Der Bau ortsfester und beweglicher Atomantriebe und seine technischen und wirtschaftlichen Probleme. Eine kritische Einführung für Ingenieure, Volkswirte und Politiker
Der Bau ortsfester und beweglicher Atomantriebe und seine technischen und wirtschaftlichen Probleme. Eine kritische Einführung für Ingenieure, Volkswirte und Politiker
physikalisehe Dinge das mitgeteilt, was zum Verstandnis dieses Buehes unbedingt notig ist. Dabei werden iiber wiehtige Werte zuweilen selbst dann zahlenmaBige Angaben gemaeht, wenn dies zur Zeit nur der GroBenordnung naeh moglieh ist, weil der an das Ansehauliehe gewohnte Ingenieur mit diesen Werten mehr anfangen kann, als wenn er von ihrer absoluten GroBe iiberhaupt niehts wiiBte. Der Leser dad sieh aber nieht zu dem TrugsehluB verleiten lassen, mit Hilfe dieser wenigen Unterlagen sei er imstande, Kernreaktoren zu bereehnen. Dazu ist ein sehr viel Zeit und Hingabe verlangendes Studium…mehr
physikalisehe Dinge das mitgeteilt, was zum Verstandnis dieses Buehes unbedingt notig ist. Dabei werden iiber wiehtige Werte zuweilen selbst dann zahlenmaBige Angaben gemaeht, wenn dies zur Zeit nur der GroBenordnung naeh moglieh ist, weil der an das Ansehauliehe gewohnte Ingenieur mit diesen Werten mehr anfangen kann, als wenn er von ihrer absoluten GroBe iiberhaupt niehts wiiBte. Der Leser dad sieh aber nieht zu dem TrugsehluB verleiten lassen, mit Hilfe dieser wenigen Unterlagen sei er imstande, Kernreaktoren zu bereehnen. Dazu ist ein sehr viel Zeit und Hingabe verlangendes Studium umfangreieher Spezialwerke notig, die weit iiber das in diesem Bueh Gebraehte hinausgehen. b) Winke fiir den Gebraueh des Buches Seit dem Sehreiben der II. Auflage sind einige einsehlagige Lehrbueher ersehienen, die das bringen, was Ingenieure, die Reaktoren bauen sollen, zu ihrem Bereehnen und zum griindliehen Verstandnis der in Ihnen sieh abspielenden Vorgange brauehen. Um das Studium dieses Buehes zu erleiehtern, wurden die benutzten Buehstaben und Symbole und ihre Bedeutung in einer alphabetiseh geordnetenListe zusammengestellt. Dasselbe gesehah mit gewissen physi kalisehen Definitionen und Zahlenwerten. SehlieBlieh wurden fur in der angelsaehsisehen Literatur ofters vorkommende Faehausdrucke und Ab kiirzungen die entspreehenden deutsehen Worte bzw. Erlauterungen und zahlreiche Umrechnungswerte aus dem englischen ins deutsche (metri sehe) und vom physikalisehen ins teehnisehe MaBsystem gegeben.
