Wie Funktioniert Ein Atomkraftwerk FR Kinder ErkläRt?

Wie Funktioniert Ein Atomkraftwerk FR Kinder ErkläRt
Atomenergie gewinnt man, indem man den Kern bestimmter Atome spaltet. Dabei wird sehr viel Energie frei. Die Anlage dazu nennt man Atomkraftwerk oder Kernkraftwerk. Abgekürzt schreibt man AKW oder KKW. Solche Kraftwerke werden seit den 1950er Jahren sehr häufig zur Strom -Produktion genutzt.

  • Im Gegensatz zu Kohlekraftwerken erzeugen sie keine schädlichen Abgase wie Kohlenstoffdioxid,
  • Ernspaltung funktioniert, weil manche Atome von Natur aus instabil sind und zerfallen können.
  • In einem Atomkraftwerk führt man das mit Absicht herbei: Innerhalb eines sogenannten Reaktors wird ein instabiler Atomkern mit einem kleinen Teilchen, einem Neutron, beschossen.

Dieses Neutron ist sehr schnell und spaltet den Kern in zwei Teile. Dabei werden weitere Neutronen ausgeschossen. Am besten geht das mit dem Element Uran, Dies führt zu einer Kettenreaktion, bei der sehr viel Energie freigesetzt wird. Läuft diese Kettenreaktion kontrolliert, also von Menschen gesteuert ab, ist sie in der Regel ungefährlich.

Läuft sie dagegen unkontrolliert ab, so wird extrem viel Energie innerhalb kürzester Zeit frei. Das führt zu einer gewaltigen Explosion, wie bei einer Atombombe. Die Energie tritt zunächst als Wärmeenergie auf, also als Hitze. Deshalb braucht man eine Menge Wasser um einen Reaktor zu kühlen. Gleichzeitig treibt der heiße Wasserdampf, der durch die Kernspaltung entsteht, eine Turbine an.

Diese treibt dann Generatoren an, welche aus der Wärmeenergie Strom erzeugen.

Wie funktioniert ein AKW einfach erklärt?

Im Atomkraftwerk wird Strom durch Kernspaltung erzeugt. Durch die Spaltung des Urans wird Wasser aufgeheizt und Wasserdampf gewonnen. Der Wasserdampf treibt wiederum eine Turbine an, die an einen Generator gekoppelt ist; dieser Generator erzeugt den Strom im Kernkraftwerk.

Welche Funktion hat ein Atomkraftwerk?

Nuklearer und konventioneller Teil – Ein Kernkraftwerk besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: Im nuklearen Teil wird durch Kernspaltung Wärme erzeugt. Im konventionellen Teil wird die Wärme in elektrischen Strom umgewandelt. Der konventionelle Anlagenteil ist jenem in Kohle-, Gas- und Erdwärmekraftwerken sehr ähnlich.

Wie wird Energie gewonnen im Atomkraftwerk?

Stromproduktion – Auf den ersten Blick ist ein Kernkraftwerk einem konventionellen Kohlekraftwerk sehr ähnlich. Beide Anlagen wandeln die im Brennstoff gespeicherte Energie in Wärme um. Dabei wird Wasser erhitzt und verdampft. Der Dampf versetzt eine Turbine in Drehung.

Ein Generator wandelt diese Drehbewegung in elektrischen Strom um. Der wesentliche Unterschied zwischen einem Kohlekraftwerk und einem Kernkraftwerk liegt in Art und Einsatz des verwendeten Brennstoffs. Während in einem Kohlekraftwerk die Kohle in einem Kessel verbrannt wird, wird in einem Kernkraftwerk die im Uran gespeicherte Energie mittels der sogenannten Kernspaltung und einer kontrollierten Kettenreaktion gewonnen.

Damit können enorme Energien direkt aus den Atomkernen erzielt werden. Aus einem einzigen Kilogramm Natururan kann etwa 100.000-mal mehr Strom gewonnen werden als aus einem Kilogramm Braunkohle, nämlich circa 100.000 Kilowattstunden. Damit lässt sich der gesamte jährliche Strombedarf von rund 30 durchschnittlichen Privathaushalten in Deutschland decken.

Woher kommt das Uran für die Atomkraftwerke?

Der völkerrechtswidrige russische Angriffskrieg auf die Ukraine und die durch Russland provozierte Gasverknappung konfrontierten Deutschland und Europa unweigerlich mit seinen starken Abhängigkeiten von russischen Energieimporten. Während Öl und Gas aus Russland schnell mit Sanktionen durch die Europäische Union belegt wurden, herrscht über die Aufnahme von Uran auf die EU-Sanktionsliste bis zum heutigen Tag Uneinigkeit.

  • Dabei spielt Russland auch im Atomsektor eine entscheidende Rolle – 2021 kamen knapp 20 Prozent des europäischen Uranbedarfs aus russischen Uranminen.
  • Weitere 23 Prozent stammen aus kasachischer Uranproduktion, die wiederum zu 22 Prozent von Russland kontrolliert wird.
  • Unter der Frage „(Un)abhängig? Woher kommt das Uran für die AKW? ” beleuchtete das Fachgespräch mit verschiedenen Expert*innen aus unterschiedlichen Perspektiven die gesamte Wertschöpfungskette der Atomenergie und deren Abhängigkeiten.

Nach einem kurzen thematischen Einstieg in die Grundlagen der nuklearen Wertschöpfungskette durch Alexander Wimmers vom Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik der TU Berlin, stellte die Generaldirektorin der Euratom Supply Agency, Agnieszka Kazmierczak, die wichtigsten Daten und Fakten des internationalen Uranhandels vor.

Die anschließende Podiumsdiskussion machte deutlich, dass sowohl im Bereich der Rohstoffverfügbarkeit als auch hinsichtlich der Fachkompetenz und nuklearer Technologien starke Abhängigkeiten von Russland existieren. Zudem bestünden vielfältige Verflechtungen zwischen dem russischen Staatskonzern Rosatom inklusive seiner diversen Tochtergesellschaften und anderen europäischen Unternehmen.

Der Atomausstieg in Deutschland wird viele dieser Abhängigkeiten beenden. Allerdings herrschte Konsens unter den Teilnehmenden der Veranstaltung, dass der Weiterbetrieb der Brennelementefertigung in Lingen ebenso wie die Urananreicherung in Gronau unvollendete Bausteine des deutschen Atomausstiegs sind.

