Kernspaltung spaltet ein schweres Atom in leichtere. Trifft ein Neutron auf einen Uran-235-Kern, absorbiert dieser es und wird instabil. Er spaltet sich und setzt dabei Energie, weitere Neutronen und leichtere Elemente frei. Diese Neutronen können wiederum weitere Spaltungen auslösen und so eine Kettenreaktion in Gang setzen.

Die freigesetzte Energie ist enorm. Die Spaltung eines Kilogramms Uran-235 setzt etwa 24 Millionen Kilowattstunden Wärme frei. Die Verbrennung eines Kilogramms Kohle hingegen nur etwa 8 Kilowattstunden. Dieses Verhältnis erklärt, warum Kernbrennstoff so kompakt ist und warum Reaktoren so wenig davon benötigen.

Die Kontrolle der Kettenreaktion ist die technische Herausforderung. Steuerstäbe absorbieren Neutronen und verlangsamen die Reaktion. Moderatoren verlangsamen die Neutronen, sodass sie mit größerer Wahrscheinlichkeit Atomkerne spalten. Kühlmittel führt die Wärme ab und erzeugt Dampf. Geht die Kontrolle verloren, kann sich die Reaktion gefährlich beschleunigen, wie es 1986 in Tschernobyl geschah.

Schlüsselkonzepte

• Kettenreaktion
• Kritische Masse
• Steuerstangen
• Moderator
• Anreicherung