AREVA in Deutschland: Lösungen für Stromerzeugung mit weniger CO2
EPR™-Druckwasserreaktor: leistungsstark und sicher
KERENA: the 1250 MWe boiling water reactor
Brennelemente aus Lingen. Unser Beitrag für eine CO2-freie Stromerzeugung
ATMEA1: the mid-sized generation III+ PWR you can rely on
Informationen zur Kernenergie und energiewirtschaftliche Daten 2011
Technical Center: focus on technology
Nur mit Energie lässt sich die Zukunft sichern. Dafür brauchen wir Azubis mit Talent.
AREVA: Mehr Energie. Weniger CO2.
Warum Kernenergie Zukunft hat.
EPR™, ATMEA1 und KERENA: leistungsstark und sicher
AREVA bietet zwei Druckwasserreaktoren und einen Siedewasserreaktor der neuesten Generation III+ an: die Reaktormodelle EPR™, ATMEA1 und KERENA. Sie decken eine elektrische Leistung von 1.100 bis etwa 1.650 Megawatt ab – das breiteste Spektrum der Branche.
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Drei Reaktoren der neuesten Generation III+
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EPR™-Druckwasserreaktor
Der EPR™, ein Druckwasserreaktor im oberen Leistungsbereich – rund 1.650 Megawatt elektrisch –, entstand in deutsch-französischer Zusammenarbeit. Er ist evolutionär ausgelegt und vereint in seinem Design den Erfahrungsrückfluss und das ingenieurtechnische Know-how aus den modernsten in Betrieb befindlichen Anlagen in Frankreich (N 4) und Deutschland (Konvoi). Sein Anlagenkonzept integriert zudem die Ergebnisse jahrzehntelanger internationaler Forschungs- und Entwicklungsprogramme, insbesondere des Forschungszentrums Karlsruhe (FZK) in Deutschland sowie des Commissariat à l‘Énergie Atomique (CEA) in Frankreich. Dank einer Vielzahl von Verbesserungen entspricht der EPR™-Reaktor dem neuesten Stand der Kernkraftwerkstechnik: er bietet die weltweit fortschrittlichste Sicherheitstechnik, kombiniert mit bestem Betriebsverhalten.
Bis heute hat AREVA 87 Druckwasserreaktoren weltweit errichtet.
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ATMEA1-Druckwasserreaktor
Der neue Druckwasserreaktor ATMEA1 bietet eine elektrische Leistung von rund 1.100 Megawatt und liegt damit im mittleren Leistungsbereich. Er wird im Rahmen des Joint Ventures ATMEA gemeinsam von AREVA und Mitsubishi Heavy Industries in Japan (MHI) entwickelt und ausgelegt – und profitiert so von den Fähigkeiten und der Erfahrung beider Unternehmen, die in den letzten 50 Jahren nahezu 130 Reaktoren weltweit errichtet haben.
ATMEA wurde 2007 gegründet. An dem Gemeinschaftsunternehmen sind AREVA und MHI zu gleichen Teilen beteiligt.
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KERENA-Siedewasserreaktor
Der KERENA ist ein Siedewasserreaktor mittlerer elektrischer Leistung – rund 1.250 Megawatt. Er basiert auf dem erprobten Konzept der in Deutschland zuletzt errichteten Siedewasserreaktorblöcke Gundremmingen B und C. Und integriert zudem zahlreiche Innovationen: neben bewährten aktiven Sicherheitssystemen werden passive Sicherheitssysteme genutzt.
Der neue Reaktor wurde gemeinsam mit dem deutschen Energieversorgungsunternehmen E.ON entwickelt.
Alle Reaktormodelle von AREVA erfüllen höchste Sicherheitsstandards. Denn: EPR™-, ATMEA1- und KERENA-Blöcke integrieren die Ergebnisse umfangreicher jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung. Sie basieren daher auf fortschrittlichster Technik. Das bedeutet:
- maximal mögliche Reaktorsicherheit
- durchdachte Bedienkonzepte und einfache Instandhaltung
- wettbewerbsfähige Stromerzeugungskosten
- verringerte Auswirkungen auf die Umwelt (gegenüber heutigen Reaktoren).
