Leichtwasserreaktor

Gefäßdeckel mit Steuerstabantrieben für einen Leichtwasserreaktor (hier Druckwasserreaktor)

Leichtwasserreaktor (LWR, englisch Light Water Reactor) heißt ein Kernreaktor, 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 Kernenergie weltweit und 100 % in Deutschland.

Die Atomkerne des leichten Wasserstoffs (Protonen) neigen dazu, Neutronen einzufangen. Daher ist ein im Vergleich zu Schwerwasserreaktoren größeres Reaktorvolumen und ein höherer Gehalt des Isotops Uran-235 im Kernbrennstoff 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) und den Siedewasserreaktor (SWR). Ihr Kernbrennstoff 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.

Das erste Kernkraftwerk mit Siedewasserreaktor weltweit war die US-Anlage 24-MW-Vallecitos, gebaut und betrieben von General Electric, 1957. Das erste Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor weltweit war die US-Anlage 68-MW-Shippingport, gebaut von Westinghouse in Nachfolge der U-Boot-Reaktoren, 1958. Das weltweite erste Großkernkraftwerk mit Druckwasserreaktor der 1300-MW-Klasse war das deutsche Kernkraftwerk Biblis A, gebaut von Kraftwerk Union AG (KWU), 1975.

Literatur

• W. T. Hering: Angewandte Kernphysik: Einführung und Übersicht. Teubner 1999
• A. Ziegler, H.-J. Allelein (Hrsg.): Reaktortechnik: Physikalisch-technische Grundlagen. 2. Auflage, Springer-Vieweg, Berlin, Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-33845-8
• John R. Lamarsh: SAFETY CONSIDERATIONS IN THE DESIGN AND OPERATION OF LIGHT WATER NUCLEAR POWER PLANTS. In: Annals of the New York Academy of Sciences. 365, Nr. 1, April 1981, S. 13, doi:10.1111/j.1749-6632.1981.tb18112.x (PDF).