  1. Die hierfür notwendige Änderung der gesetzlichen Grundlage habe aber derzeit keine politische Mehrheit im Deutschen Bundestag.
  2. Auch der Uranabbau und dessen fatale sozio-ökologische Folgeschäden wurden im Fachgespräch thematisiert, ebenso wie die vorherrschende Marktdominanz von einigen wenigen Unternehmen in diesem Bereich.

Fest steht: Die Atomkraft ist eine Hochrisikotechnologie, die selbst mit höchsten Ingenieurswissen nicht beherrschbare Risiken umfasst. Im Angesicht der im Fachgespräch klar benannten Abhängigkeiten sind Forderungen nach einem Weiterbetrieb der drei noch am Netz befindlichen Atomkraftwerke in Deutschland aus Sicht der Bundestagfraktion daher schlicht unverantwortlich.

Uhrzeit Programm
14.00 Begrüßung und politische Einführung: Britta Haßelmann MdB Fraktionsvorsitzende Bündnis 90/Die Grünen Bundestagsfraktion
14.10 Impulsvortrag zu den Grundlagen der nuklearen Wertschöpfungskette Alexander Wimmers TU Berlin Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik
14.20 Keynote zu Zahlen, Daten und Fakten des internationalen Uranhandles Agnieszka Kaźmierczak Generaldirektorin Euratom Supply Agency (ESA) Moderation: Bernhard Herrmann MdB Berichterstatter für Atompolitik Bündnis 90/Die Grünen Bundestagsfraktion
14.45 Podiumsdiskussion mit Christian Kühn MdB Parlamentarischer Staatssekretär Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) Alexander Wimmers TU Berlin Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik Klaus Gufler Umweltbundesamt Österreich Referat Industrie und Energieaufbringung Günter Wippel Redakteur und Mitautor des Uranatlas uranium-network.org Moderation: Harald Ebner MdB Vorsitzender des Ausschusses für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz im Deutschen Bundestag Berichterstatter für Atompolitik Bündnis 90/Die Grünen Bundestagsfraktion
15.15 Fragerunde mit Impulsvortrag von Jürgen Trittin MdB Sprecher für Außenpolitik Bündnis 90/Die Grünen Bundestagsfraktion Schlusswort: Harald Ebner MdB
16.00 Ende der Veranstaltung

Was ist der Unterschied zwischen einem Kernkraftwerk und einem Atomkraftwerk?

Wie Funktioniert Ein Atomkraftwerk FR Kinder ErkläRt Durch Kernspaltung oder Kernfusion wird Energie in den Atomen freigesetzt (dpa) Atomkraftwerke (AKW), auch Kernkraftwerke (KKW) genannt, nutzen die in Atomkernen gespeicherte Energie zur Erzeugung von Strom. Physikalisch gesehen hält die „starke Kernkraft” die Bestandteile eines Atomkerns zusammen.

Bei den Bestandteilen des Kerns handelt es sich um Neutronen und Protonen. Zur Stromgewinnung muss die mit der Kernkraft verbundene Energie freigesetzt werden. Das kann zum einen mittels einer Kernfusion geschehen. Hierbei verschmelzen zwei Atome zu einem größeren Atom. Zum anderen lässt sich die Energie durch eine Kernspaltung freisetzen.

Bei einer solchen Spaltung zerfallen die Atome in kleinere Bestandteile ( Spaltprodukte ). Diesen Prozess nutzen Atomkraftwerke. Dabei verlieren die Atome ein wenig Masse. Sie wird gemäß Albert Einsteins berühmter Gleichung E = mc² in thermische Energie umgewandelt – also in Wärme,

Wie viele Brennstäbe braucht ein AKW?

Das Wichtigste in Kürze –

  • Das Brennelement ist der Hauptbestandteil von Reaktorkernen, bestehend aus beispielsweise Uran.
  • In den verschiedenen Reaktortypen werden jeweils spezielle Brennelement benötigt. Rund 200 Brennelemente sind in einem Reaktor.
  • Verbrauchte Brennelemente werden zunächst in einem Abklingbecken und dann in den sogenannten Endlagern gelagert.

Es gibt verschiedene Reaktortypen, die jeweils auch spezielle Brennelemente benötigen. In Deutschland sind Siedewasser- und Druckwasserreaktoren sehr verbreitet. Dort kommen Brennelemente zum Einsatz, die aus einem Bündel einzelner Brennstäbe bestehen.

Ein Brennstab ist eine mit Uranpellets gefüllt Metallröhre. Das inzwischen abgeschaltete Kernkraftwerk Biblis wurde zum Beispiel mit Druckwasserreaktoren betrieben. In einem Reaktor befinden sich knapp 200 Brennelemente mit jeweils rund 230 Brennstäben. Ein Brennelement ist fast fünf Meter lang, hat einen Querschnitt von 23×23 Zentimetern und wiegt rund 800 Kilogramm.

Brennelemente werden in speziellen kerntechnischen Anlagen gefertigt. In Deutschland ist nur noch eine Fabrik zur Herstellung von Uran-Brennelementen in Betrieb, die Brennelementfertigungsanlage Lingen, eine Tochtergesellschaft des französischen Atomkonzerns Areva.

Was passiert bei der Kernspaltung einfach erklärt?

Kernspaltung einfach erklärt Die Kernspaltung oder Atomspaltung beschreibt den Prozess, bei dem ein schwerer Atomkern in zwei kleinere Atomkerne zerlegt wird. Dabei werden mehrere Neutronen und Energie freigesetzt.

Wie lange dauert es ein AKW runter zu fahren?

Energie & Rohstoffe > Atomausstieg Am 15. April spätestens eine Minute vor Mitternacht schlägt die Stunde Null: Null Stromerzeugung mehr aus den drei aktiven deutschen Kernkraftwerken Neckarwestheim 2, Isar 2 und Emsland. Wie schaltet man eigentlich ein Atomkraftwerk ab und was passiert danach? Wird ab jetzt zwei Jahrzehnte lang abgerissen: Das Kernkraftwerk Isar 2. Bildnachweis: picture alliance / SchwabenPress | Guenter Hofer Wie vermutlich nicht überraschend, handelt es sich beim Abriss – vornehmer: Rückbau – eines Kernkraftwerks um einen komplexen und damit extrem langwierigen Prozess.

Wobei das Abschalten noch ein Leichtes ist: Trennung des Kraftwerks vom Stromnetz, und dann nach und nach Herunterfahren des Reaktors durch kontinuierliche Verringerung der Leistung, Einfahren der Steuerstäbe. Nach rund fünfzehn Minuten ist dieser Vorgang beendet. Die Steuerungszentrale des Kraftwerks wird abgeschaltet.

