Frage zu Physik :-) Negativer Temperaturkoeffizient? :O Hilfe bitte..
Also mein Thema ist Kernenergie ( Referat ) und bei dem Siedewasserreaktor steht als Vorteil: Negativer Temperaturkoeffizient Aber was bedeutet das?
2 Antworten
Die Dichte von z.B. Metallen (also auch vom Uran) ist natürlich ANTI-proportional zur Temperatur :-) !!! (außer bei Wasser unter 4°C ;-) ). Das führt also beim Anstieg der Temperatur zur Massenausdehnung. Durch die Ausdehnung der Materialien, besonders stark ist das bei Metallen zu beobachten, vergrößert sich der Atomabstand des betreffenden Stoffes. Wird der Atomabstand größer, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass ein Neutron auf einen Atom-Kern trifft und somit eine Kernspaltung auslöst. Resultierend wird die Kettenreaktion, welche eine Neutronen-Vermehrung von 1 bei der Temperatur T1 zulässt, bei der Temperatur T2 abbrechen, wenn T2 > T1 ist. Das erklärt sich mit der Volumens-Ausdehnung (Dichte verringert sich). Beim Druckwasser-Reaktor kann man auf diese Art den Reaktor-Kern direkt der Last-Nachfrage des Dampferzeuger-Turbinen-Teils folgen lassen. Wird weniger Wasserdampf aus dem Wärmetauscher (Dampferzeuger) entnommen, wird auch weniger Wärme abgeführt. Das führt dazu, dass auch weniger Wärme aus dem eigentlichen Reaktor-Kern entnommen wird. Somit heizt sich der Reaktor-Kern auf und das führt zu einer Volumens-Vergrößerung aufgrund der Dichteabnahme. Das hat dann wieder zur Folge, dass die Neutronen auf weniger Uran-235-Kerne treffen. Resultieren werden dann weniger Kerne gespalten (Vermehrungsfaktor < 1), was einem Sinken der Wärme-Leistung gleich kommt. Erst wenn der Reaktor-Kern sich wieder etwas abgekühlt hat, verringert sich das Kern-Volumen wieder etwas und die Ketten-Reaktion läuft wieder mit einem Vermehrungsfaktor von 1.
Das trifft für gut konstruierte Druck- und Siede-Wasser-Reaktoren zu. Der RBMK-Typ des Tschernobyl-Reaktor verletzt dieses Konstruktions-Prinzip. Schau mal bei Wikipedia.
Weiter führt die verminderte Neutronen-Abbremsung (Moderation) von wärmeren Wasser (aus gleichem Grund wie oben beschrieben) ebenfalls zur Minderung der Kettenreaktion. Hierzu schau doch mal bei Wiki unter " Moderator (Physik) ". Gut gebaute Kernreaktoren können so völlig ohne Steuerstäbe arbeiten und sind somit ideotensicher. Durch vergleichbar einfache Konstruktionen ist ein Durchgehen des Reaktors, wie das beim KKW Tschernobyl der Fall war, von Grund auf ausgeschlossen. Es sei darauf hingewiesen, dass das nicht durch Mechanik oder andere technische Eingriffe sicher gestellt wird. Ausschließlich durch elementar physikalische Effekte wie den Void-Effekt, Dichte-Abnahme mit steigender Temperatur, Doppler-Verbreiterung, ... wird im Fehlerfall die Sicherheit des Reaktors sicher gestellt. Das funktioniert so gut, das man damit Forschungsreaktoren sicher im Impulsbetrieb fahren kann (siehe http://ati.tuwien.ac.at/reaktor/ oder en.wikipedia.org/wiki/TRIGA oder im deutschen Wiki unter " TRIGA " und " Void-Effekt ").
•Kaltleiter besitzen einen positiven Temperaturkoeffizienten. Der Wert für ΔR ist positiv. •Heissleiter besitzen einen negativen Temperaturkoeffizienten. Der Wert für ΔR ist negativ.
Aus: http://www.elektroniktutor.de/bauteile/tempkoef.html
Da steht auch noch mehr!!