Warum der KERNREAKTOR von Tschernobyl explodierte... leicht erklärt! | Der Physiklehrer
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- Опубликовано: 22 авг 2024
- Einen wunderschönen guten Morgen zusammen!
In diesem Video versuche ich die kernphysikalischen Grundlagen der Reaktorkatastrophe vom 26.04.1986 von Tschernobyl für Laien zu erklären. Ich habe mich völlig auf die Zerfallsprozesse im Inneren des Reaktors beschränkt und die Geschichte drum herum bewusst weggelassen, weil es dazu bereits mehr als ein Video auf RUclips gibt.
Um es so einfach wie möglich zu gestalten habe ich sehr stark didaktisch reduziert, sodass sich dieses Video nicht ohne weitere Recherche für eine Prüfungsvorbereitung eignet.
Viel Spaß beim Schauen! :) 
Наука
Ich habe für 5stunden recherchiert und das Thema nicht verstanden. Der Mann erklärt es mir in 8Minuten. Einfach nur unglaublich! Ich danke vielmals für dieses hilfreiches Video ❤
Bei der Tschernobyl-Katastrophe spielte die "Xenonvergiftung" eine wesentliche Rolle.
Eine vereinfachte Darstellung:
*1. Reduktion der Kettenreaktion*
Als Vorbereitung für einen Test wurde der Reaktorblock 4 "runtergefahren" bzw. die Kettenreaktion vermindert. Das wurde erreicht, in dem die Steuerstäbe in den Reaktor geschoben wurden. Steuerstäbe fangen freie Neutronen (sogenannten Spaltneutronen) ein.
Weniger freie Neutronen → weniger Kettenreaktion → weniger Leistung.
*2. Die Xenon-Vergiftung bzw. die Anreicherung von Xenon-135*
Bei der Kernspaltung entsteht Xenon-135 als Nebenprodukt. Xenon-135 fängt freie Neutronen ein und wird dabei zu Xenon-136 (das weniger freie Neutronen einfängt).
Auch während der verminderten Kernspaltung entstand weiterhin Xenon-135. Aber weil es weniger freie Neutronen gab (aufgrund der reduzierten Kettenreaktion), die das Xenon-135 zu dem weniger problematischen Xenon-136 verwandelt hätten, stieg die Menge an Xenon-135 im Reaktor an. Eine zu hohe Menge an Xenon-135 im Reaktor wird "Xenon-Vergiftung" genannt. Die Reaktivität des Reaktors wird weiter reduziert, was zu Problemen beim "Wiederanfahren" des Reaktors bzw. der Erhöhung der Kettenreaktion führt.
*3. Erhöhung der Reaktorleistung*
Um die Reaktorleistung trotz der hohen Menge an Xenon-135 (das die Reaktorleistung bremst) wieder zu erhöhen, wurden viele der Steuerstäbe aus dem Reaktor herausgezogen.
Weniger Steuerstäbe → mehr Kettenreaktion (und Leistung) → mehr freie Neutronen (bzw. Spaltneutronen)
Dadurch auch weniger Xenon-135 → zusätzliche Erhöhung der Kettenreaktion (weil weniger "bremsendes" Xenon-135, wird zu Xenon-136)
*4. Das Problem mit den Graphitspitzen der Steuerstäbe*
Der eigentliche Test wurde in einem instabilen Zustand durchgeführt. Es wurde eine Notabschaltung eingeleitet. Die Steuerstäbe wurden wieder in den Reaktor geschoben. Steuerstäbe sollen normalerweise die Kettenreaktion vermindern, in dem sie freie Neutronen einfangen.
Aber bei den Steuerstäben dieses Reaktortyps gab es einen Konstruktionsfehler: Die Spitzen der Steuerstäbe bestanden aus Graphit. Das Besondere daran: Graphit verlangsamt die bei der Kernspaltung von Uran-235 freigesetzten schnellen Neutronen (durch elastische Streuung). Langsame Neutronen können leichter von Uran-235 eingefangen werden als schnelle Neutronen. Dadurch erhöht sie die Anzahl der Kernspaltungen, was wiederum mehr freie Neutronen freisetzt. Die Kettenreaktion wird verstärkt und eine unkontrollierbare Situation entsteht. Ein Teufelskreislauf.