Zurück bleibt ein sich langsam abkühlender Reaktor – und jede Menge Arbeit. Das Kernkraftwerk Isar 2 (KKI2), leistungsfähigstes in Deutschland, hat nach Angaben des Betreibers PreussenElektra Ende 2022 die Rekordmenge von 400 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt.

Nun wird dort wie bei den übrigen verbliebenen Kraftwerken der Rückbau angegangen. Da stehen die Mitarbeiter des Kraftwerks und die künftig mit dem Abriss beschäftigten Firmen dann vor einer Anlage mit hoch radioaktiven Elementen, schwach- bis mittel- radioaktiven Bauteilen und einem Stahlbetonbau mit mehr als ein Meter dicken Wänden und einem 165 Meter hohen Kühlturm.

Beaufsichtigt wird das Ganze, wie der Betrieb jeglicher nuklearer Anlagen, sowie auch die Endlagersuche, vom Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE). Das sich über mangelnde Aufgaben nun nicht beklagen kann, so BASE-Präsident Wolfram König: „Mit Abschaltung der letzten Atomkraftwerke in Deutschland wird der Atomausstieg noch lange nicht vollendet sein, denn zahlreiche Aufgaben der nuklearen Sicherheit bleiben.” Noch gibt es kein Endlager für radioaktive Abfälle in Deutschland – allenfalls 2027 kann das Endlager für schwach- bis mittel-radioaktive Stoffe im ehemaligen Eisenerzbergwerk Salzgitter in Betrieb gehen („Schacht Konrad”).

Zuvor aber beginnt der Kraftwerksrückbau zum Beispiel bei Isar 2: Da war zunächst einmal eine Stillegungsgenehmigung zu erteilen, und auch für den Abbau müssen Genehmigungen her. Dann beginnt der sogenannte direkte Rückbau, den der Betreiber bereits bei seinen Kraftwerken Stade, Würgassen oder Unterweser praktiziert hat.

Der erste große Schritt beim Abbau von innen nach außen: Die Demontage der Einbauten im Reaktordruckbehälter. Es folgen der Abbau von Systemen und Teilen der eigentlichen Anlage, also etwa der Dampferzeuger. Die Brennelemente und Sonderbrennstäbe werden entfernt und in die sogenannten CASTOR-Behälter verpackt.

Es folgt der Transport ins Brennelementzwischenlager Isar. Anschließend geht es an die Behandlung der übrigen radioaktiven Bauteile. Dafür wird im Reaktorgebäude selbst ein Reststoffbehandlungszentrum aufgebaut. Das Zerlegen radioaktiver Bauteile, etwa der Reaktordruckbehälter, erfordert natürlich entsprechende Schutzmaßnahmen für die Beschäftigten, daher finden diese Arbeiten unter Wasser statt, das verringert die Strahlung und verhindert Staubentwicklung.

Außerdem setzt man von einem Leitstand aus ferngesteuerte Werkzeuge ein. Aus den Sicherheitsanforderungen ergibt sich bereits: Diese Arbeiten dauern. Dabei wird man rund 20.000 Tonnen Material bewegen – die Gesamtmasse des Kraftwerks beträgt 782.500 Tonnen, überwiegend natürlich nicht-radioaktive Strukturen und Gebäude.

  • Das Material wird zuvor entsprechend behandelt: Chemisch, zur Dekontaminierung, oder mit hydraulischen Sägeverfahren zur Zerkleinerung, mit Zangen unter Druck zum Zusammenpressen: „fräsen, schleifen, hobeln, kratzen, wischen”, sagt der Plan zur Dekontaminierung.
  • Allein der Aufbau der Infrastruktur dafür auf dem Gelände dauert erheblich: Je nach Gefährdungspotential müssen abgeschirmte Bereiche für die Lagerung geschaffen werden, Pufferzonen und Zerlegeplätze und Transportwege.
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Nicht zu sprechen von Staubabsaugung und Abschirmungen gegen Witterungseinflüsse. Was immer an Gegenständen vom Kraftwerksgelände entfernt werden soll, muss auf Strahlung untersucht und freigegeben werden. Grenzwerte gelten nicht nur im Kraftwerk, sondern natürlich auch für die Bevölkerung im Umland.

  1. Für all das sind Sachverständige und Gutachter mitsamt den entsprechenden Gerätschaften vonnöten, dazu die Aufsicht durch die Behörden.
  2. PreussenElektra spricht bei derartigen Vorgängen von „Plausibilitätsbetrachtungen unter Berücksichtigung der Betriebshistorie sowie Beweissicherungsmessungen”, die durchzuführen seien.

Hydrologische Begutachtungen, die Berücksichtigung von Geologie und Raumaufteilung, wasserrechtliche und radiologische Auswirkungen und die Beachtung von Naturschutzbelangen gehören zu den Betrachtungen beim Abriss: Die Formulierungen aus der 38seitigen „Kurzfassung” des Abbauplans von 2021 lassen nur ahnen, was sich in den kommenden Jahren an der Isar abspielen wird.

Etwa fünfzehn Jahre dauert der Rückbau, so die Annahmen des BASE für die drei nun anstehenden Stillegungen. Erst danach ist es möglich, die atomrechtliche Überwachung des Baus zu beenden, denn so lange können noch schwach strahlende Elemente vorhanden sein, inklusive der auf dem Kraftwerksgelände zwischengelagerten Bauteile.

Anschließend bleibt der Abriss der gewöhnlichen Gebäude und Einrichtungen, wofür nochmals mindestens zwei Jahre zu veranschlagen sind. Danach findet man sich aber noch nicht auf einer grünen Wiese – ehe nicht Schacht Konrad aufnahmebereit ist, muss auf dem Gelände zur Zwischenlagerung eine „Bereitstellungshalle” gebaut werden.

Wie lange dauert es bis Brennstäbe abkühlen?

Vom Reaktorkern ins Abklingbecken – Diese Hitzeentwicklung bedeutet, dass der abgeschaltete Reaktor und auch bereits aus dem Kern entfernte, abgebrannte Brennstäbe noch einige Zeit lang weiter aktiv gekühlt werden müssen. Geschieht dies nicht, können sich die Brennstäbe so stark aufheizen, dass eine Kernschmelze droht. Wie Funktioniert Ein Atomkraftwerk FR Kinder ErkläRt Fast leerer Brennelement-Lagerkasten im Abklingbecken des italienischen Kernkraftwerks Caorso. © Simone Ramella / CC-by-sa 2.0 Die Abklingphase dauert je nach Reaktortyp und Menge des noch verbleibenden Kernbrennstoffs zwischen einem und fünf Jahren. In dieser Zeit muss als erstes der Reaktorkern von rund 300 Grad bis auf fast Raumtemperatur abkühlen.

