Bemerkungen zur Kernenergie

Ein Kurzbeitrag von Dieter Böhme

Zu Kernenergie sollte man wissen, das sie die höchste Leistungsdichte aller Technologien zur Stromerzeugung hat. Das bedeutet, dass sie eine sehr hohe elektrische Leistung auf sehr kleiner Landschaftsfläche liefert und dies regelbar 7/24/365. Der Landschaftsverbrauch ist sehr gering, ganz im Gegensatz zu Photovoltaik, Windkraft oder gar Bio-Gas.

Uranbergbau ist deshalb nicht zwingend, weil man auch Thorium nutzten kann. Das fällt bei der Gewinnung von Neodym  (Nd – Element der Selten Erden, Lanthaniden) z.B. für die Permanentmagnete der Generatoren von Windrädern massenhaft als Abfall an und verseucht die Landschaft in China (Innere Mongolei). Die Chinesen könnten das Nd künftig mit Th-Reaktoren zur Stromerzeugung „entsorgen“, falls dies für sie Priorität erlangen sollte.

Falls Sie auf Sicherheits-Aspekte zu sprechen kommen, muss man diese ernst nehmen, sollte aber ein paar Dinge wissen, die nicht in der Zeitung stehen. Über die Kernenergie wird auch nicht in Deutschland durch  Debatten entschieden, sondern praktisch in der Welt. China hat dabei die Rolle übernommen, die Deutschland aufgegeben hat. Da können wir hier dagegen oder dafür sein, das interessiert soviel, als ob in China ein Sack Reis umfällt. Was man dennoch wissen sollte. Kernenergie diente nach dem 2. Weltkrieg primär dem Antrieb von U-Booten und Flugzeugträgern und der Produktion von waffenfähigem Plutonium (239-Pu). Entsprechend sah die Technologie mit herausnehmbaren Brennstäben und dem PUREX-Verfahren (Wiederaufbereitung genannt) zur chemischen Trennung von Plutonium und Uran aus (Plutonium-Uranium Recovery by Extraction). Strom konnte man mit der reichlichen Wärme der mit Uran (235-U) betriebenen und Plutonium (aus 238-U) erzeugenden Reaktoren auch generieren, vor allem als in den USA und Europa der Wohlstand ausbrach. Die militärische Nutzung von Kernreaktoren zur Plutonium-Erzeugung wurde der Öffentlichkeit freilich verschwiegen. Rein zur Stromerzeugung hätte die Kern-Technologie aber auch ganz anders aussehen können, z.B. ohne Brennstäbe und physikalisch inhärent sicher gegen Kernschmelze.

Bereits in den 1960-er Jahren gab es beim Oak Ridge National Laboratory in Tennessee einen Salzschmelz-Reaktor (molten salt reactor). Er war zum Antrieb strategischer Bomber entwickelt worden, wurde aber durch die Interkontinental-Raketen nicht mehr gebraucht. Er lieferte dann zwar Strom, passte aber nicht zur militärischen Infrastruktur.

Heute entwickelt das „Generation Four International Forum“ abgestimmt sechs Typen neuer Kernreaktoren der Generation IV. https://www.gen-4.org/gif/jcms/c_9260/public Konstruktionsmerkmale: physikalisch inhärent sicher, keine aktive Kühlung der Restzerfallswärme, betreibbar mit Uran (U), Thorium (Th) oder „Atommüll“. Voraussetzung für den Betrieb mit „Atommüll“ ist ein Reaktor mit einem Spektrum schneller Neutronen. In Russland ist der schnelle Reaktor BN-800 am Netz, der gem. den Abrüstungsverträgen USA-Sowjetunion gebaut wurde, um waffenfähiges 239-PU durch Transmutation zur Spaltung zu bringen. Plutonium ist ein Bestandteil von Atommüll, der somit physikalisch entsorgt werden könnte, ohne dass es ein geologisches Endlager braucht.

Auch GE-Hitachi hat seinen PRISM-Reaktor der Generation-4 so ausgelegt. Indien hat einen Thorium-Reaktor russischer Bauart am Netz und China einen Hochtemperstur Reaktor, mit dem an der heißen Zone (> 900 C) Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe ohne Umweg über Strom zu sehr niedrigen Preisen erzeugt werden könnten.

