Kernkraftwerk

Was ist ein Kernkraftwerk?
Faktoren eines typischen KraftwerksWerte
Bruttoleistung eines typischen Kraftwerks (MWel)1250
Preis dieser Anlage (Mio. Euro)2500-4000
Bauzeit (Jahre)4,5-8
Laufzeit pro Block (Jahre)20-60
Stromgestehungskosten (Cent/kWh)3,5-5,4
Wasserbedarfja
CO2-Emissionen (g/kWh)16-32
Radioaktive Abfälle (g/kWh)0,0037
Sonstige Umweltbelastungenhoch
Spitzenlastfähignein
Grundlastfähigja
Gesellschaftliche Bedeutung der EnergieformWerte für Deutschland
Volkswirtschaftliche Bedeutunghoch
Akzeptanzgering

Ein Kernkraftwerk (KKW), auch Atomkraftwerk (AKW), erzeugt zunächst Wärme aus kontrollierter Kernspaltung und anschließend aus der Wärme elektrischen Strom. Ein Kraftwerk besteht üblicherweise aus mehreren, voneinander unabhängigen Blöcken. Ein typischer Block verfügt über einen Reaktor, eine Dampfturbine und einen Kühlturm.

Kernkraftwerke erzeugen fortlaufend Strom und sind grundlastfähig„Grundlast“ nennt man den Grundsockel des Strombedarfs, der in jedem Fall kontinuierlich abgedeckt werden muss. Strom aus einem Kraftwerk gilt demnach dann als „grundlastfähig“, wenn er genau kalkulierbar und ohne Abhängigkeit von schwankenden Rahmenbedingungen erzeugt werden kann.. Sie produzieren Strom im laufenden Betrieb frei von Kohlendioxid- oder anderen Treibhausgas-Emissionen - diese fallen aber wie bei anderen Kraftwerken bei Bau und Transport an. Nebenprodukt der Stromerzeugung sind allerdings radioaktive AbfälleKernkraftwerke, aber auch Krankenhäuser oder Forschungslabors, erzeugen radioaktive Abfälle, die in stark und schwach strahlend unterteilt werden. Radioaktive Strahlung ist stark gesundheitsgefährdend. Stark strahlende Brennstäbe aus Atomkraftwerken können dabei bis hunderttausend Jahre oder länger strahlen. Deshalb müssen sie sicher gelagert, also dauerhaft aus der Biosphäre verbannt werden., die eingelagert werden müssen.Kernkraftwerk, Energetika

Wie funktionieren ein Kernkraftwerk?

Das Zentrum des AKWs ist der Reaktor. In ihm werden schwere Atomkerne wie die des radioaktiven Uran 235 oder Plutonium gespalten. Dazu werden die Kerne mit Neutronen beschossen. Neutronen sind ungeladene Teilchen, die gemeinsam mit den positiven Protonen einen Atomkern bilden. Der Neutronenbeschuss führt zur Spaltung der Kerne und zur weiteren Freisetzung von Neutronen, die wiederum andere Kerne spalten können. Dieser sich selbst verstärkende Vorgang ist die so genannte Kettenreaktion der Spaltung. Sie läuft im Reaktor kontrolliert ab und ist Grundlage der Energiegewinnung. Potenziell kann eine außer Kontrolle geratende Kettenreaktion sehr gefährlich werden und bis zur Kernschmelze (das heißt dem Schmelzen der Brennelemente) und beim zusätzlichen Versagen des Einschlusses zum „Super-GAU“ führen, einem Unfall, der den größten, bei der Sicherheitsauslegung angenommenen Unfall –„GAU“ – überschreitet und dadurch die Freisetzung großer Radioaktivitätsmengen in die Umgebung verursacht. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Unfalls gilt als äußerst gering, kann nach menschlichem Ermessen aber nicht mit vollständiger Sicherheit ausgeschlossen werden.

