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Die friedliche Nutzung der Kernenergie

Referat (Ausarbeitung) 2001 24 Seiten

Technik

Leseprobe

Inhaltsübersicht

I. Frühe Entwicklung der Kernenergie in der BRD Motive, Interessen, Institutionen und allgemeine Daten
1. Die Anfänge
2. Wichtiger Nebenschauplatz der Kerntechnik war die Schiffsreaktorenentwicklung
3. Weitere Entwicklung
4. Allgemeine Daten und Übersichten

II. Reaktortypen und Abläufe im AKW
1. Wozu dienen Kernkraftwerke?
2. Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?
3. Der Siedewasserreaktor
4. Der Druckwasserreaktor
5. Der Schnelle Brüter
6. Der Hochtemperaturreaktor
7. Möglichkeit der Kernfusion

III. Der Brennstoffkreislauf
1. Versorgung
2. Entsorgung

IV.Vor- und Nachteile bzw. Risiken der Atomkraft
1.Vorteile
2. Nachteile bzw. Risiken
3. Das Beispiel Tschernobyl

V.Neueste Entwicklungen und heutige Diskussion
1. Bedenken und Probleme beim Ausstieg aus der Atomkraft
2.Vorteil des Ausstiegs und der finale Konsens

VI.Literaturverzeichnis

I. Frühe Entwicklung der Kernenergie in der BRD: Motive, Interessen, Institutionen und allgemeine Daten

1. Die Anfänge

- starke Beschränkung der deutschen Kernforschung durch die Alliierten bis 1955
- 1957 Gründung der europäischen Atomgemeinschaft Euratom
- Bedeutung für die europ. Integration
- Konsens für Unterstützung der Kernkraft in der Öffentlichkeit
- Im Okt. 1955 entsteht BM für Atomfragen unter Leitung von F.J. Strauß
- Grund für die gesellschaftliche Zustimmung zur Förderung der Kernkraft waren Anzeichen für eine langfristige Verknappung der Energieträger
- Früheste Impulse kamen aus den Reihen der Wissenschaft (v.a. Heisenberg)
- Streben die internationale Reputation der dt. Wissenschaft wiederherzustellen
- 1957 Europäische Atomgemeinschaft neben der EWG
- 1960 tritt das Atomgesetz in Kraft, das mehrfach und zuletzt 1996 geändert wurde
- Politische Führung verstand die Atompolitik aber eher als Forschungsbereich
- 1962 Umwandlung des Bundesatomministeriums in das BM für wissenschaftliche Forschung
- Kernenergie wurde von der Wirtschaft als umwälzende Technologie verstanden
- Diskrepanz zwischen den Herstellerfirmen, die ihre Chancen im Export sahen und deshalb die Herstellung neuer Reaktoren favorisierten, und den heimischen Energieversorgungsunternehmen (EVU), die der Entwicklung skeptisch gegenüberstanden und wenn überhaupt etablierte Reaktortypen verwenden wollten.
- 1. Bundesdeutsches AKW 1957 besaß Siedewasserreaktor amerikanischen Typs, obwohl Atomprogramme liefen, die deutsche Eigenentwicklungen hervorbringen wollten.
- Gründe für das große Engagement der Chemiekonzerne für die Kernkraft:

a) Interesse an billiger Energie und Kraftwerkskonkurrenz
b) Evtl. mögliches Geschäft mit Schwerwasser und Plutonium

- "Bund" der Kohle und der Kernenergie gegen Erdölimporte :
- Glaube an und Hoffnung auf "Ene rgieautarkie" Deutschlands
- "K & K" benötigten eine nationale Wirtschaftspolitik und mußten subventioniert werden

2. Wichtiger Nebenschauplatz der Kerntechnik war die Schiffsreaktoren - Entwicklung

- anfangs herrschte die Meinung, daß Reaktoren sowohl in Schiffen, als auch in Lokomotiven und Flugzeugen einzusetzen sind
- Leichtwasserreaktoren setzten sich in den USA deshalb durch, weil sie in den U- Booten erprobt waren · 1958 US Atom- U- Boot "Nautilus"
- In Dtld. entstand ein Forschungszentrum zur Schiffsreaktorenentwicklung und 1968 wurde das Atomschiff "Otto Hahn" in Betrieb gestellt
- später sind diese Projekte mangels Wirtschaftlichkeit und wegen umstrittener Sicherheitsrisiken eingestellt worden

3. Weitere Entwicklung

- die Basis der Kernenergie stand im ersten Jahrzehnt auf wackeligen Beinen und wurde nur unzureichend vorangetrieben
- 1967 erste kommerzielle AKWs Stade , Würgassen und Biblis A, dem seinerzeit größten KKW der Welt (1145 MW).
- Danach Etablierungsphase der konventionellen Reaktortypen
- Die öffentlichen Mittel für die Forschung und den Aufbau der Kernenergie erreichten 1970 die Mrd.- Grenze
- ab 1975 verlagerte sich das staatliche Hauptaugenmerk auf neue Bereiche und Technologien, weiterhin auf neue Konzeptionen in der Wissenschaft und Bildung
- im Gegenzug stiegen die Bedenken und die Ansprüche modernerer Kontrollmechanismen