A. Theoretischer Teil.- I. Einleitung.- a) Neuere physikalische Erkenntnisse.- b) Winke für den Gebrauch des Buches.- c) Die Nutzbarmachung der Kernenergie eine neue Welt.- II. Atomphysikalische Grundlagen.- a) Aufbau der Atome.- b) Äquivalenz von Masse und Energie.- c) Kernspaltung.- d) Kernumwandlung.- e) Kernverschmelzung.- f) Kettenreaktionen.- g) Verhalten und Bedeutung von Neutronen.- 1. Wirkungsquerschnitte von Kernen.- 2. Langsame und schnelle Neutronen.- 3. Der Multiplikationsfaktor keff.- h) Regelung von Reaktoren (Teil I).- i) Leistung von Reaktoren.- k) Aufbau von Reaktoren.- 1) Brutreaktoren (Konverter).- m) Anfahren von Reaktoren.- n) Abschirmen von Reaktoren.- 1. Zulässige Strahlungsdosen.- 2. Biologische Panzer.- 3. Thermische Panzer.- o) Druckfeste Reaktorbehälter.- p) Atomphysikalische Meßmethoden.- III. Kühlung von Reaktoren.- a) Die Vorgänge in Reaktoren.- 1. Örtliche Wärmeentwicklung in Reaktoren.- 2. Eigenschaften der Kühlmittel.- 3. Wärmeübertragung in Reaktoren.- 4. Reaktoren mit natürlichem Wasserumlauf.- 5. Wärmeaustauscher.- IV. Bau- und Spaltstoffe.- a) Allgemeines.- b) Erläuterungen zu Tabelle 20.- c) Radioaktive Strahlungsschäden.- B. Technischer Teil.- I. Der Bau von Reaktoren.- a) Allgemeines.- b) Spaltstoffpatronen (-pakete).- c) Die verschiedenen Reaktorsysteme.- 1. Vorbemerkung.- 2. Gasgekühlte heterogene Reaktoren.- ?) UGLBr-Versuchsreaktor Windscale.- ?) UGLBr-Reaktor Calder Hall.- ?) UGL-Reaktoren des Brookh. Nat. Lab.- 3. Wassergekühlte heterogene Siedewasserreaktoren.- ?) 15 MW-UaHW-Versuchsreaktor (Argonne Nat. Lab.).- ?) 100 MW-U/UaHW-Reaktor (Amer. M. a.F. At. Corp.).- ?) 250 MW-UaHW-Reaktor (Argonne Nat. Lab.).- ?) Zweidruck-Naturumlauf-Siedewasserreaktoren.- ?) UaHH-Naturumlauf-Siedewasserreaktor im Kraftwerk Dresden.- ?) UaHWP-Entspannungsreaktor (flash type reactor).- 4. Heterogene Preßwasserreaktoren.- ?) Allgemeines.- ?) 230 MW-U/UaHWPBr-Preßwasserreaktor in Shippingport und englischer 500 MW-UaHPW-Reaktor.- ?) 500 MW-UaHWPBr-Reaktor für die Consolidated Edison Co., New York.- ?) Russischer 30 MW-UaGWPBr-Preßwasserreaktor.- ?) Russischer 420 MW-Preßwasserreaktor.- ?) 1000 MW-UDWBr-Reaktor (Argonne Nat. Lab.).- 5. Homogene Zwangumlauf-Reaktoren.- ?) Allgemeines.- ?) Homogener 440 MW-UaDWPBr-Reaktor (Oak Ridge Nat. Lab.).- 6. Mit organischen Stoffen gekühlte Reaktoren.- 7. Metallgekühlte Reaktoren.- ?) Allgemeines.- ?) Heterogener 250 MW-Brutreaktor.- ?) Heterogener 60 MW-UaSMBr-Reaktor in Dounreay, England.- ?) Heterogener 300 MW-UaSMBr-Reaktor der Detroit Edison Co..- ?) Homogener 550 MW-UaGMBr-Reaktor (Brookh. Nat. Lab.).- 8. Reaktoren mit fließbarem Spaltstoff.- ?) Zwei holländische Reaktoren.- 9. Reaktoren für hohe Dampf überhitzung.- ?) Amerikanischer Armour-Reaktor (ADFR).- ?) Entwurf eines 10 MW-Hochtemperatur-Versuchsreaktors in Harwell.