Das Spalten schwerer Atomkerne führt zu einer erhöhten Bewegungsenergie der Spaltprodukte. Diese wird als Wärme an die Umgebung abgegeben. Diese Wärme wird genutzt, um wie in anderen Wärmekraftwerken WärmekraftwerkenEin thermisches Kraftwerk oder Wärmekraftwerk erzeugt erst Wärme, um aus ihr Strom zu gewinnen. Dies geschieht meistens dadurch, dass mit der Wärme eine Flüssigkeit zum Verdampfen gebracht, und durch den Dampf eine Dampfturbine angetrieben wird. Die Bewegung der [tip: Turbine=Eine Turbine wird von bewegten Flüssigkeiten (oft Wasser) oder Gasen (oft Wasserdampf) in Drehung versetzt. Die Energie dieser Drehbewegung kann in einem [tip: Generator=Ein Generator wandelt Bewegungsenergie – meistens einer Turbine – in elektrische Energie um. Durch die Drehung einer Spule in einem magnetischen Feld werden dabei Ladungsträger in Bewegung gesetzt und dadurch eine Spannung erzeugt. Große Wärmekraftwerke verfügen über sehr leistungsstarke Generatoren, so genannte Turbogeneratoren. in elektrische Energie gewandelt werden. Turbinen werden zur Stromerzeugung in allen Wärmekraftwerken und in Wasserkraftwerken eingesetzt.] kann von einem Generator in Strom gewandelt werden.] auch, eine Dampfturbine anzutreiben. Dampfturbinen in Atomkraftwerken zählen zu den größten ihrer Art. An die Turbine ist ein Generator angeschlossen, der die Bewegungsenergie der Turbine fortlaufend in Strom umwandelt. Der heiße Wasserdampf wird anschließend in Kühlsysteme geleitet und meistens dem Antriebskreislauf wieder zugeführt.

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Vor- und Nachteile auf einen Blick
Vorteile
Nachteile
  • Die Nachteile liegen vor allem im Punkt Sicherheit und Entsorgung. So ist das Problem der Endlagerung atomarer Abfälle noch nicht gelöst. Weltweit existiert zur Stunde kein einziges Endlager. Atommüll strahlt zum Teil bis über 100.000 Jahre lang, bevor die Materialien zerfallen. Diese Zeit sprengt den politischen Verantwortungsrahmen. 

  • Die Möglichkeit eines Super-GAUs ist für verantwortungsvoll konstruierte und betriebene Reaktoren extrem unwahrscheinlich, aber nicht ganz auszuschließen. Die Schäden an Mensch und Natur wären jedoch enorm und sind eigentlich unabschätzbar und – trotz sehr geringer Wahrscheinlichkeit – nicht vollständig versicherbar.

  • Teilweise befürchten Anwohner gesundheitliche Risiken bei ordnungsgemäß funktionierenden Kernkraftwerken.

  • Ungeklärt ist auch, wie Kernkraftwerke gegen terroristische Angriffe verteidigt werden können. Kernenergie beinhaltet zudem aufgrund der Waffenfähigkeit von hochangereichertem Uran ein internationales Sicherheitsdilemma, wie zur Zeit im Fall der Auseinandersetzung der internationalen Staatengemeinschaft mit dem Iran deutlich wird.

Kernkraftwerke aus Nutzersicht

Das erste Kernkraftwerk wurde 1954 im russischen Oblinsk mit einer Leistung von 5 MW in Betrieb genommen. Heute sind laut IAEA (Internationale Atomenergieorganisation) 437 Kernkraftwerksblöcke in Betrieb und weitere 55 im Bau. Seit den neunziger Jahren hat sich weltweit das Wachstum der Anzahl von Kernkraftwerken deutlich verlangsamt. Im Jahr 2008 wurde – zum ersten Mal seit den sechziger Jahren – kein einziges neues Kernkraftwerk in Betrieb genommen.

Die Skepsis der Bevölkerung gegenüber Atomkraft liegt in ihren letztlich unkalkulierbaren Risiken begründet. Noch vor dem verheerenden Super-GAU gibt es Schädigungen für Mensch und Natur. So leitet etwa die englische Wiederaufbereitungsanlage Sellafield legal jährlich tausende Tonnen radioaktiv kontaminiertes Wasser in die irische See. Messungen in der direkten Umgebung vergleichen die Kontamination mit derjenigen der gesperrten Zone von Tschernobyl.

Ein weiterer Hauptgrund für die weltweite Skepsis gegenüber Kernkraft, die in Deutschland besonders entwickelt ist, liegt in der ungelösten Frage der Endlagerung atomarer Abfälle. Der Brennstoff Uran 235 hält in typischen Kraftwerken für etwa drei Jahre vor. Jedes Jahr wird das älteste Drittel der Brennelemente ausgetauscht. Verbrauchte Brennstäbe sind weiterhin radioaktiv und haben extrem lange Zerfallszeiten – von mehreren zehntausend Jahren. Sie können also nicht einfach entsorgt, sondern müssen unter höchsten Sicherheitsbestimmungen gelagert werden. In Deutschland existieren zur Zeit lediglich Zwischenlager, aber kein Endlager für Atommüll.Kernkraftwerk der Zukunft, Energetika

In Deutschland wird der Ausstieg aus der Kernkraft seit den achtziger Jahren gefordert und diskutiert. Im Jahr 2000 beschloss die rot-grüne Bundesregierung gemeinsam mit den großen Energieversorgern den Ausstieg für Deutschland bis etwa 2021 (Regelung getroffen nicht nach Zeit, sondern nach Reststrommenge, also nach der Menge an Atomstrom, die deutsche Atomkraftwerke noch liefern dürfen). Aktuell sind die Laufzeiten der deutschen AKWs wieder Gegenstand der politischen Debatte.

