Kritikalität von Kernreaktoren



  • Hallo.

    Siede- und Druckwasserreaktoren werden ja bekanntlich in Abwesenheit ihres Moderators (Wasser) unterkritische, d.h. die (Uran-)Spaltung kommt zum Erliegen.
    Wenn jetzt aber durch die Nachwärme eine Kernschmelze eintritt und sich die Brennstäbe in eine heiße "Suppe" verwandeln - ist es dann möglich, dass der Reaktor wieder (über-)kritisch wird, spontante Uranzerfälle also eine Kettenreaktion auslösen?

    Normalerweise wird ja der Moderator benötigt, um die schnellen Neutronen in einen (thermischen) Bereich abzubremsen, wo der Wirkungsquerschnitt für den Einfang ausreicht, um eine selbsterhaltende Kettenreaktion zu betreiben. Ist es auch möglich, dass bei einer ausreichend großen Suppe die Neutronen innheralb dieser, d.h. ohne Moderator, durch (sehr viele) Stöße auf ein thermisches Niveau abgebremst werden?
    Eigentlich ist das Masseverhältnis Uran/Neutron ja zu ungünstig für solch ein Verhalten, aber wenn das Uran verdichtet und als ein großer Körper auftritt?
    Würde mich interessieren, ob jemand das abschätzen kann.



  • http://diepresse.com/home/panorama/welt/641585/KernkraftExperten_Angst-verkauft-sich-am-besten?_vl_backlink=/home/index.do

    Das Uran wäre dabei zu verunreinigt um eine kritische Masse enstehen zu lassen.



  • Davon abgesehen würde das Uran ja quasi tropfenweise die kritische Masse bilden. Das würde aber schon vor Erreichen der kritischen Masse zu einem Anstieg der Strahlung, entsprechender Energieentwicklung und einem entsprechenden Druckanstieg innerhalb des Urans führen, der die Masse wieder auseinandertreibt. Sprich, die Suppe würde sich durchaus noch ein wenig erhitzen und auch am köcheln bleiben, aber grade durch dieses Kochen auch nicht wirklich explodieren.
    Aus dem Grund braucht man auch bei Atombomben auf Kernspaltungsbasis konventionellen Sprengstoff, um die unterkritischen Teilstücke der Spaltmasse mit genug Kraft zusammenzupressen, dass überhaupt Zeit ist, um eine wirkliche Kettenreaktion hervorzurufen, bevor sie sich wieder abstoßen.
    Bei Kernkraftwerken kann deshalb allgemein keine explosive Kettenreaktion mit Atompilz wie im Film stattfinden, sie können nur ziemlich viel strahlenden Dreck an die Umgebung und bei stärkeren Bränden wie in Tschernobyl auch an die Antmosphäre abgeben.



  • Ich dache immer die Kettenreaktion wird durch Cadmium unterbrochen (Durch Cadmiumstäbe)



  • pumuckl schrieb:

    Davon abgesehen würde das Uran ja quasi tropfenweise die kritische Masse bilden. Das würde aber schon vor Erreichen der kritischen Masse zu einem Anstieg der Strahlung, entsprechender Energieentwicklung und einem entsprechenden Druckanstieg innerhalb des Urans führen, der die Masse wieder auseinandertreibt. Sprich, die Suppe würde sich durchaus noch ein wenig erhitzen und auch am köcheln bleiben, aber grade durch dieses Kochen auch nicht wirklich explodieren.
    Aus dem Grund braucht man auch bei Atombomben auf Kernspaltungsbasis konventionellen Sprengstoff, um die unterkritischen Teilstücke der Spaltmasse mit genug Kraft zusammenzupressen, dass überhaupt Zeit ist, um eine wirkliche Kettenreaktion hervorzurufen, bevor sie sich wieder abstoßen.
    Bei Kernkraftwerken kann deshalb allgemein keine explosive Kettenreaktion mit Atompilz wie im Film stattfinden, sie können nur ziemlich viel strahlenden Dreck an die Umgebung und bei stärkeren Bränden wie in Tschernobyl auch an die Antmosphäre abgeben.

    Gut, danke, so hatte ich es erwartet. Ich hatte nur überlegt, ob eben irgendwann die Menge des Urans ausreicht, um den fehlenden Druck (wie ihn die Bombe nutzt) oder Moderator (wie ihn der Reaktor braucht) wettzumachen. Dies scheint ja aber nicht der Fall zu sein.



  • Sinthoras schrieb:

    Gut, danke, so hatte ich es erwartet. Ich hatte nur überlegt, ob eben irgendwann die Menge des Urans ausreicht, um den fehlenden Druck (wie ihn die Bombe nutzt) oder Moderator (wie ihn der Reaktor braucht) wettzumachen. Dies scheint ja aber nicht der Fall zu sein.

    Nukleare Verpuffungen sind auch nicht zu unterschätzen. Konkret reicht es aus, wenn der Reaktor zerstört wird und die "Suppe" offen vor sich hin kocht und so großen Mengen an Radionukliden abdampfen und sich großflächig verteilen können. Da viele Tonnen an Radionukliden in jedem der Reaktoren vorhanden sind, ist das Risiko für massive Kontamination leider gegeben.


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