Die Reaktoren nutzen innovative Systeme, um Störfälle zu vermeiden. Sie sind so ausgelegt, dass der eingesetzte Brennstoff noch effizienter genutzt wird. Und weniger langlebiger radioaktiver Abfall anfällt. Die Auslegungslebensdauer beträgt 60 Jahre – gegenüber 40 Jahren bei heutigen Reaktoren.
EPR™-, ATMEA1- und KERENA-Blöcke würden sogar bei extremen Einwirkungen von außen intakt bleiben.
Die hohen Standards unserer Reaktoren entwickeln wir konsequent weiter: künftige Modelle werden ein nochmals erhöhtes Sicherheitsniveau und ein weiter verbessertes Betriebsverhalten aufweisen sowie die Umwelt durch verringerten Ressourcenverbrauch schonen.
EPR™-Druckwasserreaktor: leistungsstark und sicher
Gutes Betriebsverhalten. Ein Sicherheitsniveau, das neue Maßstäbe setzt. Weiter verbesserter Strahlenschutz für das Betriebs- und Instandhaltungspersonal. Niedrige Betriebskosten über die gesamte Laufzeit. Informieren Sie sich über unseren EPR™-Druckwasserreaktor und seine wesentlichen Merkmale und Stärken.
ATMEA1: the mid-sized generation III+ PWR you can rely on
Der ATMEA1 ist ein Druckwasserreaktor im mittleren Leistungsbereich. Er kombiniert fortschrittliche passive Druckspeicher und aktive Sicherheitssysteme – für eine nochmals erhöhte Sicherheit. Weitere Pluspunkte: seine hohe Fexibilität im Betrieb und eine wirtschaftliche Stromerzeugung. Erfahren Sie mehr – in Englisch.
KERENA: the 1250 MWe boiling water reactor
Der KERENA ist ein Siedewasserreaktor mittlerer Leistung. Er integriert zahlreiche Innovationen, zum Beispiel passive Sicherheitssysteme für eine noch höhere Anlagensicherheit. Weitere Merkmale sind seine hohe Anlagenverfügbarkeit und ein geringer Wartungsaufwand. Erfahren Sie mehr – in Englisch.
Der EPR™-Reaktor kurz und bündig
Außenhülle aus Stahlbeton, doppelwandiges Containment, vierfach redundante Sicherheitssysteme usw.
Wissen Sie ...
... welche Reaktortypen es gibt?
Es gibt verschiedene Reaktortypen, wie:
- Leichtwasserreaktoren – Druckwasser- und Siedewasserreaktoren. Über drei Viertel der weltweit betriebenen Kernkraftwerke gehören zu dieser Gruppe.
- Schwerwasserreaktoren
- Schnelle Brüter.
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Druckwasserreaktor
In diesem Anlagentyp hält ein Druckhalter das Wasser im Reaktordruckbehälter immer unter einem ausreichend hohen Druck, sodass es bei der vorgegebenen Betriebstemperatur nicht siedet und verdampft. Das im Reaktorkern erhitzte Wasser zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf (Primärkreis). In einem Dampferzeuger gibt es seine Wärme an einen getrennten Wasser-Dampf-Kreislauf ab, den Sekundärkreis. Der Druck dort ist geringer; das sekundarseitige Speisewasser im Dampferzeuger beginnt daher zu sieden und verdampft. Dieser Wasserdampf wird über Rohrleitungen einer Turbine zugeführt.
Druckwasserreaktoren sind der weltweit am häufigsten kommerziell genutzte Reaktortyp. Ihr Anteil an der gegenwärtig in Kernkraftwerken installierten Leistung beträgt rund zwei Drittel.
