislaufes erhitzt das Wasser des sekundärkreislaufes im Wärmetauscher und hier seht Ihr das hier gehen also die heißen Leitung aus dem Primärkreislauf durch den Wärmetauscher und die machen das Wasser vom Sekundärkreislauf warm so jetzt schauen wir uns noch mal eben hier den Primärkreislauf an das Wasser im Reaktor Druckgefäß wird durch die brennsträbe bei der kontrollierten Kettenreaktion auf ca 280° erhitzt da im Reaktor ein künstlich hoher Druck herrscht fängt das Wasser nicht an zu sieden durch Leitungen in einem Kreislauf wird das heiße Wasser zum Wärmetauscher geführt und dann zurück

3:55 ins Reaktorbecken und hier seht ihr das Reaktorbecken hier zum metuscher und dann hier anschließend zurück und das ist ein geschlossener Kreislauf und das nennen wir den Primärkreislauf so zwei Kreisläufe das Wasser im Reaktor Druckgefäß ist radioaktiv verstrahlt es darf den Reaktor nicht verlassen daher gibt es zwei Wasserkreisläufe im Atomkraftwerk die getrennt voneinander zirkulieren und dann einmal noch hier Kreislauf 1 hier Kreislauf 2 Sicherungsmaßnahmen Schnellabschaltung die Regelstäbe das sind die hier oben werden von Elektromagneten an der

4:42 Decke gehalten bei einem Störfall oder Stromausfall fallen sie von der Decke ins Becken und beenden die Kettenreaktion durch die Aufnahme von freien Neutronen hier seht ihr das die werden hier oben an der Decke gehalten und wenn ein Stromausfall herrscht dann fallen sie runter und die Kettenreaktion wird beendet so jetzt kommt der Sekundärkreislauf das ist dieses hier das Wasser des sekundärkreislaufes wird im Wärmetauscher das ist hier zum Kochen gebracht und in Wasserdampf umgewandelt das seht ihr hier hier kommt dann Wasserdampf jetzt sind wir bei der Turbine der Wasserdampf wird durch Leitung zu einer Turbine geleitet diese

5:28 wird durch Wasser Dampf zum Drehen gebracht hier seht ihr es jetzt kommt der Generator der Generator ist mit der Turbine verbunden durch die Drehung wird Strom erzeugt so und das ist wie im anderen jedem anderen Wärmekraftwerk auch es gibt immer eine Turbine und immer ein Generator so jetzt geht's weiter jetzt kommt der Kondensator das ist dieses hier nachdem der wassertamp nachdem der Wasserdampf die Turbine angetrieben hat verlässt er sie und wird durch Leitung in den Kondensator geleitet das ist hier hier wird der Dampf abgekühlt und wieder zu Wasser hier seht ihr es hier ist er noch heiß und hier wird er wieder

6:16 kalt Vorwärmanlage das ist dieser Kasten hier bevor das Wasser des sekundärkreislaufes wieder zum Wärmetauscher gelangt wird es in der Vorwärmanlage wieder aufgewärmt damit schließt sich der sekundäre Kreislauf das ist dies hier so dann kommen wir schon zum letzten Teil das ist dieser hier manchmal auch Dritter Kreislauf genannt mit einem Kühlturm und oder einem Fluss im Kondensator wird das Wasser des sekundärkreislaufes meist durch Flusswasser gekühlt deswegen befinden sich Atomkraftwerke meistens an einem Plus oder am Meer der

7:03 Dampf der aus dem Kühlturm aufsteigt ist reiner Wasserdampf und völlig ungefährlich so jetzt habe ich euch den Ablauf im Atomkraftwerk erklärt und ich werde jetzt im Anhang die verschiedenen abschreibtexte noch jeweils ein paar Sekunden einblenden wenn ihr das also übertragen wollt in euer Heft oder in die Mappe dann macht ihr jeweils einmal Stopp und und könnt die jeweiligen Lerntexte übertragen okay das war's

8:10 so Leute das war's das Video ist zu Ende ich hoffe es hat euch gefallen vielleicht habt ihr was gelernt hinterlst mir doch einen Kommentar oder zeigt mir dass euch das Video gefallen hat ich hoffe ihr schaut wieder rein okay das war's

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