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Grundlegende Fachkunde über Physik und Technik von Kernkraftwerken. Der Bedarf an gut ausgebildeten Fachleuten in Energie- und Systemtechnik ist steigend, wobei fachübergreifendes Wissen immer wichtiger wird. Mit diesem Buch erhält der Leser auch ohne Vorwissen deshalb eine ganzheitliche Darstellung des Themenkomplexes. Neben den zukunftsträchtigen Reaktorkonzepten des Hochtemperatur- und des Fusionsreaktors wird die Funktionsweise der beiden in der Bundesrepublik betriebenen Leistungsreaktortypen Druck- und Siedewasserreaktor besprochen. Viele Abbildungen, Fotos und Diagramme vereinfachen den Zugang zur beschriebenen Technik. (Verlagstext)

 

/ AUS DEM INHALT: / / / Vorwort 51 Einführung 151.1 Geschichte der Kernenergie 151.2 Kernkraft in der Energieversorgung 181.2.1 Elektrische Energie 191.2.2 Primärenergie 232 Grundlagen 272.1 Aufbau des Atoms 272.2 Massendefekt, Bindungsenergie 313 Ionisierende Strahlung 353.1 Kernumwandlungen und Radioaktivität 353.1.1 Verschiedene Arten von Kernumwandlungen 363.1.2 Nuklidkarte 403.1.3 Zerfallsreihen 433.1.4 Halbwertszeit 453.2 Aktivität 463.3 Wechselwirkungen von Strahlung mit Materie 483.3.1 Wechselwirkung von a-Strahlung 483.3.2 Wechselwirkung von ß-Strahlung 493.3.3 Wechselwirkung von y-Strahlung 503.3.4 Wechselwirkung von Neutronenstrahlung 513.4 Wirkung ionisierender Strahlung 533.4.1 Beschreibung der biologischen Strahlenwirkung 533.4.2 Bestrahlung, Kontamination und Inkorporation 543.4.3 Strahlendosis 553.4.3.1 Energiedosis, Ionendosis 563.4.3.2 Organdosis 563.4.3.3 Effektive Dosis 583.4.3.4 Dosisleistung 603.4.3.5 Dosisfaktor 603.4.3.6 Folgedosis 613.5 Strahlenschutz 623.5.1 Messung ionisierender Strahlung 633.5.1.1 Ionisationskammer 633.5.1.2 GEIGER-MÜLLER-Zählrohr 643.5.1.3 Stabdosimeter 653.5.1.4 Filmdosimeter 663.5.1.5 Neutronenmessung 673.5.1.6 Gamma-Spektroskopie 673.5.2 Quellen ionisierender Strahlung 683.5.2.1 Natürliche Quellen 683.5.2.2 Künstliche Quellen 703.5.3 Schutz vor ionisierender Strahlung 723.5.3.1 Maßnahmen zum Schutz vor Strahlungseinwirkungen 733.5.3.2 Strahlenschutzmaßnahmen in einem Kernkraftwerk 753.5.3.3 Kontrollierte Abgabe radioaktiver Stoffe 804 Brennstoffversorgung 834.1 Uranvorkommen und Uranerzgewinnung 834.1.1 Reichweite der Uranvorräte 854.1.2 Uranabbau und Vorbereitung zur Weiterverarbeitung 884.2 Urananreicherung, Brennstoffaufbereitung 894.2.1 Ausgangsmaterial für die Anreicherung 894.2.2 Grundlagen der Urananreicherung 904.2.3 Anreicherungsverfahren 934.2.3.1 Trenndüsenverfahren 934.2.3.2 Diffusionsverfahren 944.2.3.3 Zentrifugenverfahren 954.3 Brennstoffverarbeitung 994.4 Brennelemente 1004.4.1 Allgemeiner Aufbau vonLeichtwasserreaktor-Brennelementen 1004.4.2 Brennelemente für Druckwasserreaktoren 1014.4.3 Brennelemente für Siedewasserreaktoren 1035 Reaktorphysik 1055.1 Kernspaltung 1055.1.1 Potentialwall 1055.1.2 Tröpfchenmodell, Bindungsenergie 1085.1.3 