4. Allgemeine Daten und Übersichten

Es gibt derzeit in Deutschland 19 Kernkraftwerke, davon sind 6 SWR mit einer Nennleistung zwischen 806 MW (Brunsbüttel) und 1344 MW in Gundremmingen. Die restlichen 13 Reaktoren heißen DWR mit einer Nennleistung zwischen 357 MW in Obrigheim und 1440 MW in Brokdorf und Isar 2. Die deutschen Energieversorgungsunternehmen betreiben europaweit hinter Frankreich (56), Großbritannien (35) und Rußland (29) die viertgrößte Anzahl an Kernkraftanlagen.(· alles Stand 1997 !!)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Außerdem rangieren deutsche Kernkraftwerke mit 7 AKWs unter den 10 besten in der weltweiten jährlichen Stromproduktion von 1996.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

II. Reaktortypen und Abläufe im AKW

1. Wozu dienen Kernkraftwerke?

Es gibt drei Arten von Energiequellen:

a) Fossile Brennstoffe ( Kohle, Erdöl, Erdgas)
b) Regenerative Energien ( Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme)
c) Kernbrennstoffe ( Uran, Plutonium)

Man versucht nun aus den Primärenergieträgern durch Energieumwandlung Sekundärenergie, wie elektrischen Strom oder Benzin, zu gewinnen. Nutzenergie wird vom Verbraucher genutzt, also z.B. Wärme oder Licht.

2. Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?

In Kernkraftwerken wird nun also Uran 235 oder Plutonium 239 im Reaktor gespalten. Dort läßt man eine kontrollierte Kettenreaktion ablaufen.

Die Spaltprodukte danach besitzen eine geringere Masse als die Ausgangsprodukte. Die Massendifferenz wird in Energie umgewandelt. Diese nennt man ,nach Berechnung mit Einsteins Formel E = m c², Kernenergie.

In 1 kg Uran - 235 steckt soviel Energie wie in 93 Waggons mit je 30 t Kohle oder wie in 67 Kesselwagen mit je 30 t Heizöl!

Die Bewegungsenergie der Bruchstücke wird durch Aneinanderstoßen in Reibungswärme umgewandelt.

Diese Reibungswärme wird in verschiedenen Reaktortypen unterschiedlich genutzt.

3. Der Siedewasserreaktor (SWR)

Der Reaktorkern, der von einem Reaktordruckbehälter umschlossen wird, ist von Wasser umgeben. Der Reaktorkern besteht aus Brennelementen, diese wiederum aus jeweils 7x7 bis 20x20 Brennstäben. In diesen Brennstäben schließlich befinden sich die radioaktiven, uranhaltigen Brennstofftabletten. Das Wasser strömt also in diese Brennelemente und umspült die Brennstäbe. Die Spaltung erzeugt nun Reibungsenergie in Form von Wärme. Das Wasser besitzt nun 2 Aufgaben:

Zum einen verdampft es und dieser Dampf treibt mit circa 70 bar Turbinen an, die über einen Drehstromgenerator elektrischen Strom erzeugen, der dann ins Netz eingespeist werden kann. Vom Kühlwasser, das meist aus größeren Flüssen entnommen wird, sind pro Stunde ca.120.000 m³ nötig, um den rund 290°C heißen Dampf kondensieren zu lassen. Dabei erwärmt es sich so stark, daß es selber wieder in den riesigen Kühltürmen in flüssigen Zustand gebracht werden muß. Pumpen befördern das Kondenswasser wieder in den Reaktor zurück.

Zweitens erfüllt das Wasser eine Moderator- Wirkung, denn es bremst die zu schnellen Neutronen ab, damit diese wieder Kerne spalten können.

Bei jeder Spaltung entstehen mindestens 2-3 Neutronen, die exponential steigende Reaktionen auslösen würden, was letztendlich zu einer Kettenreaktion führen würde. Kettenreaktionen laufen ab, wenn man die Anzahl der Spaltungen nicht mehr unter Kontrolle hat. Dies geschieht gezielt bei Atombomben, wo letztendlich bei der Detonation ungeheure Energie, Wärme und radioaktive Strahlung frei wird. In Tschernobyl führte eine derartige Kettenreaktion zu einer furchtbaren Katastrophe, auf die ich später noch näher eingehen werde.