*5. Die Katastrophe*
Die normale Arbeitstemperatur im Reaktor (RBMK-Reaktor) von Tschernobyl betrug 280 bis 320 Grad. Die starke Erhöhung der Kettenreaktion ließ die Temperatur aber weit über den Normalwert hinaus ansteigen. Es wird angenommen, dass die Temperatur über 2.800 Grad angestiegen ist, weil das im Reaktor eingesetzte Uranoxid geschmolzen ist, dessen Schmelzpunkt bei diesen 2.800 Grad liegt. Das ist die eigentliche Kernschmelze.
Aufgrund der hohen Temperaturen konnten die Steuerstäbe nicht vollständig in den Reaktor eingeschoben werden. Dadurch konnte das Borcarbid, das Material, woraus die Steuerstäbe zum größten Teil bestanden, nicht mehr die freien Neutronen einfangen. Es gab keine Kontrolle mehr über den Reaktor. Die Katastrophe nahm ihren Lauf.
Ich kann mich den Kommentaren nur anschließen...brauchte Hilfe für meine Physik-Eva-Aufgabe und der Mann hat mit die Letzten 6 Unterrichtsstunden in 8 Minuten verständlich erklärt...Vielen Dank
Sehr gut und auch anschaulich erklärt 👍 hat mir echt weiter geholfen bei meinem Einstiegsvortrag für meine mündliche Physikprüfungen
Schönes Video! Ich finde allerdings die Darstellung mit den "Spitzen" aus Graphit stark irreführend. Man findet in einschlägigen Berichten (z.B. INSAG-7 der IAEA) Konstruktionsbeschreibungen der Steuerstäbe. Statt der behaupteten "Spitzen", gab es vielmehr zwei Stäbe, die mit einem Teleskopvorrichtung miteinander verbunden waren. Der obere Stab war aus Bor (was Neutronen absorbiert), der untere, etwas kürzere (d.h. aber immernoch einige Meter lange) Stab war aus Graphit (was moderiert und damit die Reaktivität steigert).
War der Kontrollstab vollständig gesenkt, war das Bor im Reaktor und das Graphit außerhalb unter dem Reaktor. Wurde der Stab vollständig herausgezogen, war das Bor oberhalb aus dem Reaktor und der Graphitstab in der Mitte (mit Lücken am Boden und an der Oberseite des Reaktors). Das war sinnvoll, weil der Stab so viel effizienter regeln kann. (Stab raus heißt Absorber raus und zusätzlicher Moderator rein -- Stab rein heißt Moderator raus und Absorber rein.)
Als der Befehl gegeben wurde, alle herausgezogenen Stäbe gleichzeitig abzusenken, wurden die Graphitstäbe Richtung Reaktorboden gefahren. Das hat die Reaktivität am Boden des Reaktors stark gesteigert, der ansteigende Dampfdruck und die Temperatur hat die Kanäle verbogen und das Graphit blieb im Reaktor stecken.
Diese Darstellung mit den "Spitzen" / "tips" hat mich in der Serie schon etwas irritiert, weil so völlig unverständlich ist, warum irgendjemand so etwas Unsinniges bauen sollte.
Man muss denke ich auch erwähnen das der Reaktor unteranderem mit Xenon vergiftet war wodurch es nochmal schwerer wird ihn zu kontrollieren.
Hey, cool das du trotz der geringen Reichweite weiter machst! Man merkt das es dir Spaß macht! Weiter so!
Hast du schonmal ein Video zur Schiefen Ebene gemacht?
Hi 😊!
Vielen Dank für deine Worte, das freut mich!
Nein, denn zur schiefen Ebenen gibt es ja schon endlos viele Videos, da dachte ich, wäre eines von mir noch überflüssig. ☺️
Lieber @Der Physiklehrer wunderbar erklärt. Nach so etwas habe ich gesucht :)
Zwei Fragen habe ich noch:
1. Was heißt "der Reaktor läuft nicht mehr stabil"?
2. Wie kam es zu der Wechselwirkung mit den Graphit-Spitzen ? Das Graphit war doch schon die Jahre vorher am Start - wie kam es dann "auf einmal" zu dieser Wechselwirkung? Lag das an der bereits vorherrschenden großen Hitze?
Super wie du das erklärt hast, hab die Serie Chernobyl gesehen und wollte unbedingt wissen was da genau passiert ist. Die "normalen" Dokumentationen gehen da nicht so ins Detail, Respekt also dafür 👏
Danke schön! 😊
Warum nur so wenige Aufrufe? Das ist ein super Video! Hast mir echt die Physik Präsentation gerettet^^
Moderation wird in diesem Video erklärt als "Steuerung" der Neutronenmenge (3'39). Tatsächlich aber ist mit Moderation gemeint, die Geschwindigkeit/Energie der Neutronen zu ändern, sie also so zu reduzieren, dass sie für weiterer Spaltprozesse wirksam sind.
Wirklich sehr gut erklärt - solltest da mehr Klicks bekommen. Beste Erklärung auf RUclips!
Ein super video! Toll und einfach erklärt
:)
Wow genau das wonach ich gesucht hatte und mega gut erklärt! :)
Ich habe folgendes noch nicht verstanden: die Steuerstäbe werden zwischen die Brennstäbe gefahren und neutralisieren freie Neutronen bzw die Reaktion zwischen den benachbarten Brennstäben. Aber was hindert den einzelnen Brennstab an der Kettenreaktion mit sich selber? Müssten diese nicht an sich "durchglühen"?
Eigentlich ist doch mittlerweile geklärt warum die Leistung des Reaktors plötzlich unkontrolliert runterfiel. Dadurch dass der Reaktor zu lange auf halber Leistung fuhr, entstand eine Xenonvergiftung und ein vergifteter Reaktor ist nicht bedienbar. Die Besatzung hat nämlich kurz vor dem Test den Autopiloten ausgeschaltet.
Eine mögliche Erklärung, ja.
Eine mögliche Erklärung, ja.
Vielen Dank für die tolle Erklärung
Ungefähr bei 3:38 erklären Sie, dass die Borstäbe die Spaltneutronen moderieren. Ich meine moderieren in einem Kernreaktor bedeutet, dass die Neutronen auf eine Geschwindigkeit herabgesetzt werden mit der sie überhaupt erst Kerne treffen können. Deshalb heißt der RBMK Reaktor ja auch graphitmoderierter Kernreaktor. Die Borstäbe absorbieren, nicht moderieren, die Neutronen. Ich bin nur Laie auf dem Gebiet, weshalb es auch sein kann, dass ich da was verwechsle. Ansonsten sehr guter Beitrag.
Genial!
Durch die Steuerstäbe werden die Spaltneutronen nicht moderiert, sondern absorbiert.
Doch, werden sie.
Echt coolen Video
Schade, das wusste ich alles. Nur das mit dem Xenon wollte ich gerne wissen und wieso man Graphit nutzt
Dieses video hatte tschernobyl verhindern können
Gutes Video! Bitte die Musik herausschneiden. Das stört.
Ich habe auch schon eine ander Erklärung gehört, welche ursächlich die explosive Dampfblasenentwicklung annimmt, welche die Bedondecke abhob und die Elemente freilegte, welche nicht mehr gekühlt wurden und schmolzen. Und nicht die Kettenreaktion wie in einer Atombombe. Oder ist das schlussendlich egal?
Das eine führt zum anderen.
@@derphysiklehrer1392 Inkorrekt. In Tschernobyl kam es zu einer Dampfexplosion und eventuell zu einer chemischen Explosion, aber nicht zu einer atomaren Explosion. Eine solche hätte bei weitem mehr Schaden angerichtet als einen beschädigten Reaktorkern samt Teilen des Gebäudes.
Der Reaktor verwendet als Brennstoff Uran, nicht Plutonium.
@@Goldfire-tt3dv Der Kernzerfall wird anhand von Uran dargestellt. (Siehe 1:40)
Ich schreibe und sage explizit, dass es sich um Uranbrennstäbe handelt. (Siehe 3:55 oder 7:10)
Ihre Aussagen zur Ursache der Explosion sind nicht hinreichend mit Quellen belegt. Auch zu der Quellenlage meiner Aussagen habe ich in meinem Video Stellung bezogen. Ihre Hinweise sind wenig stichhaltig und mangelhaft recherchiert.
Sehr gut erklärt, trotzdem wäre es definitiv kein Studienfach für mich, sprich ich habe großen Respekt vor den Menschen die sich mit dem Thema beschäftigen, vielen Dank für das Video.
Wer sich noch mehr mit dem Thema befassen möchte, dem kann ich diese Doku empfehlen, die Doku hat 4 Teile und ist in der ZDF-Mediathek zu finden.
Ich bin jetzt kein Experte, aber ich finde was die technischen Details betrifft ist die Doku sehr interessant.
ruclips.net/video/y8jZ0-L0uxU/видео.html
Vielen Dank!
Leider zu einfach dargestellt, da das Reaktorgift Xenon völlig außer acht gelassen wird.
Wie im Video erwähnt: Eine stark vereinfachte Darstellung für den Alltag. Aber danke für ihren Hinweis.
Schulquatsch. Keine Erwähnung von Xenon 32.