- ?) Wassergekühlte graphitmoderierte Reaktoren mit Überhitzung.- ?) Wassergekühlter und -moderierter Reaktor mit Überhitzung.- ?) 50 MW-Schulten-Reaktor.- 10. Zukunftsträume.- ?) Allgemeines.- ?) Magnetische Flaschen.- Zetareaktor.- ?) Wirtschaftliche Aussichten von Verschmelzungsreaktoren.- d) Thermischer und biologischer Panzer.- e) Regelung von Reaktoren (Teil II).- f) Unfallgefahr bei Reaktoren.- g) Beseitigung des Atommülls.- h) Wärmeaustauscher und Umwälzpumpen.- II. Wärmekraftmaschinen für Reaktoren.- a) Allgemeines.- b) Gasgekühlte Reaktoren in Verbindung mit Dampfturbinen (Calder Hall).- c) Wassergekühlte Reaktoren in Verbindung mit Dampfturbinen.- 1. Preßwasser- und Siedewasserreaktoren.- 2. Dampfturbinen mit Wasserabscheidern.- d) Reaktoren in Verbindung mit ölbeheizten Überhitzern.- e) Gas- und metallgekühlte Reaktoren in Verbindung mit Gasturbinen.- f) Bei den Kombinationen IIb bis IIe erreichbare Wirkungsgrade.- III. Spaltstoff- und Baustoffbedarf von Reaktoren.- a) Zulässige Höchsttemperatur des Arbeitsmittels.- 1. Allgemeines.- 2. Der Wärmeübergang.- 3. Ergebnis der Ermittlungen.- IV. Bau ganzer Atomkraftwerke.- a) Einführung.- b) Aufbau von Atomkraftwerken.- c) Allgemeines.- C. Wirtschaftlicher Teil.- I. Wettbewerbsfähigkeit von Atomkraftwerken.- a) Allgemeines.- b) Anlage- und Stromerzeugungskosten.- 1. Ausgangswerte.- 2. Anlagekosten von Atomkraftwerken.- 3. Stromerzeugungskosten.- 4. Spaltstoffanreicherung und Stromerzeugungskosten.- 5. Wirtschaftlichkeit von Atomstrom in Deutschland.- 6. Reaktoren für deutsche Atomkraftwerke.- II. Deutscher Atomkraftwerkbau.- a) Stromverbrauch und Brennstoffmarkt.- b) Brennstoffvorräte.- c) Mehrjahrespläne.- 1. Englischer Plan.- 2. Amerikanischer Plan.- 3. Russischer Plan.- 4. Französischer Plan.- 5. Deutscher Plan.- 6. Vergleich des amerikanischen Vorgehens mit dem englischen.- d) Was tut nun not?.- 1. Ausbildung von Atomphysikern und -ingenieuren.- 2. Zusammenarbeit von Lehre, Forschung und Industrie.- 3. Konzentrierung der Kräfte.- III. Die Atomwirtschaft.- a) Atomkraftwerke ein Nebenberuf von Chemiewerken.- b) Internationale Atomorganisationen.- D. Atomkraft und zweite industrielle Revolution.- I. Allgemeines.- E. Atomantriebe für ortsbewegliche Anlagen.- I. Nukleare Antriebe für Schiffe.- a) Vor- und Nachteile des nuklearen Antriebs.- b) Aufstellung der Reaktoren im Schiff.- c) Kraftbedarf der Schiffsantriebe.- d) Schiffsreaktoren.- e) Gewichte, Kosten und Wirtschaftlichkeit nuklearer Antriebe.- f) Die kommerziellen Aussichten nuklearer Schiffsantriebe.- II. Nukleare Antriebe für Flugzeuge.- a) Stand der Entwicklung.- b) Besondere Bedingungen bei Flugzeugen.- c) Gestaltung der Antriebe.- III. Nukleare Antriebe für Raketen.- IV. Nukleare Antriebe für Lokomotiven.- V. Nukleare Antriebe für Kraftwagen.- Namenverzeichnis.
A. Theoretischer Teil.- I. Einleitung.- a) Neuere physikalische Erkenntnisse.- b) Winke für den Gebrauch des Buches.- c) Die Nutzbarmachung der Kernenergie eine neue Welt.- II. Atomphysikalische Grundlagen.- a) Aufbau der Atome.- b) Äquivalenz von Masse und Energie.- c) Kernspaltung.- d) Kernumwandlung.- e) Kernverschmelzung.- f) Kettenreaktionen.- g) Verhalten und Bedeutung von Neutronen.- 1. Wirkungsquerschnitte von Kernen.- 2. Langsame und schnelle Neutronen.- 3. Der Multiplikationsfaktor keff.- h) Regelung von Reaktoren (Teil I).- i) Leistung von Reaktoren.- k) Aufbau von Reaktoren.- 1) Brutreaktoren (Konverter).- m) Anfahren von Reaktoren.- n) Abschirmen von Reaktoren.- 1. Zulässige Strahlungsdosen.- 2. Biologische Panzer.- 3. Thermische Panzer.- o) Druckfeste Reaktorbehälter.- p) Atomphysikalische Meßmethoden.- III. Kühlung von Reaktoren.- a) Die Vorgänge in Reaktoren.- 1. Örtliche Wärmeentwicklung in Reaktoren.- 2. Eigenschaften der Kühlmittel.- 3. Wärmeübertragung in Reaktoren.- 4. Reaktoren mit natürlichem Wasserumlauf.- 5. Wärmeaustauscher.- IV. Bau- und Spaltstoffe.- a) Allgemeines.- b) Erläuterungen zu Tabelle 20.- c) Radioaktive Strahlungsschäden.- B. Technischer Teil.- I. Der Bau von Reaktoren.- a) Allgemeines.- b) Spaltstoffpatronen (-pakete).- c) Die verschiedenen Reaktorsysteme.- 1. Vorbemerkung.- 2. Gasgekühlte heterogene Reaktoren.- ?) UGLBr-Versuchsreaktor Windscale.- ?) UGLBr-Reaktor Calder Hall.- ?) UGL-Reaktoren des Brookh. Nat. Lab.- 3. Wassergekühlte heterogene Siedewasserreaktoren.- ?) 15 MW-UaHW-Versuchsreaktor (Argonne Nat. Lab.).- ?) 100 MW-U/UaHW-Reaktor (Amer. M. a.F. At. Corp.).- ?) 250 MW-UaHW-Reaktor (Argonne Nat. Lab.).- ?) Zweidruck-Naturumlauf-Siedewasserreaktoren.- ?) UaHH-Naturumlauf-Siedewasserreaktor im Kraftwerk Dresden.- ?) UaHWP-Entspannungsreaktor (flash type reactor).- 4. Heterogene Preßwasserreaktoren.- ?) Allgemeines.- ?) 230 MW-U/UaHWPBr-Preßwasserreaktor in Shippingport und englischer 500 MW-UaHPW-Reaktor.- ?) 500 MW-UaHWPBr-Reaktor für die Consolidated Edison Co., New York.- ?) Russischer 30 MW-UaGWPBr-Preßwasserreaktor.- ?) Russischer 420 MW-Preßwasserreaktor.- ?) 1000 MW-UDWBr-Reaktor (Argonne Nat. Lab.).- 5. Homogene Zwangumlauf-Reaktoren.- ?) Allgemeines.- ?) Homogener 440 MW-UaDWPBr-Reaktor (Oak Ridge Nat. Lab.).- 6. Mit organischen Stoffen gekühlte Reaktoren.- 7. Metallgekühlte Reaktoren.- ?) Allgemeines.- ?) Heterogener 250 MW-Brutreaktor.- ?) Heterogener 60 MW-UaSMBr-Reaktor in Dounreay, England.- ?) Heterogener 300 MW-UaSMBr-Reaktor der Detroit Edison Co..- ?) Homogener 550 MW-UaGMBr-Reaktor (Brookh. Nat. Lab.).- 8. Reaktoren mit fließbarem Spaltstoff.- ?) Zwei holländische Reaktoren.- 9. Reaktoren für hohe Dampf überhitzung.- ?) Amerikanischer Armour-Reaktor (ADFR).- ?) Entwurf eines 10 MW-Hochtemperatur-Versuchsreaktors in Harwell.