Deshalb muß man also die Anzahl der freiwerdenden Neutronen begrenzen, was man durch sogenannte Steuerstäbe erreicht, die aus Bor oder Kadmium bestehen und von unten in den Reaktor eingefahren werden können. Je weiter diese Stäbe in den Reaktor eingefahren werden, desto mehr Neutronen werden absorbiert und die Anzahl der Spaltungen geht zurück. Die Leistung des AKWs wird damit gesenkt. Die Steuerstäbe regulieren somit die Energieproduktion des AKWs. Bei neu in Betrieb zu nehmenden Reaktoren erreichen besondere Neutronenquellen die ersten Spaltungen, bei vorübergehend stillgelegten Reaktoren wird die kontrollierte und regulierte Kettenreaktion durch Herausfahren der Steuerstäbe wieder in Gang gesetzt, da die Kernspaltung in den einzelnen Brennelementen dauerhaft ist und Neutronen ständig weiterproduziert werden.

4. Der Druckwasserreaktor (DWR)

Das Besondere beim DWR ist sein Sekundärkreislauf. Während beim SWR der radioaktive Dampf den Reaktor und seine abschirmende Hülle verläßt und durch das Turbinenhaus geleitet wird, konstruierte man für den DWR 2 Wasserkreisläufe. Hier verläuft der radioaktive Primärkreislauf nur innerhalb des Reaktors, ein Druckhalter sorgt dafür , daß der große Druck von 150 bar erhalten und das Wasser immer flüssig bleibt. Das Primärwasser erhitzt in einem Dampferzeuger einen zweiten Sekundärkreislauf. Hierbei siedet das Sekundärwasser und treibt somit die Turbinen an. Das Primärwasser kühlt sich bei diesem Vorgang lediglich von 330 auf 290 °C ab.

Das typische Kraftwerk mit DWR produziert 1300 MW Leistung und der Reaktorkern besteht aus 200 Brennelementen mit jeweils ca. 300 Brennstäben.

Die Steuerung erfolgt einerseits durch die Steuerstäbe, andererseits durch das mit einer Borlösung versehene Primärwasser, das zusätzlich Neutronen schluckt. Letzteres beansprucht noch zwei weitere Funktionen für sich, denn es wirkt als neutronenbremsender Moderator und darüber hinaus als indirekter Regulator. Denn erhöht sich die Dichte bei zu starker Erhitzung des Reaktors, hat dies zur Konsequenz, daß die schnellen Neutronen weniger gut abgebremst werden und somit die Quantität der energieliefernden Spaltungen sinkt. Das System kühlt sich ab.

Siede- und Druckwasserreaktoren gehören zur Gattung der Leichtwasserreaktoren, die als Kühlmittel leichtes, herkömmliches Wasser (H2O) und nicht schweres Wasser (D2O) benutzen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

5. Der Schnelle Brüter (SB)

Im Reaktor des SBs finden zwei Prozesse statt, nämlich zum einen ein Spalt- und zum anderen ein Brutprozeß. Als spaltbares Material wird Plutonium 239 verwendet, das 2-3 schnelle Neutronen frei werden läßt. Ein Neutron wird zur Aufrechterhaltung der Kettenreaktion benötigt, die anderen werden von U-238 Kernen eingefangen, das sich dann zu Pu-239 verwandelt. Somit erbrütet der Reaktor seinen Brennstoff selbst. Den entscheidenden Vorteil dieses Reaktortyps stellt der Umstand dar, daß Uran 238 einen recht großen Anteil am Natururan hält, weshalb sich dieses nun 60 mal besser verwerten lassen würde als in herkömmlichen Reaktoren, wo man nur den geringen Anteil von U- 235 nutzt. Der Reaktorkern beinhaltet sowohl Brut- als auch Brennelemente, dies führt dazu, daß er eine größere Menge an spaltbarem Material in sich trägt. Diese Prozesse entwickeln natürlich ein Vielfaches an Wärme, als im SWR oder im DWR entsteht, und erzeugen zusätzliche Gefahren und Probleme. Daher ist es geboten, als Kühlmittel flüssiges Natrium zu verwenden, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt und durch ein geringes Abbremsen der Neutronen günstige Voraussetzungen für eine Umwandlung von U-238 zu Pu-239 schafft. So ist auch der Name "Schneller Brüter" zu erklären.

Das durch die Spaltungen erwärmte Natrium im Primärkreislauf heizt den Sekundärnatriumkreislauf auf und dieser wiederum läßt Wasser verdampfen. Man erkennt hierbei auch, daß durch die vielen Stufen im Wärmetauscherprozeß große Energie- und Wärmeverluste auftreten.

6. Der Hochtemperaturreaktor (HTR)

Er verwendet neben Uran auch Thorium 232 als Energierohstoff, das sich durch Neutroneneinfang in U- 233 umwandelt. Der Brennstoff im Kugelhaufenreaktor, so wurde er in Dtld. entwickelt, befindet sich in tennisballgroßen Graphitkugeln, die als neutronenbremsender Moderator dienen. Die im Reaktor erzeugte Energie wird an ein Gas, meist Helium, abgegeben, das mit einer Temperatur von ca. 900°C Wasser verdampfen läßt. Vorteile des HTR sind sein hoher Wirkungsgrad und seine hohen Temperaturen dienen z. B. der chemischen Industrie zur Kohlevergasung.

