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Unter Versorgung versteht man den Weg des Urans von der Erzgewinnung bis zur Anlieferung der fertigen Brennelemente im Kernkraftwerk. Die Nutzung der Kernenergie ist auch in naher Zukunft nicht durch die Verfügbarkeit der Kernbrennstoffe (Uran) limitiert. Laut Angaben des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) betragen die Reichweiten der Uranvorräte ca. 240 Jahre bei einem konstanten welt-weiten jährlichen Verbrauch von ca. 65.000 Tonnen Uran.
Die einzelnen Versorgungsstufen sind:
Viele Brennstäbe bilden ein Brennelement.
In der Abbildung ist der Aufbau zylinderförmiger Brennstäbe im Längsschnitt wiedergegeben. Die Stäbe haben z. B. bei einem der heute üblichen Siedewasserreaktoren eine Länge von 4,17 m und einen äußeren Durchmesser von ca. 11 mm. Die Umhüllung besteht aus einer gasdichten Zirkonium-Legierung mit einer Wandstärke von 0,65 mm. Die Brennstäbe werden im Betrieb durch Wasser gekühlt.
Die aus Urandioxid gepressten, gesinterten und geschliffenen Brennstoff-Tabletten (sog. Pellets) befinden sich in dem mit Endkappen verschlossenen Rohr. Eine Druckfeder drückt von oben auf die Pellets und hält sie in einer Säule fest zusammen. Der dadurch oberhalb des Kernbrennstoffs geschaffene Raum, dient zur Sammlung der bei der Kernspaltung entstehenden Edelgase und der leicht flüchtigen Spaltprodukte.
Im Aufbau und in der Anzahl der enthaltenen Brennstäbe unterscheiden sich die Brennelemente je nach Reaktortyp.Beispiel für einen Druckwasser-Reaktor mit einer elektrischen Nettoleistung von 1300 MW (Megawatt):
Beispiel für einen Siedewasser-Reaktor mit einer elektrischen Nettoleistung von 1300 MW (Megawatt):
Die Einsatzzeit der Brennelemente im Reaktor beträgt 3-4 Jahre. Der jährliche Nachladebedarf an Uran beträgt etwa 30 Tonnen.
Die Wärmeenergie, die ein Brennelement im Laufe seiner Einsatzzeit im Reaktor erzeugt, nennt man Abbrand. Als Maßeinheit dafür dient die Wärmefreisetzung in Megawatt-Tagen pro Tonne Brennstoff = MWd/t.
Als ein Teil der Versorgung ist auch die Rückführung von Uran und Plutonium aus der Wiederaufarbeitung anzusehen, welches wieder zu Brennstoff verarbeitet wird: