Reaktorphysik

Die Reaktorphysik ist der Teil der Kernphysik, der sich mit dem Aufbau und der Funktionsweise von Kernreaktoren, in denen Atomkerne gespalten werden, beschäftigt. Die physikalischen Eigenschaften und Probleme von Fusionsreaktoren werden nicht zur Reaktorphysik gezählt.

Ein Kernreaktor nutzt die Tatsache aus, dass bei der durch Neutronen ausgelösten Kernspaltung von Uran oder Plutonium Energie und weitere Neutronen frei werden. Dieses Entstehen von Neutronen ermöglicht das Anstoßen und Aufrechterhalten einer Kettenreaktion. Dadurch kann der Prozess der Kernspaltung in einem Kernreaktor kontinuierlich ablaufen und der Reaktor somit kontinuierlich Energie liefern.

Die Reaktorphysik muss einen geeigneten Aufbau entwickeln, der einen kontrollierten Ablauf dieser Kettenreaktion erlaubt. Neben der direkten Kontrolle der Reaktion, etwa durch die Anordnung der Brennelemente oder den Einsatz von Moderatoren und neutronenabsorbierenden Materialien, ist die Stabilität und Dauerhaftigkeit der Reaktorbaustoffe von besonderer Bedeutung. Durch die hohen Temperaturen und die Neutronenbestrahlung sind die verwendeten Bauteile besonderen Belastungen ausgesetzt; zudem sind sie schwer zugänglich oder austauschbar.

Durch die Kernspaltung entstehen hoch radioaktive Rückstände. Zusätzlich erzeugt die Neutronenstrahlung in vielen Materialien radioaktive Nuklide. Deshalb müssen die beteiligten Anlagen und Materialien im Rahmen des Strahlenschutzes streng überwacht werden, um die Gefährdung von Menschen und der Umwelt zu vermeiden.