Der erste deutsche HTR wurde als Atomversuchskernkraftwerk in Jülich von 1966- 1988 betrieben und bewährte sich.

Reaktortypen der weltweit betriebenen Kernkraftwerke, Stand 2/ 1997

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

7. Möglichkeit der Kernfusion

Der gegenteilige Prozeß einer Kernspaltung, eine Kernfusion, läuft folgendermaßen ab:

Ein Deuterium- und ein Tritiumkern (Isotope von Wasserstoff) veranlaßt man durch extreme Drücke und Temperaturen zu einem Heliumkern zu verschmelzen, wobei ein Neutron frei wird. Dabei müssen die abstossenden Kräfte ihrer positiven Kernladungen überwunden werden. Erst bei ca. 100 Mio Grad werden sie so stark beschleunigt, daß sie miteinander verschmelzen.

Die Ausgangsprodukte besitzen eine größere Masse als die Endprodukte, dieser Masseverlust wird in enorme Energie umgewandelt. Einen derartigen Prozeß nennen wir Kernfusion, der bei allen Sternen, der Sonne und in der Wasserstoffbombe stattfindet.

Die am leichtesten zu verwirklichende Fusion ist die eben beschriebene Reaktion: D + T · He + n + 17,58 MeV

Deuterium ist in genügender Menge in den Weltmeeren enthalten und Tritium kann man aus Lithium und einem Neutron erbrüten.

Hauptziel dieser Forschung besteht im kontrollierten Ablauf einer Fusionskettenreaktion, bei der zu 1 kg Helium eine Energie von ca.120 Mio KWh entstände!! Dies entspricht der Verbrennungswärme von 15 Mio kg Steinkohle.

Forschungen auf diesem Gebiet werden in der Kernfusionsanlage JET im britischen Culham durchgeführt.

III. Der Brennstoffkreislauf

Der nukleare Brennstoffkreislauf beschreibt die Abläufe und Vorgänge vom Abbau des Urans, über die Nutzung im AKW bis hin zur Entsorgung des radioaktiven Abfalls.

1. Versorgung

Uran wird aus Uranerzen, die bekannteste ist die Pechblende, gewonnen, welche einen sehr geringen, teilweise nur 0,2 % igen, Urana nteil enthalten. Der angereicherte "Yellow Cake" stellt ein aufbereitetes Konzentrat dar, das ca. 70-75% Uran enthält und weiter aufbereitet werden muß, da Kernkraftwerke Uran mit 3-4% des spaltbaren Isotps U-235 benötigen, im Natururan jedoch nur 0,7 % enthalten sind (der Rest ist U- 238).

Für die Anreicherung müssen die Gewichtsunterschiede der beiden Isotope genutzt werden, denn U-238 ( Massenzahl 238 mit 92 Protonen und 146 Neutronen) ist um 3 Neutronen schwerer als U- 235. Zunächst verwandelt man das Uran mit Hilfe von Fluor in das Gas Uranhexafluorid (UF6). Nun existieren mehrere Verfahren für die Trennung der gasförmigen Isotope und die anschließende Anreicherung:

a) Trenndüsenverfahren
b) Gasdiffusionsverfahren
c) Zentrifugenverfahren

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Das UF6 wird zu Urandioxid (UO2) umgewandelt und zu Brennstofftabletten gepreßt. Nach der Erhitzung auf 1700°C erhalten die Pellets die nötige Festigkeit und Dichte und werden danach in die Brennstäbe eingefüllt.

Brennelemente eines DWR enthalten rund 340 kg Uran, die eines SWR 190 kg. Die Einsatzzeit der Brennelemente im Reaktor beträgt 3-4 Jahre. Dabei entstehen radioaktive Strahlung, hochaktive Spaltprodukte (~3%), U- 238 (~95%), U-235 (~1%) und neues Spaltmaterial Plutonium (~1%).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2. Entsorgung

Die ausgebrannten Brennelemente werden zunächst einige Zeit in einem mit Wasser gefüllten Abklingbecken im Reakorgebäude gelagert. Hier verlieren sie einen Teil der Radioaktivität und Wärme. Nach einem Jahr bringt man sie in Spezialbehältern in Zwischenlager, wie Ahaus oder Gorleben. Diese Transport- und Lagerbehälter (CASTOR) sind äußerst widerstandsfähig und lassen kaum Strahlung frei. Castoren unterliegen strengen Sicherheitsauflagen und müssen bestimmte Prüfungen überstehen:

¬ Fall aus 9m Höhe auf einen Betonuntergrund

¬ Ein 30 min Feuer bei ca. 800 °C

¬ Einen Flugzeugabsturz, der durch einen Raketenbeschuß simuliert wird

Im Jahr 1995 fanden in Dtld. 62 Transporte mit 95 CASTOR- Behältern statt, Tendenz abnehmend, da die Proteste und Angriffe der Bevölkerung immer weiter zunehmen. (im Vgl. Frankreich jährlich ca.250 und Großbritannien 700 Behälter!)