Die Diskussion zum Atomausstieg hat zur Bildung der zivilgesellschaftlichen Anti-Atomkraft-Bewegung geführt und wesentlich zur Gründung der heutigen Bundestagspartei Bündnis 90/ Die Grünen beigetragen. Besondere Vehemenz erhielt die Forderung nach einem Ausstieg durch den folgenschweren Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl 1986, eine der größten Umweltkatastrophen der Menschheitsgeschichte, mit hunderten Toten und einer hohen Zahl von schweren gesundheitlichen Schädigungen. Weite Teile Europas waren damals von radioaktiven Strahlungen betroffen, bis heute sind große Landstriche der Ukraine radioaktiv kontaminiert. Kernkraftbefürworter verweisen darauf, dass der in Tschernobyl verwendete Reaktortyp sich von den in Deutschland verwendeten Reaktortypen stark unterscheidet und wesentlich unsicherer ist.

Die deutsche Protestszene richtet sich neben bestehenden Kernkraftwerken vor allem gegen Transporte von Atommüll. Der Salzstock Gorleben dient als Zwischenlager und sollte auf seine Tauglichkeit als Endlager geprüft werden, bis diese Prüfungen 2000 gestoppt wurden. Gorleben ist in Deutschland zugleich Synonym für die vehementen Proteste der Anti-Atomkraft-Bewegung.

Kernkraftwerke vernetzt gedacht

Uran ist auf der Erde hundertmal häufiger vorhanden als Silber oder Gold. Allerdings kommt für die Kernspaltung nur das Uranisotop 235 in Frage. Es kommt in natürlichem Uran nur in sehr geringer Konzentration vor (0,72%) und muss zur Energiegewinnung angereichert werden. Ein Gramm gespaltenes Uran 235 setzt eine Energie frei, die dem Heizwert von 2,6 Tonnen Steinkohle entspricht. Aus einem Kilogramm Uran 235 könnten maximal 22,5 Millionen Kilowattstunden Strom generiert werden. Aktuell verfügbare Reserven von Kernbrennstoffen könnten nur noch ca. 60 Jahre reichen, die weltweiten Ressourcen dagegen noch für Jahrhunderte, allerdings zu höheren Rohstoffpreisen.

Ein Beispiel zur Verdeutlichung des extremen Zeitraums, in dem radioaktive Abfälle gelagert werden müssen, ist die Diskussion um die Zeichen, die auf Endlagerstätten hinweisen sollen. Welches Zeichen ist so eindeutig, dass es auch noch in zehntausend Jahren Menschen, die sich der Lagerstädte nähern, warnen kann? Die Antwort von Zeichentheoretikern: Ein solches Zeichen gibt es nicht, da das Verstehen von Zeichen immer kontextabhängig ist. Dies zeigt, wie sehr ein Zeitraum, wie der von Atommüll beanspruchte, jeden politischen Verantwortungshorizont sprengt.

Eine Diskussion zur Kernkraft betrifft den Preis des Atomstroms. Kritiker wenden ein, dass wesentliche Faktoren der Kosten ausgeblendet, beziehungsweise künftigen Generationen überschrieben werden: Der Preis für die Endlagerung atomaren Mülls, der Preis für eventuelle Räumungen schadhafter Zwischen- oder Endlager, der Wertverlust der Immobilien in der Nähe von AKWs oder Endlagern, die realen Kosten eines Super-GAUs, der im übrigen aufgrund der Höhe der potenziellen Schadenssumme nicht versichert werden kann. Atomstrom wäre, so die Kritiker, bei Berücksichtigung dieser – zum Teil nur potenziellen Kosten – schnell teurer als Strom aus erneuerbaren Quellen.

Auf der anderen Seite kann Kernkraft zur Energiesicherheit beitragen. Uran muss zwar auch importiert werden. Da jedoch keine großen Mengen benötigt werden ist es viel leichter als bei fossilen Brennstoffen eine für viele Jahre ausreichende Menge zu bevorraten.

Würden in Deutschland alle in der Standby-Funktion laufenden Geräte konsequent ausgeschaltet, könnte die Leistung von einem kleineren Atomkraftwerk eingespart werden.

Der Rückbau von Kernkraftwerken ist extrem kostspielig und langwierig. Eine Möglichkeit ist die Konstruktion eines sicheren Einschlusses, andererseits kann ein AKW auch vollständig abgerissen werden. Vom letzten Betriebsjahr bis zur „grünen Wiese“ vergehen dabei ca. 50 Jahre.

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