Kann Atommüll aufbereitet werden?

Wiederaufarbeitung: Die wichtigsten Fakten Wie Funktioniert Ein Atomkraftwerk FR Kinder ErkläRt Pierre Gleizes / Greenpeace

Ein Artikel von Greenpeace Hintergrund 18.11.2019

Archiviert | Inhalt wird nicht mehr aktualisiert Als Wiederaufarbeitung wird die physikalische und chemische Bearbeitung von abgebrannten Brennstäben aus Atomkraftwerken in sogenannten Wiederaufarbeitungsanlagen (WAA) bezeichnet. Der Name Wiederaufarbeitung ist allerdings irreführend: Es findet fast kein Recycling von verbrauchtem Kernbrennstoff statt.

Lediglich wenige Prozent des ursprünglichen Atommülls werden in neuen Brennstäben wieder verwendet, und das auch nur widerwillig seitens der Betreiber der Atomkraftwerke. Teile des Atommülls gelangen über die Abluft bzw. die Abwässer der Atommüllfabriken in die Umwelt. Der Rest des radioaktiven Mülls muss zwischengelagert werden, bis ein Endlager zur Verfügung steht.

Die Bezeichnung Wiederaufarbeitung stammt aus den Zeiten, als man noch hoffte, das in großen Mengen abgetrennte Plutonium als Brennstoff für sogenannte Brutreaktoren ( Schneller Brüter ) verwenden zu können. Brutreaktoren sind jedoch technisch gescheitert und in Deutschland nie in Betrieb gegangen.

In Westeuropa sind derzeit zwei kommerzielle Wiederaufarbeitungsanlagen in Betrieb: Am französischen Standort La Hague (in der Nähe von Cherbourg/Normandie) betreibt die staatliche Cogema (Compagnie Générale des Matières Nucléaires) die zwei Wiederaufarbeitungsanlagen UP 2 -800 und UP 3 (UP bedeutet Usine Plutonium, übersetzt: Plutoniumfabrik).

UP 3 ist ausschließlich für ausländische Kunden bestimmt und wurde nur aufgrund der Vorfinanzierung durch deutsche und japanische Kunden gebaut. Auch deutscher Atommüll wurde hier im großen Steil wieder aufgearbeitet. Im englischen Atomkomplex Sellafield in Cumbrien an der Irischen See betreibt die britische Atomfirma BNFL (British Nuclear Fuels plc) die Wiederaufarbeitungsanlage THORP, die im Jahre 1994 in Betrieb ging.

  1. THORP ist in erster Linie für die Aufarbeitung von ausländischem Atommüll bestimmt.
  2. Zu den wichtigsten Kunden zählen auch hier die deutschen Atomkraftwerksbetreiber.
  3. Bei der Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente werden in einem chemischen Verfahren Plutonium und Uran aus abgebrannten Brennelementen abgetrennt.

Dabei wendet man heute das so genannte Purex-Verfahren an. Hierzu werden die Brennelemente in etwa 5 Zentimeter lange Stücke zersägt und ihr Inhalt in siedender Salpetersäure aufgelöst. Dabei entstehen Uranylnitrat, Plutonium-IV-Nitrat sowie die Nitrate der hochradioaktiven Spaltprodukte.

  • Aus den abgebrannten Brennelementen fallen nach dem Wiederaufarbeitungsprozess unter anderem folgende Produkte an: Plutonium: Während des Spaltprozesses in einem Atomreaktor wandelt sich rund ein Prozent des Kernbrennstoffs in Plutonium um.
  • Bei Plutonium handelt es sich um atomwaffenfähiges Material.

Rund fünf Kilogramm reichen aus, um eine Atombombe zu bauen. Mit einem kleinen Teil des gewonnenen Plutoniums werden so genannte Mischoxid-Brennelemente (MOX) produziert, die in einem normalen Atomkraftwerk als Brennstoff eingesetzt werden können. Wiederaufgearbeitetes Uran (WAU: Das WAU enthält einige Uran-Isotope (zum Beispiel U-232), die höhere Strahlenschutzanforderungen an die Verarbeitung stellen.

  • Da im Vergleich zu frischem Uran das WAU ziemlich unrein ist und sein Einsatz mit höheren Kosten einhergeht, liegt ein Großteil des WAU bei den Wiederaufarbeitungsanlagen nach wie vor auf Halde.
  • Hochradioaktive Spaltprodukte: Die hochradioaktive Lösung der Spaltprodukte wird in Edelstahltanks gelagert und muss permanent gekühlt werden.

Nach einer Abklingzeit von mehreren Jahren werden die Spaltprodukte mit Glas verschmolzen und in Stahlbehälter gegossen (so genannte Glaskokillen). Die Verglasung der Spaltprodukte wird bisher nur in La Hague praktiziert. Ableitungen in die Umwelt: Um sich die Kosten für die Entsorgung der leichtradioaktiven Abfälle zu sparen, wird ein Großteil dieses Mülls über Abwasserrohre ins Meer gepumpt (La Hague: Ärmelkanal; Sellafield: Irische See).

Flüchtige radioaktive Gase wie beispielsweise Krypton 85 gelangen über die Schornsteine der Atommüllfabriken in die Atmosphäre. Nach dem Wiederaufarbeitungsprozess müssen rund 98 bis 99 Prozent des gesamten radioaktiven Inventars der behandelten abgebrannten Brennelemente von den Kunden zurückgenommen werden.

Die restlichen ein bis zwei Prozent stecken in den abgetrennten Stoffen Plutonium sowie Uran oder gelangen über die Abwasserrohre und die Kamine in die Umwelt. In der Summe wird das Volumen der Abfälle nicht reduziert, sondern vergrößert. Über 90 Prozent der radioaktiven Einleitungen in den Nordostatlantik stammen aus den Wiederaufarbeitungsanlagen La Hague und Sellafield.

  1. Beide Atommüllfabriken pumpen jeden Tag zusammen rund zehn Millionen Liter radioaktive Abwässer in den Ärmelkanal und die Irische See.
  2. Über die Meeresströmungen verteilt sich die strahlende Last bis in die Deutsche Bucht und die Ostsee.
  3. Wissenschaftler wiesen die Strahlung sogar in der kanadischen Arktis und vor der Küste Sibiriens nach.