Wir unterscheiden 2 Arten der Entsorgung:

a) Wiederaufbereitung

Da die Brennelemente noch wertvolle Spaltmaterialien enthalten, besteht eine Möglichkeit darin, sie aus den Zwischenlagern in Wiederaufbereitungsanlagen zu befördern. Derartige Anlagen stehen in La Hague (F) und Sellafield (GB).

Bei der Wiederaufarbeitung trennt man in vollautomatischen Vorgängen das spaltbare Material vom radioaktiven Abfall. Die Brennstäbe werden zunächst zerkleinert und in Salpetersäure gelöst. Die sich auflösenden Spaltprodukte, das Uran und das Plutonium werden von den zurückbleibenden Hülsen getrennt. Nach weiteren chemischen Trennungsprozessen liefert man das neugewonnene Uran und Plutonium zurück in Fabriken zur Herstellung neuer Brennelemente. Die radioaktiven Abfälle werden für die Endlagerung verpackt.

b) Direkte Endlagerung

Hierbei wird das gesamte Brennelement als radioaktiver Abfall entsorgt. Endlagerung entspricht einer wartungsfreien, zeitlich unbefristeten und sicheren Beseitigung von radioaktivem Abfall ohne beabsichtigte Rückholbarkeit. Man unterscheidet die Lagerung nach der Aktivität des Abfalls und richtete deshalb verschiedene Lagerstätten ein, die jeweils für eine bestimmte Art des Abfalls vorgesehen sind. Schwachaktive Abfälle werden durch Eindampfen, Pressen oder Verbrennen auf ein möglichst geringes Volumen reduziert, bevor man sie, genauso wie die mittelaktiven Abfälle (z.B. die zerkleinerten Metallhülsen der Brennstäbe), in Fässer einzementiert. Die hochaktiven Abfälle, wie die Spaltprodukte, geben 99 % der Strahlung ab und müssen deswegen, besonders abgeschirmt und gesichert werden. In einem Verglasungsverfahren verschmelzen Spezialisten die konzentrierten und chemisch behandelten Abfälle bei 1150 °C mit Glaspulver. Diese Mischung füllen sie dann in kompakte Stahlbehälter ein.

Salzstöcke bieten die beste Art der Lagerung, da Salz dicht abschließt, kein Wasser durchläßt, geologisch stabil ist und die Wärme gut leitet. Somit soll das Austreten von Radioaktivität in Umwelt oder Grundwasser verhindert werden im Hinblick auf eine wartungsfreie, zeitlich unbefristete und sic here Lagerung.

Orte der Endlagerung in Deutschland: (Stand 1997)

¬ Im Salzbergwerk Asse wurden bis 1978 schwach- und mittelaktive Abfälle eingelagert.

¬ In der Schachtanlage Konrad laufen seit 1975 Eignungsuntersuchungen und Genehmigungsverfahren

¬ In Gorleben ist die Anlage fertiggestellt, sie wird jedoch noch nicht betrieben ¬ Das Endlager ERAM bei Morsleben ist in Betrieb

Bei diesen Ausführungen steht die Wiederaufbereitung als Alternative der Entsorgung bis jetzt zu positiv im Raum. Denn hierbei ist zu beachten, daß bei der Aufarbeitung von 1 t Uran letztendlich 130 l hochaktive und 2000 l mittelaktive Abfallprodukte anfallen. Dazu kommen noch einmal 15 Fässer schwach radioaktiven Mülls. Das bedeutet, daß die Wiederaufarbeitung zwar das ausgediente Uran recyclet, dabei aber mehr Müll produziert.

Die wichtigsten Forschungs- und Schulungseinrichtungen für Kernreaktoren in Deutschland befinden sich in Jülich, Geesthacht und Karlsruhe.

IV. Vor- und Nachteile bzw. Risiken der Atomkraft

1. Vorteile

Die Kernenergie liefert in Deutschland ca. 1/3 der Bruttostromerzeugung, Stromgewinnung durch Verbrennung von Kohle und Erdöl bzw. - gas liegt bei rund 50%. Die besonderen Vorteile der Kernenergie im Vergleich zu den herkömmlichen Verbrennungkraftwerken bestehen hauptsächlich darin, daß keine Abgase, wie Schwefeldioxid oder Kohlendioxid, in die Umwelt freigesetzt werden, welche bekanntlich für die Erwärmung der Erde und den "Treibhauseffekt" verantwortlich sind. So können wir Kohle und Öl veredeln und besser und wirkungseffizienter einsetzen als diese Rohstoffe nur zu verbrennen gerade auch im Hinblick darauf, daß die Weltrohstoffreserven begrenzt sind und irgendwann versiegen werden. Außerdem sind noch für einen weitaus längeren Zeitraum Uranerze auf der Erde vorhanden als der Rohstoff Kohle oder Öl. Die größten Uranvorkommen befinden sich in den USA/Kanada, Afrika und Sibirien.