Spontane Kernspaltung 1125.1.4 Induzierte Kernspaltung 1125.1.4.1 Anregungsenergie 1135.1.4.2 Klassifizierung von Neutronen 1155.1.5 Wirkungsquerschnitt 1165.2 Produkte der Kernspaltung 1175.2.1 Spaltprodukte 1175.2.2 Spaltneutronen 1195.2.3 Effektive Neutronenausbeute 1205.2.4 Energiebilanz der Kernspaltung 1215.2.5 Nachzerfallswärme 1225.3 Neutronenhaushalt 1245.3.1 Kettenreaktion 1245.3.2 Neutronenbilanz 1255.3.3 Multiplikationsfaktor und 4-Faktoren-Formel 1265.3.4 Reaktivität 1295.4 Reaktorregelung 1305.4.1 Verzögerte Neutronen 1315.4.2 Steuer- oder Regelstäbe 1325.4.2.1 Steuerelemente für Druckwasserreaktoren 1335.4.2.2 Steuerelemente für Siedewasserreaktoren 1375.4.3 Langzeitregelung 1405.4.4 Streckbetrieb, Brennelementmanagement 1415.4.5 Regelkreise im Reaktor 1435.5 Moderator 1455.5.1 Wirkungsweise des Moderators 1455.5.2 Moderatorstoffe 1465.5.3 Temperaturabhängigkeit der Moderation 1495.6 Kühlmittel 1495.6.1 Wasser als Kühlmittel 1505.6.2 Gase als Kühlmittel 1515.6.3 Flüssige Metalle als Kühlmittel 1525.7 Homogener, heterogener Reaktor 1535.8 Konversions- und Brutprozesse 1545.8.1 Erzeugung von Plutonium 1555.8.2 Erzeugung von 2HUran 1575.9 Brennstoffabbrand 1576 Kernkraftwerke 1596.1 Statistischer Überblick kerntechnischer Anlagen 1606.1.1 Kerntechnische Anlagen in Deutschland 1606.1.1.1 Deutsche Leistungsreaktoren 1616.1.1.2 Deutsche Forschungs- und Schulungsreaktoren 1616.1.1.3 Sonstige kerntechnische Anlagen 1626.1.2 Überblick aller Kernkraftwerke weltweit 1676.1.3 Deutsche Kernkraftwerke im internationalen Vergleich 1686.2 Aufbau eines Kernkraftwerks 1686.3 Kraftwerk-Kennzeichnungs-System 1736.4 Sicherheitskonzepte 1756.4.1 Sicherheitsphilosophien 1766.4.1.1 Redundanz 1776.4.1.2 Diversität 1796.4.1.3 "2-aus-3"-Prinzip, Drahtbruchsicherung 1806.4.1.4 Gebäude- und Geländekonzeptionierung 1816.4.1.5 Fail-save-Prinzip 1836.4.1.6 Sicherheitsabschließungen 1846.4.1.7 Fachkunde des Personals 1856.4.1.8 Wiederkehrende Prüfungen 1866.4.1.9 Erfahrungsaustausch 1866.4.2 Reaktorschutz 1886.4.3 Ereignisbaum, Fehlerbaum 1906.4.4 Auslegungsstörfälle beim Druckwasserreaktor 1926.4.4.1 Großes Primärleck 1946.4.4.2 Mittelgroßes Primärleck 1956.4.4.3 Kleines Primärleck 1966.4.4.4 Dampferzeuger-Heizrohrleck 1966.4.5 Kühlmittelverluststörfälle beim Siedewasserreaktor 1966.5 Druckwasserreaktor 1976.5.1 Aufbau des Druckwasserreaktors 1986.5.2 Reaktordruckbehälter 2006.5.3 Hauptkühlmittelpumpen 2026.5.4 Dampferzeuger 2056.5.5 Druckregelsystem 2076.5.6 Volumenregelsystem 2126.5.7 Nach- und Notkühlsysteme 2136.5.7.1 Notspeisesystem 2136.5.7.2 Nachkühlsystem 2166.5.7.3 Sicherheitseinspeisesystem 2186.5.7.4 Zusatzboriersystem 2196.5.7.5 Druckspeicher 2206.5.7.6 Beckenkühlsystem 2206.5.8 Hilfssysteme 2226.5.8.1 Lüftungssysteme 2226.5.8.2 Kühlkreisläufe 2236.5.8.3 Elektrizitätsversorgung im Kernkraftwerk 2246.6 Siedewasserreaktor 2296.6.1 Komponenten des Siedewasserreaktors 2326.6.1.1 Reaktordruckbehälter 232