In den Vereinigten Staaten sind zwei Drittel der Reaktoren Druckwasserreaktoren (PWR), der Rest Siedewasserreaktoren (SWR). In einem Siedewasserreaktor, wie oben abgebildet, wird das Wasser zu Dampf verdampft und anschließend durch eine Turbine geleitet, um Strom zu erzeugen.
In Druckwasserreaktoren wird das Wasser im Reaktorkern unter Druck gehalten und darf nicht sieden. Die Wärme wird mithilfe eines Wärmetauschers (auch Dampferzeuger genannt) an Wasser außerhalb des Reaktorkerns abgegeben. Dadurch siedet das Wasser außerhalb des Reaktorkerns, der erzeugte Dampf treibt eine Turbine an. In Druckwasserreaktoren ist das siedende Wasser vom Kernspaltungsprozess getrennt und wird daher nicht radioaktiv.
Nachdem der Dampf die Turbine angetrieben hat, wird er abgekühlt, um wieder zu Wasser zu kondensieren. Einige Kernkraftwerke nutzen Wasser aus Flüssen, Seen oder dem Meer zur Kühlung, andere hingegen hohe Kühltürme. Die sanduhrförmigen Kühltürme sind das bekannte Wahrzeichen vieler Kernkraftwerke. Für jede erzeugte Kilowattstunde Strom werden in einem Kernkraftwerk etwa zwei Kilowattstunden Abwärme an die Umwelt abgegeben.
Kommerzielle Kernkraftwerke reichen in ihrer Größe von etwa 60 Megawatt für die erste Generation von Kraftwerken Anfang der 1960er-Jahre bis hin zu über 1000 Megawatt. Viele Kraftwerke bestehen aus mehr als einem Reaktor. Das Kernkraftwerk Palo Verde in Arizona beispielsweise setzt sich aus drei separaten Reaktoren mit jeweils einer Leistung von 1334 Megawatt zusammen.
Einige ausländische Reaktorkonstruktionen verwenden andere Kühlmittel als Wasser, um die Spaltungswärme vom Reaktorkern abzuführen. Kanadische Reaktoren nutzen mit Deuterium angereichertes Wasser (sogenanntes „Schwerwasser“), während andere gasgekühlt sind. Ein Kraftwerk in Colorado, das mittlerweile dauerhaft stillgelegt ist, verwendete Heliumgas als Kühlmittel (ein sogenannter Hochtemperatur-Gasreaktor). Einige wenige Anlagen nutzen flüssiges Metall oder Natrium.
Veröffentlichungsdatum: 11. November 2022