Die Atomkraft verzeichnet neben der Eigenschaft einer sauberen Energiegewinnung ebenfalls einen Bonus in der Wirtschaftlichkeit, Leistungsfähigkeit und im relativ günstigen Wirkungsgrad von ~30%.

2. Nachteile bzw. Risiken

Über die Kosten von Atomkraftwerken im Vergleich zu herkömmlichen "Stromgewinnungsfabriken" streiten sich die Experten, wenn man aber letztlich alle problematischen Schwierigkeiten miteinrechnet, von der umstrittenen Entsorgung bis hin zu den Folgekosten von nuklearen Katastrophen, dürfte die Kilowattstunde Atomstrom teurer sein.

Um keine Radioaktivität in die Außenwelt gelangen zu lassen, hat man die dt. Kernkraftwerke mit einem sechsstufigen Mehrfachbarrierenprinzip ausgestattet:

a) die Spaltprodukte sind in Brennstofftabletten eingeschlossen
b) die Hülsen der Brennstäbe sind gasdicht verschlossen
c) Reaktordruckbehälter bestehen aus 25 cm dickem Stahl
d) Betonabschirmung
e) Sicherheitsbehälter
f) Eine 1m dicke Stahlbetonhülle

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Radioaktive Stoffe können nur dann den Reaktor verlassen, wenn alle 6 Barrieren überwunden werden. Dazu müßten alle Kühlsysteme ausfallen, was eine Kernschmelze nach sich ziehen würde.

Deshalb hat man für Vorkommnisse in deutschen AKWs gesondert verschiedene Störfallkategorien von S, K, N, und V entwickelt.

Daneben existiert weiterhin noch die "internationale Bewertungsskala für bedeutsame Ereignisse in kerntechnischen Anlagen". Die internationale Atomenergiekommision IAEO stellte unter dem Aspekt einer Gefährdung der Bevölkerung eine 7- stufige Skala zusammen. Die oberen Stufen 4-7 umfassen Unfälle, die unteren Stufen 1-3 umfassen Störungen und Störfälle. Meldepflichtige Vorkommnisse, die keine sicherheitstechnische Bedeutung haben werden als "unterhalb der Skala/ Stufe 0" bezeichnet.

·Es gibt 3 Kategorien, die betrachtet werden:

1. Die Freisetzung radioaktiver Strahlung in die Umwelt
2. Schwere Schäden am Reaktorkern bis zu größeren Kontaminationen innerhalb der Anlage
3. Beeinträchtigung der Sicherheitsvorkehrungen

3. Das Beispiel Tschernobyl:

Nach dem schweren Unfall im DWR von Harrisburg (USA) 1979, wo es zu einer partiellen Kernschmelze kam, jedoch die Strahlung durch den Reaktordruckbehälter zurückgehalten wurde und nur eine geringe Überdosis nach außen gelangte, war die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl am 26.April 1986 der bisher schwerste GAU in der Geschichte der Atomkraft. Im Block 4 des AKWs vom russischen Typ RBMK (ein graphitmoderierter Siedewasserdruckröhrenreaktor) war neben einer Kette von falschen Entscheidungen und Eingriffen der Bedienungsmannschaft aber vor allem das unzureichende Sicherheitskonzept und das Fehlen des Sicherheitsbehälters maßgeblich dafür verantwortlich, daß bei einem Experiment (!!) eine derartig große Menge an radioaktiver Strahlung freigesetzt wurde. Die Leistung stieg bis zum 100- fachen des Nennwerts an, weshalb es zu einem stoßartigen Druckaufbau und einer Zerstörung des Reaktorgebäudes kam, wobei außerdem noch ein starker Brand ausbrach. Block 4 wurde zur Eindämmung der Unfa llfolgen anschließend mit 5000 t Blei, Sand und Lehm zugeschüttet.

Die massive Freisetzung der radioaktiven Spaltprodukte erstreckte sich insgesamt über 10 Tage. Das leichtflüchtige Jod und Cäsium erreichte die BRD am 29.April und breitete sich bis Schottland, Nordfinnland und im Osten bis an den Ural aus. Es erfolgte eine nur unzureichende Evakuierung aus der 30 km Zone um das Kraftwerk.

In Deutschland lag die überhöhte Aktivität durch meteorologische Einflüsse im Norden und Westen deutlich unterhalb der aus dem Süden und Südwesten. V.a. Waldtiere, Pflanzen und der Boden wurden verstrahlt, Spätfolgen sind noch heute speziell bei Wildtieren und Pilzen ersichtlich.

Wieviel Menschen letztendlich durch diesen leichtsinnigen Unfall ums Leben gekommen sind oder noch an den Spätfolgen (Halbwertszeit!) leiden und sterben werden, kann nicht genau errechnet werden.