Messungen durch Greenpeace an den Abwasserrohren der Wiederaufarbeitungsanlagen in den letzten vier Jahren sowie Studien namhafter Wissenschaftler brachten erschreckende Ergebnisse:

Der Meeresboden rund um die Rohre enthält so viel Plutonium, dass die entnommenen Bodenproben nach deutschem Recht als Kernbrennstoff einzustufen sind. Die Verseuchung von Meerestieren wie Krebsen, Muscheln und Fischen ist vergleichbar mit der Kontamination nach nuklearen Großunfällen. Ein Vergleich von Bodenproben belegt, dass die Umgebung um die Wiederaufarbeitungsanlage Sellafield vergleichbar stark radioaktiv belastet ist wie die 30 Kilometer-Sperrzone um den Katastrophenreaktor von Tschernobyl. In der Umgebung von Sellafield liegt das Blutkrebsrisiko für Jugendliche bis zu zehnmal, in der Umgebung von La Hague dreimal höher als im Landesdurchschnitt. Eine Untersuchung von über 3.300 Jugendlichen in Großbritannien und Irland wies Spuren von Plutonium und Strontium in ihren Zähnen nach. Im Oktober 1999 veröffentlichten Wissenschaftler der Universität Newcastle in der englischen Fachzeitschrift Lancet eine Studie über den Zusammenhang der erhöhten Gefahr von Totgeburten und der radioaktiven Belastung von Vätern, die in der Wiederaufarbeitungsanlage Sellafield beschäftigt sind.

Erstveröffentlichung: 20. Mai 2005 01.01.2007 25 | DIN A4 3.05 MB Dann besuche in unserer Mitmach-Community Greenwire die Energiewende-Themengruppe und tausche dich mit Anderen aus, finde weitere Mitmachangebote und erfahre mehr über unsere Kampagnen. Mit bewussten Fehleinschätzungen wird der Plan gerechtfertigt, Millionen Liter radioaktives Wasser aus Fukushima ins Meer abzulassen. Greenpeace entkräftet diese Halbwahrheiten. Seit der Nuklearkatastrophe von Fukushima 2011 hat Greenpeace zahlreiche Studien durchgeführt. Alle Publikationen sind hier aufgelistet. Nach dem Super-GAU in Tschornobyl am 26. April 1986 begann der Bau einer Schutzhülle zur Eindämmung der Strahlung. Doch das Provisorium war bald einsturzgefährdet, ein zweiter Sarkophag wurde gebaut. Am 26. April 1986 erschüttert eine Explosion das Atomkraftwerk Tschornobyl. Eine radioaktive Wolke verseucht die Region und zieht über Europa. Ursache sind menschliches Versagen und technische Mängel. Atomkraft ist nicht nur riskant, sondern auch keine Lösung für die Energiekrise. Am 15. April 2023 wurden die deutschen Atomkraftwerke darum abgeschaltet, endgültig. Auch wenn vielerorts eine “Renaissance der Atomkraft” herbeigeredet wird, die Fakten sprechen dagegen: Atomenergie ist in Deutschland, im Rest Europas und weltweit auf dem absteigenden Ast. : Wiederaufarbeitung: Die wichtigsten Fakten

Wie heiß ist ein Brennstab?

Moderator – Bei der Spaltung von den U235-Kernen entstehen immer 2-3 schnelle Neutronen. Diese schnellen Neutronen können die U235-Kerne nur mit geringer Wahrscheinlichkeit spalten. Also müssen die schnellen Neutronen durch geeignete Bremsmittel gebremst werden, weil langsame Neutronen die U235-Kerne sehr leicht spalten können.

  1. Die Bremsmittel nennt man Moderatoren.
  2. Wenn Moderatoren eingestetzt werden, reicht der Anteil von 0,7% U-235 im natürlichen Uran aus.
  3. Moderatoren sollen die schnellen Neutronen durch wenige Stöße abgebremsen.(Bei den Stößen verlieren die schnellen Neutronen ihre Energie).
  4. Die schnelle Abbremsung hat den Vorteil, dass die schnellen Neutronen nicht vom U-238 absorbiert werden.Durch diese Absorbtion gehen die Neutronen für weitere Kernspaltunge verloren.

Moderatoren, die etwa die gleiche Masse wie die Neutronen haben, können sie durch wenige Stöße abbremsen. Außerdem soll der Moderator eine geringe Neigung zum Einfang der Neutronen besitzen, sonst gehen diese Neutronen für weitere Kernspaltungen verloren.Deuterium (in Form von schwerem Wasser) ist der beste Moderator, aber seine Herstellung ist sehr teuer, weil es so selten in der Natur vorkommt.Auch Graphit wird als Moderator eingesetzt, weil es gute thermische und mechanische Eigenschaften besitzt ( Schmelztemperatur 3550° C),

  1. Wasserstoff (in Form von leichtem Wasser) ist das beste Bremsmittel, aber es fängt sehr leicht Neutronen ein, wobei Deuterium entsteht.
  2. Die Neutronen gehen zwar für weitere Kernspaltungen verloren, aber es ist preiswert und kann gleichzeitig als Moderator und als Kühlmittel eingesetzt werden.
  3. Der Neutronenverlust wird ausgeglichen, indem man den Anteil von U-235 von 0,7% auf 2-4% erhöht.

Man erhält also mehr Spaltungen und auch mehr Neutronen. Die Wirksamkeit des Moderators ist von der Temperatur abhängig. Bei Volllast sind die Brennstäbe innen 800°C heiß, was sich auf den Moderator auswirkt. In Reaktoren vom Typ Tschernobyl (Siedewasser-Druckröhrenreaktor) ist Graphit der Moderator und Wasser Kühlmittel.

Wenn die Anzahl der Kernspaltungen ansteigt, verdampft mehr Wasser, es entstehen mehr Dampfblasen.Wasserdampf enthält pro m³ weniger Moleküle als flüssiges Wasser, also werden weniger Neutronen absorbiert.So kann der Moderator Graphit mehr Neutronen abbremsen und so steigt die Anzahl der Kernspaltungen.

Durch die höhere Anzahl an Kernspaltungen entstehen auch mehr Dampfblasen, der sogenannte Dampfblasenkoeffizient des Moderators ist positiv. Sicherheitseinrichtungen verhindern, dass der Leistungsanstieg außer Kontrolle gerät. In Leichtwasserreaktoren ist Wasser Kühlmittel und Moderator.Wenn die Anzahl der Kernspaltungen zunimmt, verdampft mehr Wasser (der Dampfblasenanteil nimmt zu).Dadurch, dass das Wasser auch Moderator ist, bedeutet ein höherer Dampfblasenanteil eine „Verdünnung” des Moderators.

