 |
| Gefäßdeckel eines Leichtwasserreaktors |
Ein Leichtwasserreaktor (LWR, englisch Light Water Reactor) ist ein Atomreaktor, bei dem sogenanntes leichtes Wasser als Kühlmittel und Moderator verwendet wird. „Leichtes Wasser“ bezeichnet dabei gewöhnliches Wasser, dessen Wasserstoffatome überwiegend Protium, das leichteste Wasserstoffisotop, sind. Leichtwasserreaktoren erzeugen fast 90 % der Atomenergie weltweit. Die Atomkraftwerke in Deutschland die im Jahr 2016 noch im Betrieb sind verfügen alle über Leichtwasserreaktoren.
Die Atomkerne des leichten Wasserstoffs (Protonen) neigen dazu, Neutronen einzufangen. Daher ist ein im Vergleich zu Schwerwasserreaktoren (HWR) größeres Reaktorvolumen und ein höherer Gehalt des Isotops Uran-235 im Atombrennstoff nötig. Der Anreicherungsgrad des Urans muss etwa 3 bis 4 % betragen; mit Natururan (0,7 % Uran-235 und 99,3 % Uran-238) wird ein Leichtwasserreaktor nicht kritisch.
Mit der Bezeichnung Leichtwasserreaktor ist fast immer ein Leistungsreaktor, also eine Anlage zur Erzeugung von Elektrizität gemeint. Hier gibt es zwei Grundtypen des Leichtwasserreaktors: Den Druckwasserreaktor (DWR/PWR) und den Siedewasserreaktor (SWR). Ihr Atombrennstoff hat fast immer Oxidform, entweder reines Uranoxid oder Uran-Plutonium-Mischoxid. Leichtes Wasser dient jedoch auch in vielen Forschungsreaktoren als Moderator und Kühlmittel. Druckwasserreaktoren sind die weltweit meistverbreitete Form (68 % der installierten Leistung). In manchen Ländern, wie Frankreich, werden ausschließlich DWR betrieben.
Geschichte
1947. Der US-amerikanische Physikochemiker Farrington Daniels entwickelt die ersten grundlegenden Arbeiten und Patente des atomaren Kugelhaufenreaktors, dem er die noch heute gebräuchliche Bezeichnung pebble bed reactor gibt. Der "Daniels" Haufen "ist eine frühe Version des späteren gasgekühlten Hochtemperatur Reaktors der am Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ohne Erfolg entwickelt wird. Die Versuche werden bald von Alvin Weinberg bald zugunsten der als aussichtsreicher eingeschätzten Leichtwasserreaktoren und Flüssigsalzreaktoren beendet.
1957. Das erste Atomkraftwerk mit Siedewasserreaktor weltweit ist die US-Anlage 24-MW-Vallecitos, gebaut und betrieben von General Electric.
1958. Das erste Atomkraftwerk mit Druckwasserreaktor weltweit ist die US-Anlage 68-MW-Shippingport, gebaut von Westinghouse in Nachfolge der U-Boot-Reaktoren.
1975. Das weltweite erste Großatomkraftwerk mit Druckwasserreaktor der 1300-MW-Klasse ist das deutsche Atomkraftwerk Biblis A, gebaut von Kraftwerk Union AG (KWU), 1975.
Bilder aus Wikimedia Commons
Gefäßdeckel eines Leichtwasserreaktors, Lizenz: Public Domain, Urheber: NRC
Quellen