Erst im vergangenen Jahr wurde der letzte Block abgeschaltet, der Betonmantel des geborstenen Reaktors brökelt zusehends, viele Einwohner sind in die verstrahlte Zone zurückgekehrt und die medizinische Betreuung für die Strahlenopfer in der heutigen Ukraine läßt stark zu wünschen übrig.

Aber auch gut und störungsfrei funktionierende AKWs geben eine geringfügige Strahlung ab. Den höchsten Wert in der BRD sendet das KKW Philippsburg aus, wo 0,003 mSv effektive Dosis für Erwachsene emittieren. Dies entspricht 1% des Grenzwertes nach der Strahlenschutzverordnung. Daneben ist der Mensch noch terrestrischen, kosmischen, natürlichen und medizinischen Strahlenexpositionen ausgesetzt.

Die Gefahren und Probleme der Wiederaufarbeitung und Endlagerung im Rahmen der Entsorgung wurden schon oben näher analysiert.

V. Neueste Entwicklungen und heutige Diskussion

Viele Stellen sprechen von notwendigen Veränderungen und Positionswechseln, um auf verschiedene neuartige Entwicklungen angemessen zu reagieren. Sowohl die Kernenergie mit ihren vielen oben beschriebenen Gefahrenpotentialen, als auch die Verbrennung CO2 emittierender fossiler Energieträger kann und darf nicht der engstirnige, innovationsarme Musterweg in das 21. Jahrhundert sein. Deshalb müssen neue Konzepte erarbeitet werden, die eine umweltfreundliche, billige und sichere Energieversorgung sicherstellen. Der Ausstieg aus der Kernenergie stellt erste Weichen in diese Richtung, wenn auch langwierige Verhandlungen erst erfolgen mußten, bis es zu einem weitestgehend anerkannten Kompromiß gekommen ist.

1. Bedenken und Probleme beim Ausstieg aus der Atomkraft

Die EVUs und die Kernenergiegesellschaften und -verbände, allen voran die atw, die Kerntechnische Gesellschaft e.V. und das Deutsche Atomforum, halten die Energieversorgung durch die Kernkraft für immens wichtig und fundamental. Man wird, zumindest in einer kurzen Übergangsphase, nicht umhin kommen, zum Ausgleich des Atomstroms die Leistung herkömmlicher Kraftwerke zu steigern, was eine Erhöhung der CO2 Abgase bedeutet, jedenfalls solange, bis umweltfreundliche Modelle der Energiebereitstellung den Ausfall an Stromproduktion egalisieren können.

Ein weiterer sicherlich nicht unbegründeter Aspekt ist die Tatsache, daß billiger Atomstrom aus westeuropäischen und z.T. sogar aus sicherheitstechnisch äußerst bedenklichen Reaktoren Osteuropas ( Bsp. Temelin/CZ) importiert würde. Die im weltweiten Vergleich sicherheitstechnisch auf hoher Stufe stehenden deutschen Kernkraftwerke werden stillgelegt, wodurch umstrittene und sicherheitsarme AKWs noch Zuwächse und Vorteile erwarten können.

Durch den Ausstieg wird die Forschung und Entwicklung deutscher Kerntechnologie beeinträcht igt und derartige Industriezweige müssen entweder auf andere Bereiche ausweichen oder sich anderswo neue wirtschaftliche Wettbewerbschancen suchen. Deutsches Know-How hat dann keinen entscheidenden Einfluß mehr auf internationale Standards und die Abhängigkeit von importiertem Öl und Gas wird sich dann evtl. auch noch auf die Stromversorgung ausdehnen.

Obwohl die Bevölkerung in weiten Teilen sensibilisiert ist und die Atomkraft kritisch betrachtet, sind jedoch viele Bürger nicht bereit, nochmals höhere Strompreise hinzunehmen, die durch die Öko- Steuer ohnehin schon in die Höhe geschnellt sind.

2. Vorteil des Ausstiegs und der finale Konsens

Die Bundesregierung hat sich im Juni/ Juli 2000 mit den Verbänden und den führenden Energieunternehmen geeinigt und einen für alle Seiten tragfähigen und gerechten Kompromiß gefunden, der vorschreibt, daß der endgültige Ausstieg aus der Kernkraft innerhalb von 30 Jahren vollzogen sein soll. Die Reststrommengen wurden wie folgt festgelegt:

Reststrommengen (netto) für die einzelnen KKW

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Durch das gegenseitige Übereinkommen hat man mehrere Probleme vermieden. So ist die Regierung langwierigen Entschädigungsklagen aus dem Weg gegangen, indem sie eine genügend lange Übergangsfrist gewährt hat und so die angestrebte Prämisse des entschädigungsfreien Ausstiegs verwirklichen konnte. Auch wurde sich dazu durchgerungen, mehr Zwischenlagerkapazitäten an den AKWs vor Ort zu schaffen, um dadurch eine zu große Anzahl von sehr kostspieligen CASTOR- Transporten zu vermeiden.