- ?) Wassergekühlte graphitmoderierte Reaktoren mit Überhitzung.- ?) Wassergekühlter und -moderierter Reaktor mit Überhitzung.- ?) 50 MW-Schulten-Reaktor.- 10. Zukunftsträume.- ?) Allgemeines.- ?) Magnetische Flaschen.- Zetareaktor.- ?) Wirtschaftliche Aussichten von Verschmelzungsreaktoren.- d) Thermischer und biologischer Panzer.- e) Regelung von Reaktoren (Teil II).- f) Unfallgefahr bei Reaktoren.- g) Beseitigung des Atommülls.- h) Wärmeaustauscher und Umwälzpumpen.- II. Wärmekraftmaschinen für Reaktoren.- a) Allgemeines.- b) Gasgekühlte Reaktoren in Verbindung mit Dampfturbinen (Calder Hall).- c) Wassergekühlte Reaktoren in Verbindung mit Dampfturbinen.- 1. Preßwasser- und Siedewasserreaktoren.- 2. Dampfturbinen mit Wasserabscheidern.- d) Reaktoren in Verbindung mit ölbeheizten Überhitzern.- e) Gas- und metallgekühlte Reaktoren in Verbindung mit Gasturbinen.- f) Bei den Kombinationen IIb bis IIe erreichbare Wirkungsgrade.- III. Spaltstoff- und Baustoffbedarf von Reaktoren.- a) Zulässige Höchsttemperatur des Arbeitsmittels.- 1. Allgemeines.- 2. Der Wärmeübergang.- 3. Ergebnis der Ermittlungen.- IV. Bau ganzer Atomkraftwerke.- a) Einführung.- b) Aufbau von Atomkraftwerken.- c) Allgemeines.- C. Wirtschaftlicher Teil.- I. Wettbewerbsfähigkeit von Atomkraftwerken.- a) Allgemeines.- b) Anlage- und Stromerzeugungskosten.- 1. Ausgangswerte.- 2. Anlagekosten von Atomkraftwerken.- 3. Stromerzeugungskosten.- 4. Spaltstoffanreicherung und Stromerzeugungskosten.- 5. Wirtschaftlichkeit von Atomstrom in Deutschland.- 6. Reaktoren für deutsche Atomkraftwerke.- II. Deutscher Atomkraftwerkbau.- a) Stromverbrauch und Brennstoffmarkt.- b) Brennstoffvorräte.- c) Mehrjahrespläne.- 1. Englischer Plan.- 2. Amerikanischer Plan.- 3. Russischer Plan.- 4. Französischer Plan.- 5. Deutscher Plan.- 6. Vergleich des amerikanischen Vorgehens mit dem englischen.- d) Was tut nun not?.- 1. Ausbildung von Atomphysikern und -ingenieuren.- 2. Zusammenarbeit von Lehre, Forschung und Industrie.- 3. Konzentrierung der Kräfte.- III. Die Atomwirtschaft.- a) Atomkraftwerke ein Nebenberuf von Chemiewerken.- b) Internationale Atomorganisationen.- D. Atomkraft und zweite industrielle Revolution.- I. Allgemeines.- E. Atomantriebe für ortsbewegliche Anlagen.- I. Nukleare Antriebe für Schiffe.- a) Vor- und Nachteile des nuklearen Antriebs.- b) Aufstellung der Reaktoren im Schiff.- c) Kraftbedarf der Schiffsantriebe.- d) Schiffsreaktoren.- e) Gewichte, Kosten und Wirtschaftlichkeit nuklearer Antriebe.- f) Die kommerziellen Aussichten nuklearer Schiffsantriebe.- II. Nukleare Antriebe für Flugzeuge.- a) Stand der Entwicklung.- b) Besondere Bedingungen bei Flugzeugen.- c) Gestaltung der Antriebe.- III. Nukleare Antriebe für Raketen.- IV. Nukleare Antriebe für Lokomotiven.- V. Nukleare Antriebe für Kraftwagen.- Namenverzeichnis.
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