Es werden zwar weniger Neutronen absorbiert, aber es werden noch weniger Neutronen abgebremst. So sinkt die Anzahl der Kernspaltungen von selbst.Der Dampfblasen-koeffizient ist negativ. Für alle Reaktortypen gilt, dass U-238 bei höherer Temperatur mehr Neutronen absorbiert, der Effekt wirkt dem Anstieg freier Neutronen und dem Amstieg von Kernspaltungen entgegen.

Bei Schnellen Brutreaktoren wird sogar kein Moderator verwendet.Dort werden die schnellen Neutronen, die bei der Kernspaltung entstehen, vom U-238 aufgenommen und es wandelt sich in zwei Schritten zu Pu-239 um, welches sich durch schnelle Neutronen leicht spalten lässt.

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Wie viel kostet ein AKW?

Atomkraft wird immer teurer – Atomkraft war, ist und bleibt eine der teuersten Stromerzeugungstechnologien. Die Kosten zur Produktion von einer Kilowattstunde Atomstrom sind bis zu viermal so hoch, wie die Kosten einer Kilowattstunde Wind- oder Solarenergie.

  1. Da Atomkraft wirtschaftlich nicht wettbewerbsfähig ist, ist Atomenergie bei Bau und Betrieb der Kraftwerke immer auf hohe staatliche Subventionen angewiesen.
  2. Für Steuerzahler*innen und öffentliche Haushalte ist Atomkraft wirtschaftlich ein Milliardengrab.
  3. In den USA wurden wegen fehlender Wettbewerbsfähigkeit zwischen 2009 und 2021 zwölf AKW vom Netz genommen, obwohl diese noch genehmigte Laufzeiten zwischen 10 und 20 Jahren hatten.

Während Solar- und Windkraftanlagen über die Jahre immer günstiger geworden sind, sind die Kosten für Atomkraftwerke über die Jahrzehnte stetig angestiegen. Die Kostenversprechen der Atomenergie haben sich somit als falsch erwiesen. Im Vergleich zu den 70er Jahren stiegen die Baukosten teilweise um das Fünffache und die tatsächlichen Baukosten liegen deutlich über den prognostizierten Projektkosten.

Welches Land hat Uran?

Die größten Uran-Förderländer sind derzeit Kanada, Australien, Ka- sachstan, Niger und Russland (siehe Abbildung 2). Weitere Pro- duzenten sind unter anderem Na- mibia, Südafrika, Usbekistan, die Ukraine sowie Gabun, Brasilien und Tschechien.

Wer hat das meiste Uran?

Nach Ländern

Rang (total seit 2010) Land 2020
1. Kasachstan 19.477
2. Kanada 3.885
3. Australien 6.203
4. Namibia 5.413

Wo wird in Deutschland Uran abgebaut?

1. Uranbergwerk Menzenschwand – Die bedeutendste Uranlagerstätte im Westen Deutschlands, Menzenschwand bei St.Blasien im Südschwarzwald, wurde 1957 entdeckt. Es handelt sich um eine hydrothermale Lagerstätte an der Grenze zwischen Granit und Gneis.1961 begann die niedersächsische Bergbaufirma Gewerkschaft Brunhilde (später GmbH) mit Schürfarbeiten.

Nach dem Versiegen von Trinkwasserquellen mußten die Arbeiten 1963 eingestellt werden. Ab 1973 wurden die Arbeiten wieder aufgenommen. In der Folgezeit wurde zur Erkundung des Vorkommens ein Schacht angelegt, der später eine Tiefe von über 240 m erreichte und von dem alle 30 m Stollen ausgehen, die dem Verlauf des Erzganges folgen.

Das bei diesen Arbeiten anfallende Erz wurde per Bahn über eine Entfernung von 400 km in die Aufbereitungsanlage im rheinland-pfälzischen Ellweiler gebracht. Jährlich wurden auf diese Weise zwischen 4000 und 10000 t Erz verarbeitet und daraus 30 bis 70 t Uran gewonnen. Grubenportal Menzenschwand Okt.1984 1982 beantragte die Bergbaufirma eine Bewilligung zum kommerziellen Abbau des gefundenen Urans.50 Jahre lang sollten jährlich 10000 t Erz abgebaut werden und zu 70 bis 100 t Uran verarbeitet werden. Die zuständige Landesregierung befürwortete zunächst den geplanten Abbau. Bald darauf gründete sich eine Bürgerinitiative, die mit umfangreicher Informationsarbeit an die Öffentlichkeit trat und insbesondere mit der Aufdeckung extrem hoher Radioaktivitätswerte im von den Grubenabwässern kontaminierten Bach Aufsehen erregte (Radium-226 im Sediment: 370000 Bq/kg statt der behaupteten 370 Bq/kg). > Skizze mit Meßwerten 1978 (KfK) und 1982 (LfU) (Animation) Daraufhin sprachen sich die Einwohner von Menzenschwand anläßlich einer Bürgerversammlung geschlossen gegen die Genehmigung des Abbaus aus. Bald darauf schwenkte auch die Landesregierung um und lehnte 1983 die Bewilligung des Abbaus ab, da er mit den Interessen von Naturschutz und Fremdenverkehr kollidiere.

Außerdem solle das Uran als Reserve für Notzeiten im Boden bleiben (“In-Situ-Konzept”). Die Bergbaufirma ging gerichtlich gegen diese Ablehnung vor und verlor in der ersten Instanz: Das Verwaltungsgericht Freiburg lehnte den Abbau 1984 allein schon deshalb ab, da das Bergwerk in einem Naturschutzgebiet liegt.

In zweiter Instanz gab der Verwaltungsgerichtshof Mannheim 1988 der Firma recht: Das Bergbaugesetz räume der Sicherung von Rohstoffen Vorrang vor dem Naturschutz ein. Wenn das Uran nicht abgebaut werde, saufe das Bergwerk ab und das Uran sei verloren.

  • Während der gerichtlichen Auseinandersetzung lief der “Versuchsabbau” unverändert weiter.
  • Die Entscheidung des Bundesverwaltungsgerichts in Berlin als dritter und höchster Instanz stand noch aus, als die Firma am 2.5.1989 überraschend mitteilte, die Abbaubewilligung nicht weiter zu verfolgen und das Bergwerk Ende 1990 schließen zu wollen.