Daneben erhofft sich der Staat auch eine Signalwirkung nach innen und nach außen. Zum einen sind zahlreiche Streitigkeiten und Unsicherheiten über den Weiterbetrieb der KKWs beendet, zum anderen ist nun endlich die künftige Zukunftsorientierung offensichtlich, weshalb sich nun jeder darauf einstellen kann, neue regenerative Energien zu unterstützen, zu fördern und seinen Forschungsschwerpunkt danach auszurichten.

Natürlich gibt es weiterhin noch Kritik und Ablehnung gegen den Kompromiß, Umweltverbände und der BUND fordern eine sofortige, bedingungslose Abschaltung, währenddessen die Atomlobby die Kernkraft für die zukünftige, unumstößliche Energieversorgungseinrichtung hält, die niemand ersetzen kann und auf die keiner verzichten will.

Nichtsdestotrotz konnte man eine mehrheitsfähige Übereinstimmung erzielen, in der man eine Reststrommenge für alle deutschen AKWs festgelegt und die Gesamtlaufzeit auf 30 Jahre beschränkt hat. Andererseits verpflichtet sich die Regierung einen störungsfreien Auslaufbetrieb zu garantieren und auf 5 Jahre hin Brennelemente- Transporte zu gewährleisten. Steuerliche Rahmen-bedingungen werden nicht einseitig zu Lasten der Kernenergie verändert, der Neubau, der ohnehin schon seit Jahren kein Thema mehr war, wird ausdrücklich verboten. Die Änderung wird in einer Novelle des Atomgesetzes aufgenommen.

Bundeswirtschaftminister Müller bezeichnet die Investitionenkosten für andere Stromgewinnungsalternativen geringer als die für Kernkrafttechnik.

Gleichzeitig müssen jetzt nun aber Maßnahmen ergriffen werden, die die Energieeffizienz steigern und den Einsatz Erneuerbarer Energien realisieren und forcieren. Das Ziel des "Doppelten Ausstiegs" darf nicht aus den Augen verloren werden, deshalb soll auch die fossile Verfeuerung zur Stromgewinnung irgendwann der Vergangenheit angehören, um auc h die nationale CO2 Verpflichtung für 2005 (Kyoto- Protokoll) und darüber hinaus erfüllen zu können. Deutschland sollte ein Leit- und Vorbild in der Energiepolitik darstellen. Diese Position ist noch lange nicht erreicht, v. a. wenn man sieht, daß Deutschland im weltweiten Vergleich sowohl in der Kategorie "Primärenergieverbrauch pro Jahr" als auch beim "CO2- Ausstoß" auf Platz 5 liegt und nur noch von den USA, China, Rußland und Japan übertroffen wird. Beim Pro- Kopf Vergleich stellt sich die Position wesentlich günstiger dar, dort rangiert man auf Platz 17 und 16 (Quelle: Deutsches Museum, München).

Derartige Umstände verlangen nachdrücklich eine rigorose Förderung der regenerativen Energiequellen, die ein bei weitem noch nicht ausgeschöpftes Potential beinhalten und eine Zukunftsperspektive darstellen.

Literaturverzeichnis:

- Bundesminister für Forschung und Technologie (Hrsg.): Zur friedlichen Nutzung der Kernenergie- Eine Dokumentation der Bundesregierung, Bonn, 1977
- Ehmke, Wolfgang: Der schleichende Ausstieg, in: Blätter für deutsche und internationale Politik, Mai 1998, Heft 5, S. 527- 531
- --: Das Castordebakel der Atombranche, in: Blätter für deutsche und internationale Politik, Juli 1998, Heft 7, S. 785- 788
- Fleischer, Lutz: Deutsches Atomforum sieht Weiterbetrieb der Kernkraftwerke auf Jahre hinaus gesichert, 15.06.2000, unter Pressemitteilungen im Internet: http://www.atomforum.de
- Grawe, Joachim: Neubewertung der Kernenergie? Das Memorandum von 650 Wissenschaftlern, in: atw- Internationale Zeitschrift für Kernenergie, April 2000, Heft 4, unter: http://www.atomwirtschaft.de
- Informationskreis Kernenergie (IK) (Hrsg): Der Nutzen der Kernkraft, in: Kernenergie klar und verständlich, Ingolstadt, 1988
- Informationszentrale der Elektrizitätswirtschaft (IZE) (Hrsg.): Entsorgung von Kernkraftwerken, in: Strombasiswissen, Oktober 1995, Nr.120
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- Pott, Jürgen (Cefredakteur): Minister Müller: Kernkraft- Ausstieg kostet Stromwirtschaft nichts, in: zfk, 28.06.00
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Details

Seiten
24
Jahr
2001
Dateigröße
806 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v99986
Institution / Hochschule
Universität der Bundeswehr München, Neubiberg
Note
Schlagworte
Nutzung Kernenergie Seminar Entwicklung Naturwissenschaften Technik Jahrhundert Auswahl Thema Kernkraft

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Titel: Die friedliche Nutzung der Kernenergie