Leichtwasserreaktor
Leichtwasserreaktor (LWR, {{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}) heißt eine Kernreaktorvariante, bei der sogenanntes leichtes Wasser als Kühlmittel und Moderator verwendet wird.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> „Leichtes Wasser“ bezeichnet dabei gewöhnliches Wasser (H2O), das überwiegend das leichteste Wasserstoffisotop Protium enthält, im Gegensatz zu schwerem Wasser (D2O).
Mit der Bezeichnung Leichtwasserreaktor ist fast immer ein Leistungsreaktor gemeint, also eine Anlage zur Erzeugung thermischer Energie zur Erzeugung von elektrischer Energie bzw. Strom. Leichtwasserreaktoren erzeugen fast 90 % der kommerziellen Kernenergie weltweit<ref name=":0">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:PRIS - Reactor status reports - In Operation & Suspended Operation - By Type|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=PRIS - Reactor status reports - In Operation & Suspended Operation - By Type}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://pris.iaea.org/PRIS/WorldStatistics/OperationalReactorsByType.aspx%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=PRIS - Reactor status reports - In Operation & Suspended Operation - By Type}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://pris.iaea.org/PRIS/WorldStatistics/OperationalReactorsByType.aspx}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=PRIS - Reactor status reports - In Operation & Suspended Operation - By Type}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:IAEA{{#if: 2023-05-19 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Design
Typen
Es gibt zwei Grundtypen des Leichtwasserreaktors,
- den {{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}} und
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Moderne PWR- oder BWR-Leistungsreaktoren bzw. Kernkraftwerke (KKW) liefern rund <math>\approx</math> 3 Gigawatt thermische Energie bzw. <math>\approx</math> 1 GW elektrische Energie, d. h. haben einen Wirkungsgrad von 1/3 oder ca. 33 %.
Moderator und Kühlmittel
Bei LWR dient leichtes Wasser als Moderator und Kühlmittel.
Kernbrennstoff
LWR werden fast ausschließlich mit Kernbrennstoff in Oxidform<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> beladen, entweder reines Uranoxid oder Uran-Plutonium-Mischoxid (MOX), viz. UO2-PuO2.
Die Atomkerne des leichten Wasserstoffs (Protonen) neigen dazu, Neutronen einzufangen. Daher ist ein im Vergleich zu Schwerwasserreaktoren größeres Reaktorvolumen und ein höherer Gehalt (Konzentration) des Spaltmaterials Uran-235 im Kernbrennstoff nötig. Der Anreicherungsgrad des Uranoxid muss etwa 3 bis 5 % betragen; mit Natururan (0,7 % Uran-235 und 99,3 % Uran-238) wird ein Leichtwasserreaktor nicht kritisch. Diese Anforderung setzt entsprechende Anreicherungskapazitäten bzw. -anlagen voraus.
Geschichte
Das erste Kernkraftwerk mit Siedewasserreaktor (SWR) weltweit war das Kernkraftwerk Vallecitos, gebaut und betrieben von General Electric, 1957. Die Entwicklung zu dem SWR-System geht auf die BORAX-Experimente zurück.
Das erste Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor (DWR) weltweit war das Kernkraftwerk Shippingport,<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Jeremy Hampshire|Jeremy Hampshire: }}{{#if:|{{#if:The legacy of the Shippingport Atomic Power Station|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=The legacy of the Shippingport Atomic Power Station}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.ans.org/news/article-4929/the-legacy-of-the-shippingport-atomic-power-station/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=The legacy of the Shippingport Atomic Power Station}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.ans.org/news/article-4929/the-legacy-of-the-shippingport-atomic-power-station/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=The legacy of the Shippingport Atomic Power Station}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:American Nuclear Society2023-05-26{{#if: 2023-06-30 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Das weltweit erste „Großkernkraftwerk“ mit DWR und Leistung von über 1 GWe Energie (bekannt als 1300-MW-Klasse) war das deutsche Kernkraftwerk Biblis A, gebaut von der Kraftwerk Union AG (KWU) im Jahr 1975. Die Weiterentwicklung der DWR-Technik ist der Europäische European Pressurized Reactor (EPR), der Amerikanische AP1000, der Koreanische Advanced Power Reactor 1400, der Chinesische HPR1000, die Russische VVER-Baureihe u. v. m.
Literatur
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Allgemein
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DWR
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SWR
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Weblinks
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Einzelnachweise
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