Legende zum Bild:

A = Reaktorgebäude

B = Maschinenhaus (Kontrollbereich)

1 = Reaktordruckbehälter

2 = Steuerstäbe

3 = Kernbrennstäbe

4 = heißer Wasserdampf

5a = Hochdruckturbine

5b = Niederdruckturbine

6 = Stromgenerator

7 = Kondensator

8 = Speisewasser (zur Kühlung und als Moderator)

9 = externer Kühlwasserkreislauf

Funktionsweise des Siedewasserreaktors:

Ein Kernkraftwerk ist auch ein Wärmekraftwerk. Du erinnerst dich: In Kohlekraftwerken wird die chemische Energie, die in der Kohle steckt, zunächst in thermische Energie des Dampfes umgewandelt. In der Turbine wird die thermische Energie des Dampfes in kinetische Enegie (genauer Rotationsenergie) der Turbine umgewandelt. Der über eine Welle mit der Turbine verbundene Generator wandelt die Rotationsenergie der Turbine in elektrische Energie um. Ein Kernkraftwerk funktioniert genauso, nur nicht die chemische Energie, sondern die Kernenergie steht am Anfang des Prozesses.

Ein Siedewasserreaktor (siehe Bild oben) gehört zu den Leichtwasserreaktoren, da zur Kühlung und als Moderator gewöhnliches Wasser benutzt wird. Er ist weltweit der zweithäufigste Kernreaktortyp. Ein Siedewasserreaktor hat nur zwei Kreisläufe. Das Wasser siedet in dem Reaktorkern (daher der Name), der entstehende Wasserdampf sammelt sich im oberen Teil des Druckbehälters. Etwa Zweidrittel des Volumens wird durch Wasser und der Rest durch Wasserdampf eingenommen. Von hier strömt der Wasserdampf in den Hochdruckteil der Turbine und danach in den Niederdruckteil, von wo der Wasserdampf in den Kondensator gelangt, wo sich der Wasserdampf mit Hilfe von Kühlwasser, z. B. aus einem Fluss, so weit abkühlt, dass er zu Wasser kondensiert und erneut in den Reaktor gepumpt werden kann. (Die Pumpe fehlt in der Zeichnung.)

Die Turbinen treiben den Generator zur Stromerzeugung an. Der Druck in einem Siedewasserreaktor beträgt ca. 70 bar und der Dampf hat eine Temperatur von ca. 286°C. Da, wie schon erwähnt, das Wasser auch als Moderator wirkt, verschlechtert sich bei steigender Hitze die Moderatorwirkung, da der dann mehr vorhandene Wasserdampf eine geringere Dichte als Wasser hat und daher schlechtere Moderatoreigenschaften besitzt. So werden weniger thermische Neutronen erzeugt und es kommt zu weniger Kernspaltungen. Deshalb fährt sich ein Siedewasserreaktor mit steigender Hitze selbst zurück, was ein großer Vorteil des Siedewasserreaktor ist (siehe auch Reiter Sicherheitskonzept).

Da sich im Wasserdampf radioaktive Substanzen befinden, müssen auch das Maschinenhaus sowie die Turbinen in den Strahlenschutz einbezogen werden. Das ist ein großer Nachteil dieses Reaktortyps. Ein weiterer Nachteil des Siedewasserreaktor ist, dass die Steuerstäbe von unten eingeführt werden müssen (siehe obiges Bild).

Ein großer Siedewasserreaktor hat eine elektrische Leistung von 1300 MW und einen Wirkungsgrad von ca. 35%. Im Vergleich dazu hat ein Kohlekraftswerkblock eine typische elektrische Leistung von 1000 MW und einen Wirkungsgrad von 30% bis 40%.