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Siedewasserreaktor
In Siedewassereaktoren verdampft das Wasser im Reaktordruckbehälter durch die bei der Kernspaltung entstehende Wärme teilweise. Nicht verdampftes Wasser wird mittels Umwälzpumpen zurück in den Reaktorkern geleitet, wodurch der Naturumlauf unterstützt wird. Der erzeugte Dampf wird über Rohre direkt in die Turbine transportiert.
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Schwerwasserreaktor
Schweres Wasser enthält statt des gewöhnlichen Wasserstoffs (H) das schwerere Wasserstoff-Isotop Deuterium (D). Normales Wasser, H2O, wird daher oft als „Leichtwasser“ bezeichnet.
Der Vorteil von schwerem Wasser: Es absorbiert Neutronen weniger stark als normales Wasser. Dadurch kann Natururan als Brennstoff genutzt werden. Das im Reaktor eingesetzte Uran muss somit nicht angereichert werden. Da die sonstigen physikalischen Eigenschaften von schwerem Wasser denen von normalem Wasser sehr ähnlich sind, kann es zugleich als Kühlmittel verwendet werden.
Reaktoren mit schwerem Wasser (D2O) als Kühlmittel und Moderator wurden hauptsächlich in Kanada mit den sogenannten CANDU-Reaktoren entwickelt und errichtet.
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Schneller Brüter
Anders als bei Leichtwasser- und Schwerwasserreaktoren werden die bei der Kernspaltung freigesetzten Neutronen hier nicht verlangsamt. Das Kühlmittel ist entweder ein flüssiges Metall (oftmals Natrium) oder ein Inertgas (Helium). Der Kernbrennstoff enthält Plutonium, ein künstliches Element, das wie das Isotop Uran-235 spaltbar ist.
Mittlerweile haben die Schnellen Brüter das Prototyp-Stadium hinter sich gelassen. Sie sind einer der für die nächste Generation von Kernkraftwerken ausgewählten Reaktortypen. Die Reaktor-Generation IV soll bis zum Jahr 2040 verfügbar sein.
... wie eine kontrollierte Kettenreaktion funktioniert?
In einem Reaktor wird eine kontrollierte Kettenreaktion von Kernspaltungen in Gang gesetzt und aufrechterhalten, um Wärme zu erzeugen. Diese wird dann in elektrische Energie umgewandelt.
Nur das Isotop Uran-235 im Kernbrennstoff ist bei „Neutronen-Beschuss“ spaltbar. Durch Aufnahme eines Neutrons in einen Uran-235-Kern zerplatzt dieser in zwei bis drei Kernbruchstücke. Die Spaltung setzt Energie in Form von Wärme frei sowie zwei bis drei Neutronen, die wiederum weitere Uran-235-Atomekerne spalten … Einmal in Gang gesetzt, erhält sich die Kettenreaktion in Reaktoren folglich selbst. Sie wird durch geeignete Maßnahmen und Einrichtungen kontrolliert.
Der Kernbrennstoff liegt in Form kleiner Tabletten, sogenannter Pellets, vor. Diese befinden sich als Säule in dünnwandigen, gasdicht verschlossenen Rohren, den sogenannten Brennstäben. Die wiederum – zum Bündel zusammengefügt – ein Brennelement bilden. Die Brennelemente befinden sich im Reaktordruckbehälter, einem wassergefüllten Stahlbehälter, und bilden den Reaktorkern – die Energiequelle des Kernkraftwerks.
Um die Leistung eines Reaktors zu variieren, wird die Intensität der Kettenreaktion verändert. Dies geschieht mit Hilfe von Steuerstäben aus Werkstoffen, die in der Lage sind, Neutronen zu absorbieren. Durch Einfahren dieser Steuerstäbe mehr oder weniger tief in den Reaktorkern verändert sich die Zahl der eingefangenen Neutronen – somit kann die Reaktorleistung gesteuert werden. Im Falle einer anormalen Situation fahren (im Siedewasserreaktor) oder fallen (im Druckwasserreaktor) die Steuerstäbe automatisch ganz in den Kern ein und unterbinden so die Kettenreaktion.