Mittlerweile hatte sie nämlich Schwierigkeiten bekommen mit ihrer Uranaufbereitungsanlage in Ellweiler : Die dortigen Behörden drohten mit der Schließung der Anlage, da die von den Abfallhalden ausgehenden Strahlenbelastungen zu hoch seien. Am 31.5.1989 wurde die Anlage in Ellweiler dann endgültig geschlossen.

So mußte sich die Firma nach einer anderen Möglichkeit umsehen, die etwa 8000 t Erz, die bis zur Schließung der Grube noch anfallen würden, verarbeiten zu lassen. Die fand sie dann in der tschechischen Anlage MAPE bei Budweis. Später gab es aber auch hier Schwierigkeiten (der Vertrag war ausgelaufen und wurde nach anfänglichem Zögern von tschechischer Seite nach Protesten von Umweltschützern nicht mehr erneuert).

Das restliche Erz wurde dann zur Aufbereitung nach Frankreich gebracht, zur Anlage Bessines bei Limoges. Als die Arbeiten zum Leerfahren und Schließen der Grube immer schleppender vorangingen und schließlich ganz zum Stillstand kamen, wurde offensichtlich, daß die Firma zahlungsunfähig geworden war.

Schließlich sprang das Land Baden-Württemberg ein und setzte die Abschlußarbeiten mit Steuergeldern fort. Die Landesregierung hofft, die Schließungskosten in Höhe von 3 Mio.DM zum größten Teil mit dem Verkauf des dabei anfallenden Urans hereinzubekommen. Das letzte Erz wurde im Juli 1991 aus der Grube herausgeholt; bis Ende des Jahres soll das Bergwerk geflutet und das Gelände rekultiviert sein.

Am 19.7.1991 wurde das Konkursverfahren über die Firma Gewerkschaft Brunhilde eröffnet. Insgesamt erhielt Gewerkschaft Brunhilde während ihrer 30-jährigen Tätigkeit in Menzenschwand Forschungsgelder in Höhe von 27,3 Mio.DM, weitere 10,3 Mio.DM kamen vom Wirtschaftsministerium.

  • Wie erst sehr spät festgestellt wurde, konnte die Firma für einen Teil der Gelder keine Abrechnungsbelege vorweisen.
  • Die daraufhin verlangten Rückforderungen belaufen sich angeblich auf 3 Mio.DM und trugen offensichtlich mit zur Zahlungsunfähigkeit der Firma bei.
  • An Gefahren, die von dem Bergwerk während des Betriebs ausgingen, wären zunächst einmal die außerordentlich hohen Radon-Werte in der Grube zu nennen: Bis 1984 betrugen sie 44000 Bq/m 3, ab 1986 nach Verdreifachung der Lüfterleistung immer noch 14000 Bq/m 3,

Daraus berechnete sich für die Bergleute eine jährliche Lungendosis von 90 rem, das sechsfache des Grenzwerts nach Strahlenschutzverordnung. Durch die intensive Grubenbelüftung erhöhte sich der Radon-Pegel von 20 Bq/m 3 in der Umgebungsluft im Winter auf 40 Bq/m 3 und im Sommer auf 60 Bq/m 3,

Auf die Abwasserproblematik wurde schon hingewiesen. Infolge der aufgedeckten Probleme mit den Grubenabwässern wurden vom Bundesforschungsministerium öffentliche Gelder in Millionenhöhe für eine Verbesserung der Abwasserreinigung der Grube bereitgestellt, wodurch die Abwasserbelastung dann tatsächlich zurückging.

Die über die Abluft und das Abwasser in die Umgebung freigesetzte Radioaktivität gelangt in die Nahrungskette und kann bei Verzehr vorwiegend einheimischer Produkte zu einer sechsfachen Überschreitung der Dosisgrenzwerte führen, wie in einem Gutachten des Bundesgesundheitsamtes berechnet wurde.

Wie viele Windräder braucht man um ein Atomkraftwerk zu ersetzen?

Pro Kernkraftwerk würde man rund 1.300 Windräder benötigen. Die letzten drei Atomkraftwerke (AKW) in Deutschland sind stillgelegt: Isar 2, Emsland und Neckarwestheim 2. Ihre elektrische Nettoleistung lag bei jeweils etwa 1.400 MW, zusammen also 4.200 MW.

Was wird in einem Atomkraftwerk verbrannt?

Wie funktioniert ein Atomkraftwerk? In Kernkraftwerken macht man sich zunutze, dass bei der Spaltung von Atomkernen ein winziger Teil der Masse in Energie umgewandelt wird. Anders als andere dampfbetriebene Kraftwerke, in denen man fossile Energieträger – etwa Kohle, Gas oder Öl – verbrennt, finden in Kernkraftwerken also keine chemischen Reaktionen statt.

  • Deshalb entsteht hier auch kein CO 2,
  • Gemeinsam ist den Kraftwerkstypen, dass sie die gewonnene Energie nutzen, um Wasser zu erhitzen.
  • Mit dem heißen Wasserdampf lässt sich dann eine Turbine antreiben und so elektrischer Strom erzeugen.
  • Das Herzstück eines Kernkraftwerks ist der Reaktor: Hier befinden sich die Brennelemente, eingebettet in das zu erhitzende Wasser.

Brennelemente sind zu quadratischen oder hexagonalen Einheiten zusammengefasste Brennstäbe, die wiederum aus einer extrem festen Hülle und dem eingeschlossenen Brennstoff bestehen. Als Brennstoff nutzt man vor allem das chemische Element Uran, das in der Natur in verschiedenen Varianten – sogenannten Isotopen – vorkommt.

  • Das häufigste Uranisotop ist Uran-238 mit 92 Protonen und 146 Neutronen im Kern.
  • In Kernkraftwerken nutzt man dagegen das Isotop Uran-235, das drei Neutronen weniger besitzt und besonders leicht spaltbar ist.
  • In natürlichen Mineralien ist Uran-235 nur in Mengen von unter einem Prozent enthalten.
  • In den Brennelementen wird der Anteil auf drei bis fünf Prozent angereichert.

Neben Uran-235 eignen sich aber auch einige andere schwere Elemente als Kernbrennstoff, wie etwa Plutonium-239. Um für den Einsatz im Kernkraftwerk infrage zu kommen, müssen chemische Elemente gleich mehrere Eigenschaften aufweisen: Erstens sollten sie zu bezahlbaren Preisen auf dem Weltmarkt erhältlich sein.