Über die Zukunft der Kernenergie wird praktisch in der Welt entschieden, nicht durch Debatten in Deutschland. Zu den Ursachen von Tschernobyl ist zu sagen, dass der Reaktor RBMK-1000 ein Graphit-moderierter Druckröhren-Reaktor war. Stand damaliger Technologie war er besonders effizient zur Erzeugung von waffenfähigem Plutonium, er hatte als solcher jedoch einen positiven Temperaturkoeffizienten. Dies bedeutet, dass die Kettenreaktion mit ansteigender Temperatur intensiver wird. Die Kernschmelze wurde dadurch ausgelöst, dass ein Havariefall trainiert wurde. Dazu wurde die Kühlung angeschaltet und die Notkühlung sprang nicht an. Solches hätte in Deutschland nicht passieren können. Denn alle deutschen AKW hatten negative Temperartur-Koeffizienten, das heißt, dass die Kettenreaktion mit steigender Temperatur ohne einen Regeleingriff von selbst schwächer wird. Störfälle wurden in Deutschland nicht am laufenden Reaktor trainiert, sondern nur in Simulatoren. Zu den Ursachen von Fukushima, bei dem es 16.000 Tote durch den Tsunami gab, aber meines Wissens keine durch die Reaktor-Havarie, ist zu sagen, dass die Reaktoren bereits beim Beben abgeschaltet wurden. Jedoch entsteht noch einige Zeit lang Restzerfallswärme, die nicht gekühlt werden konnte, weil die Flutwelle die Notstrom-Aggregate überflutet hatte. Beide Szenarien (Tschernobyl und Fukushima) sind durch die Merkmale der Generation 4 physikalisch (also ohne Regeleingriffe) ausgeschlossen. Hinzufügen kann man noch eine Menge sagen, ich habe mich aber bewusst, kurzgefasst. Viele Infos findet man z.B. hier, und zwar unabhängig davon, ob der dort vorgestellte Dual-Fluid-Reaktor (aus deutscher Konzeption) jemals in dieser Form realisiert wird. Doch Wissen schadet nicht.

Weitere Informationen https://dual-fluid-reaktor.de/

9 Gedanken zu „Bemerkungen zur Kernenergie

    1. Sehr geehrter Herr/Frau Anonymous,

      Sie haben völlig Recht, alles sollte möglichst sicher gegen Terror-Angriffe sein, Kernkraftwerke besonders. Wenn Sie den Links im Artikel folgen, sehen Sie, dass mit der Generation-4 sechs verschiedene Reaktortypen von 14 Ländern entwickelt werden. Einige Reaktoren können auch klein und in modularen Container-Bauweise unterirdisch ausgeführt werden, was ein Höchstmaß an konstruktiver Sicherheit gewährleistet.

      Aber natürlich hängt die Gefahr von Terror-Angriffen auch von der politischen Situation und der Stärke potentieller Terroristen im jeweiligen Land ab. Diese gestaltet sich ganz unterschiedlich, je nachdem ob in einem Land Grenzkontrollen sehr streng oder gar nicht erfolgen. Neben den Links im Text finden Sie u.g. einige Beispiele. Für spezielle Fragen wenden Sie sich ggf. direkt an Microsoft-Gründer Bill Gates oder an die Fa. Westinghouse bzgl. den jeweils favorisierten „Small-Reactor-Typ“.

      https://www.terrestrialenergy.com/

      https://www.nextbigfuture.com/2018/08/global-race-for-transformative-molten-salt-nuclear-includes-bill-gates-and-china.html

      http://www.westinghousenuclear.com/new-plants/small-modular-reactor

      [Antwort vom Autor]

  1. Es gibt noch heute in Rußland 10 RBMK-1000 Kraftwerke im Betrieb mit positivem Temperaturkoeffizienten, ohne einen weiteren Zwischenfall wie damals bei dem unsinnigen Experiment in Tschernobyl. Man kann diese Reaktoren auch sicher betreiben, sollte nur keine dummen Experimente machen. Niemand in Deutschland hat gegen diese Reaktoren protestiert – warum wohl???
    Stattdessen werden in Deutschland die Leichtwassereaktoren mit negativem Temperaturkoeffizienten abgeschalten. Warum wohl – ich verstehe das nicht, das versteht offenbar nur der Michel mit der Zipfelmütze.
    Und in Fukushima hat es keine Todesopfer durch die spezielle Gefahr der Kerntechnik, nämlich die Strahlung, gegeben. Es wurde auch niemand durch Strahlung in seiner Gesundheit beeinträchtigt, nachzulesen bei UNSCEAR und auch in deutschsprachigen Fachmedien (die werden nur von Fachleuten gelesen, nicht aber von Experten, weil diese in talkrunden auftreten müssen und daher keine Zeit haben). Es hat in Fukushima aber 150 bis 600 Todesopfer durch die Evakuierungen gegeben, so schreibt DER SPIEGEL. In anderen Medien ist von bis zu 1600 Todesopfern die Rede. Daraus folgt: Die Strahlenschutzmaßnahmen sind inzwischen gefährlicher als die Strahlung – wer schützt uns vor den Strahlenschützern????

  2. Treppenwitz der Weltgeschichte:

    Moderne Atomkraftwerke der Klasse 4 könnten durchaus die Erzeugung von CO2 verringern und damit die Welt retten.

    Aber in Deutschland wählen jetzt alle die Grünen, weil sie aus irgendeinem Grund denken, das die Grünen die Welt retten können.
    Nur das die Grünen halt in erster Linie eine Anti-Atomkraft Partei sind.