... wie das Sicherheitskonzept eines Kernkraftwerks aussieht?
Ein Kernschmelz-Rückhaltesystem schließt geschmolzenes Kernmaterial im Containment langfristig sicher ein.
Um die in der Umgebung von Kernkraftwerken lebenden Menschen und das in der Anlage beschäftigte Personal vor radioaktiver Strahlung zu schützen, werden umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen getroffen: Mehrfach vorhandene und voneinander räumlich getrennte Sicherheitssysteme stellen sicher, dass die Reaktoranlage jederzeit zuverlässig abgeschaltet werden kann und dann in einem sicheren, das heißt, ausreichend gekühlten Zustand gehalten wird.
Die massive Betonhülle des Reaktorgebäudes schützt den Reaktor vor allen Einwirkungen von außen, wie Erdbeben, Flugzeugabsturz und Explosionsdruckwellen.
Die bei der Kernspaltung entstehenden Spaltprodukte werden durch mehrere, gestaffelt angeordnete Schutzbarrieren zurückgehalten. So gelangen keine radioaktiven Stoffe in die Umgebung.
Das Sicherheitsniveau der Kernkraftwerke ist in der Vergangenheit kontinuierlich weiterentwickelt worden. Der EPR™ als Reaktor der neuesten Generation III+, der zurzeit in Finnland, Frankreich und China errichtet wird, stellt einen weiteren Fortschritt in der Sicherheitstechnik dar: Sollte es, trotz aller Maßnahmen zur Störfall-Vorbeugung, zu einer Kernschmelze kommen, wird das geschmolzene Kernmaterial auf einer speziellen Ausbreitungsfläche unterhalb des Reaktors aufgefangen und dort abgekühlt. Die äußere Hülle des Reaktorgebäudes würde dabei intakt bleiben. Damit würden sich auch die Folgen eines Kernschmelzunfalls auf die Anlage selbst beschränken.
Sechs Barrieren verhindern beim EPR™-Reaktor den Austritt radioaktiver Stoffe und ionisierender Strahlung:
1) Im Kristallgitter der Urantabletten werden die bei der Kernspaltung entstehenden Spaltprodukte bis auf wenige Prozent festgehalten.
2) Hüllrohre aus Zirkaloy, gasdicht und druckfest verschweißt, umhüllen den Brennstoff und halten die Spaltprodukte zurück.
3) Der Reaktordruckbehälter wirkt als „Schutzpanzer“. Er hält, ebenso wie die angeschlossenen Primärkreisläufe, den auftretenden Belastungen durch Druck, Temperatur und Strahlung stand.
4) Die Betonabschirmung: Ein dicker konzentrischer Schild aus Stahlbeton umgibt den Reaktordruckbehälter und schirmt austretende Strahlung nahezu vollständig ab.
5) Die innere Stahlbetonhülle des Reaktorgebäudes ist vollständig mit Stahl ausgekleidet und umschließt den nuklearen Teil der Anlage – vollkommen dicht und nur durch Schleusen begehbar.
6) Die äußere Stahlbetonhülle des Reaktorgebäudes schützt vor allem gegen äußere Einwirkungen. Zusammen mit der inneren Stahlbetonhülle dient sie als letzter Strahlenschutzschild und reduziert die aus dem Reaktorgebäude austretende Strahlung auf vernachlässigbar kleine Werte, weit unterhalb der zulässigen Grenzwerte.
Im hypothetischen Fall einer Kernschmelze fängt ein Becken aus speziellem, hitzebeständigem Material das geschmolzene Kernmaterial auf und verhindert dadurch einen Austritt radioaktiver Stoffe in die Umgebung.
