Kernkraftwerke

2016 gab es in Europa 74 aktive Kernkraftwerke in 17 verschiedenen Ländern. In Österreich darf nach einer Volksabstimmung im Jahr 1978 kein Kernkraftwerk in Betrieb genommen bzw. errichtet werden. Aber auch in anderen Ländern nimmt der Anteil des Stroms aus Kernkraftwerken ab. Kamen in Deutschland 1998 noch 38 % des gesamten erzeugten Stroms aus Kernkraftwerken, so waren es 2016 nur mehr 13 %. Dennoch würde eine kurzfristige Einstellung aller Kernkraftwerke in Europa die Stromversorgung lahmlegen.

Das Kühlwasser wird unter so hohem Druck gehalten (etwa 20 MPa), dass es nicht zu sieden beginnt. Dieses Kühlwasser gibt einen Teil der Energie in einem Dampferzeuger an das Wasser eines zweiten Kreislaufs ab.

Der Dampf dieses Kreislaufs treibt, wie in einem Dampfkraftwerk, eine Turbine an und erzeugt so elektrische Energie.

Danach wird der Dampf in einem Kühler meist durch Wasser eines naheliegenden Flusses wieder verflüssigt, wobei einige Tausend Tonnen Wasser pro Stunde benötigt werden.

Im Reaktor entstehen hochgradig radioaktive Spaltprodukte. Diese Stoffe dürfen auf keinen Fall in die Umwelt gelangen. Das wird durch eine Reihe von Sicherheitseinrichtungen, wie etwa eine doppelte Ummantelung, verhindert.

Dieser Reaktortyp ist der zweit meist verwendete. Es wird dabei nur ein Wasserkreislauf verwendet. Durch die Wärme, die durch die Kernspaltung entsteht, verdampft ein Teil des Kühlwassers. Dieser Dampf wird direkt auf die Turbinen geleitet und treibt diese an. Der Vorteil dieses Systems besteht darin, dass nur ein Wasserkreislauf gewartet werden muss. Der Nachteil ist, dass der radioaktive Wasserdampf direkt auf die Turbine kommt und er bei einem Störfall leichter austreten kann.

Die „abgebrannten“ Brennelemente enthalten nur mehr 1 % 235U. Sie müssen unter größten Sicherheitsvorkehrungen ausgetauscht werden. Sie werden zunächst im Reaktorgebäude in Wasserbecken gelagert und nach einigen Jahren in speziellen Transportbehältern in Zwischenlager oder Wiederaufbereitungsanlagen gebracht.

Bei der Wiederaufbereitung wird das noch vorhandene spaltbare Uran abgetrennt. Die hochradioaktiven Spaltprodukte werden entfernt und für die Endlagerung vorbereitet. Aus 30 t Brennelementen wird dabei 1 t hochaktiver Abfall mit zum Teil sehr großen Halbwertszeiten. Als vorläufige Endlager werden aufgelassene Bergwerke benützt.

Am 26. April 1986 explodierte in Tschernobyl (Ukraine) hauptsächlich aus menschlichem Versagen ein Kernreaktor. Ein Reaktortyp wie in Tschernobyl, bei dem Graphit als Moderator eingesetzt ist, wurde in keinem westlichen Land gebaut. Die Katastrophe wurde unter anderem dadurch verstärkt, dass der Moderator Graphit zu brennen begonnen hat.

Der schwere Anteil des in die Luft geschleuderten radioaktiven Materials ging in der Nähe des Reaktors nieder. Leichtere Anteile wurden durch Luftströmungen hauptsächlich nach Westen über Mitteleuropa geweht. Bestimmte Gebiete in Österreich hatten das Pech, dass es dort regnete. Damit gelangten radioaktive Staubteilchen auf die Erde.

Die meiste Gefahr ergab sich aus der Einnahme radioaktiver Stoffe durch Nahrungsmittel in den Körper. Darum mussten damals Nahrungsmittel gut gewaschen werden, einige (z. B. Freilandgemüse, Milchprodukte, Pilze) durften gar nicht gegessen werden.

Am 11. März 2011 löste ein Erdbeben vor Japan einen Tsunami aus. Eine mehr als zehn Meter hohe Welle überschwemmte das Kernkraftwerk in Fukushima mit seinen sechs Reaktoren. Dadurch fielen die meisten Kühlsysteme und Notstromaggregate aus. Die Brennstäbe in den Reaktoren und Kühlbecken erhitzten sich und die Ummantelungen schmolzen. Der dabei entstehende Wasserstoff entzündete sich und durch die Explosionen wurden Kraftwerksgebäude zerstört. Man glaubt, dass ähnlich viel radioaktives Material wie in Tschernobyl in die Luft und in das Meer gelangt ist.