    1. Nun ja, die Grünen sind gegen alles, nicht nur gegen Atomkraft. Siehe https://gilbertbrands.de/blog/2019/09/28/glaube-und-technik/

      Sie sind gegen Technik, Landwirtschaft, Chemie, Medizin, Ernährung, Verkehr, Straßenbau, Hausbau … es gibt keinen Bereich, wo sie nicht opponieren, wobei sie selbst gegen Veränderungen sind, die unangenehme Nebenwirkungen, die ja nun manchmal wirklich existieren, beseitigen würden. Atomkraft fällt besonders auf, aber viel gravierender sind deren Vorstellungen von Ernährung und Landwirtschaft. Die Sachen umgesetzt könnte D weniger als 20 Mio Menschen ernähren, die zudem unter Mangelkrankheiten zu leiden hätten. Die Naturzerstörung durch erneuerbare Energien aller Art ist da noch gar nicht eingerechnet.

  3. Man sollte lieber die benachbarten fremden und unsicheren Kernkraftwerke abschalten lassen, anstatt unsere eigene Atomindustrie zu kastrieren.
    Die zahlreichen Störfälle und meldepflichtige Ereignisse im französischen Kernkraftwerk Cattenom z.B. sind legendär:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk_Cattenom
    2010 kündigte der Betreiber an, eine Laufzeitverlängerung auf mehr als 40 Jahre anzustreben. Man will die Stadt Trier aber über Störfälle und ihre Einstufung informieren.
    2018 wurde ein sicherheitstechnischen Gutachten veröffentlicht, aus dem klar hervorgeht, dass das AKW Cattenom nicht den heutigen europäischen Sicherheitsstandards für den Neubau von Atomanlagen entspricht und dieses Niveau auch durch Nachrüstungen nicht mehr erreichen kann.
    Eine Klage gegen den Weiterbetrieb des AKWs werden Rheinland-Pfalz und das Saarland dennoch nicht einreichen, weil eine lückenlose Beweisführung zu teuer sei bei zugleich geringen Erfolgsaussichten vor einem französischen Gericht.

    1. Durch KKW’s nach westlicher Bauart sind in über 15 000 Reaktorbetriebsjahren noch nie Menschen durch die Strahlung zu Schaden gekommen, und nur die Strahlung ist das zusätzliche Risiko von KKW’s im Vergleich mit konventionellen Wärmekraftwerken. Kernkraftwerken wird weltweit ein VIRTUELLES Risiko zugeordnet (Stichwort LNT und ALARA), das ist alles, denn das Wort virtuell bedeutet so viel wie „das gibt es nicht“.

      1. Dem Beitrag von Herrn Böhme ist doch zu entnehmen, dass früher die militärische Nutzung von Kernreaktoren zur Plutonium-Erzeugung im Vordergrund stand und nicht primär die größtmögliche Sicherheit gegen Kernschmelze.
        Und das betrifft doch wohl auch (ältere) Kernkraftwerke „westlicher Bauart“ (oder brauchte der Westen damals etwa kein waffenfähiges Plutonium gegen den „bösen“ Osten?).
        Besonders alte, ausländische Kernkraftwerke, deren Unsicherheit durch aktuelle „Streßtests“ festgestellt wurde und die auch nicht mehr sicherheitstechnisch nachgerüstet werden können (z.B. Cattenom), sollten stillgelegt werden.
        Oder soll man sich als „guter Nachbar“ nur darauf verlassen, dass die ausländischen Betreiber rechtzeitig und vollumfänglich Aufklärung betreiben und über jeden Störfall informieren?
        Der Staat Luxemburg ist sogar in seiner kompletten Existenz von einem Super-GAU im KKW Cattenom bedroht (wohl einmalig auf der Welt).
        Daß mit geringer Wahrscheinlichkeit ein extrem hohes, existenzgefährendes Restrisiko für Luxemburg droht, sollte den Bürgern dort eigentlich zu denken geben.
        Die Einstellung „Es ist noch immer gut gegangen“ oder „Dieser Fall ist noch nie eingetreten“ sollte nicht zur Grundlage von Riskoentscheidungen (z.B. KKW-Laufzeitverlängerung trotz festgestellten Sicherheitsrisiken) werden,
        da regelmäßig gerade diejenigen Ereignisse die schlimmsten Auswirkungen haben, die bisher noch nie eingetreten sind.
        Was waren nochmal die letzten Worte des Schläfers auf dem Nebengleis? Lösung: „Es ist noch immer alles gut gegangen“.

  4. Was sagt/lehrt eigentlich ein Hochschullehrer der Physik über die Kernenergie?
    Prof. Ganteförs Vorlesung „Energie und Klima: Kernspaltung und Kernfusion“ (2014); hochradioaktiver Atommüll, Unfallhergang Tschernobyl, Fukushima und sichere Reaktoren werden hier auch thematisiert:
    https://streaming.uni-konstanz.de/archive/vorlesungen/sommersemester-2014/phy-10600-20141/phy-10600-20141-2014-06-10-01/
    Und hier sein (populärwissenschaftlicher) Kurzvortrag über Kernernergie (2019) als eine Methode der Energieerzeugung:
    https://www.youtube.com/watch?v=M9Z1ZRDbbak

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