  • Zweitens müssen sie leicht durch Neutronen spaltbar sein.
  • Und drittens müssen sie bei einer Kernspaltung selbst mehrere Neutronen freisetzen.
  • Denn nur so lässt sich eine Kettenreaktion aufrechterhalten, bei der im Mittel wenigstens eines der freigesetzten Neutronen einen weiteren Atomkern spaltet.
  • Ernkraftwerk mit Druckwasserreaktor Trifft ein Neutron auf einen Uran-235-Kern, kann dieser zerfallen – meist in zwei Fragmente und zwei bis drei einzelne Neutronen.

Anschließend fliegen die Bruchstücke mit hohen Geschwindigkeiten auseinander. Tatsächlich sind die bei einer Kernspaltung freigesetzten Neutronen anfangs derart schnell unterwegs, dass sie nur schlecht mit weiteren Atomkernen reagieren. Aus diesem Grund sind die Brennstäbe meist von Wasser umgeben: Durch Stöße mit den Wasserstoffatomen verlieren die Neutronen einen Teil ihrer Energie und werden so abgebremst.

Die langsamen Neutronen haben eine wesentlich höhere Wahrscheinlichkeit, eine Kernspaltung auszulösen. Das Ausbremsen hat aber noch einen weiteren Effekt: Denn die bei den Kollisionen verlorene Energie wird in Wärme umgewandelt – dadurch heizt sich das umgebende Kühlwasser auf. Um die Kettenreaktion gezielt beeinflussen und gegebenenfalls abbrechen zu können, lassen sich zwischen die Brennstäbe eines Kernreaktors sogenannte Regel- und Notfallstäbe schieben.

In diesen Stäben befinden sich stark neutronenabsorbierende Materialien wie Cadmium oder Bor. Je tiefer die Regelstäbe in den Reaktorkern eingefahren werden, desto mehr Neutronen werden abgefangen und können keine weiteren Spaltungen auslösen. Dadurch sinkt die Reaktionsrate.

Wie wird ein Kernreaktor heruntergefahren?

Stand: 16.03.2011 16:41 Uhr In Fukushima scheinen alle Reaktoren außer Kontrolle zu sein – auch diejenigen, die schon vor dem Erdbeben abgeschaltet worden waren und in denen die Brennstäbe bereits im Abkühlbecken lagen. Wie lange also dauert es, bis die Kettenreaktion gestoppt ist? Einen Atomreaktor kann man nicht wie eine Küchenlampe ausschalten – “Klack”, und das Uran wird zu Staub und Asche, stumm, still und ungefährlich.

  1. Wenn schon Küche, dann taugt eher die Herdplatte als Vergleich: Auch wenn der Schalter auf “O” steht, kann man sich an ihr noch schwer die Finger verbrennen.
  2. Abschaltung unterbricht lediglich Kettenreaktion Einen Reaktor abzuschalten bedeutet in der Praxis erst mal, dass die Kettenreaktion unterbrochen wird.

Aus ihr stammt die immense Kraft der Meiler. Immer wenn genug spaltbares Material dicht genug zusammen ist, startet die Kettenreaktion. Um die zu stoppen, fährt man die so genannten Steuerstäbe zwischen die Brennstäbe, diese fangen die Neutronen ab. Das dauert im Normalfall einige Stunden, per Notfallschaltung aber ist das auch mal Sekundensache.

  • So abgeschaltet, gibt das Kraftwerk keine Energie mehr ab.
  • Spaltbare Materialien strahlen auch nach Abschaltung weiter Aber es ist nicht wirklich aus.
  • Die Brennstäbe können nämlich gar nicht anders als „nach”strahlen.
  • Das was aus den spaltbaren Materialien im Brennstoffen, also Uran 235 und Plutonium enstanden ist, das strahlt weiter.
See also:  Ab Wann Fernseher FR Kinder?

Auch ausgeschaltet liefert ein Atomkraftwerk deshalb noch fünf bis zehn Prozent seiner Maximalenergie. Selbst abgebrannte Stäbe sind noch etwa so radioaktiv wie reines Radium. Es ist sogar so, dass gerade abgebrannte Stäbe mit vielen Spaltprodukten besonders heftig nachstrahlen.

Das kann so stark werden, dass die Brennstäbe wieder schmelzen können. Plutonium strahlt mehrere Hunderttausend Jahren Deshalb kommen die Brennelemente auch nicht einfach in den Abfalleimer, sondern in so genannte Abklingbecken. Da werden sie immer wieder gekühlt, bis sie – nach Jahren – in Castor-Behälter abgepackt werden können.

Weiter geht es momentan noch nicht, denn ein Endlager haben wir in Deutschland nicht. Hat auch sonst niemand. Außer den Brennstäben muss noch eine Menge Material als radioaktiver Abfall endgelagert werden. Nehmen wir mal das AKW Stade, 2003 abgeschaltet.

Das sind 3000 Tonnen strahlendes Material, das momentan samt und sonders in Zwischenlagern liegt. Bis die Strahlung wirklich wieder auf ein natürliches Maß gesunken ist, vergehen mehrere Hunderttausend Jahre. Plutonium etwa strahlt nach 250.000 Jahren immer noch mit einem Tausendstel seiner Energie. Fragen zu Fukushima Die SWR-Uweltredakteure Werner Eckert und Axel Weiß haben im Blog zahlreiche Fragen zu Fukushima beantwortet.

tagesschau.de hat diese ursprünglich für das Blog verfassten Texte nun zu einem Dossier zusammengefasst.

Wie lange hält ein Brennstab?

Wie Brennelemente gelagert werden » ENSI Bis zu sieben Jahre bleibt ein Brennelement in einem Reaktor, dann muss es ersetzt werden. Die abgebrannten Brennelemente sind nach ihrem Einsatz im Reaktor aber sehr heiss und müssen in einem Zwischenlager über Jahre gekühlt werden.

  • Dies geschieht in speziellen Wasserbecken bei den Kernkraftwerken.
  • Unmittelbar nach dem Unfall in Fukushima hat das ENSI die Kernkraftswerkbetreiber angewiesen, die Sicherheit der Brennelementlagerbecken zu überprüfen.
  • Bis Ende August müssen die Kraftwerksbetreiber Vorschläge unterbreiten, wie die vom ENSI monierten Mängel behoben werden können.

Brennelementlagerbecken des Kernkraftwerks Beznau. Brennelemente bestehen aus einem Bündel von vielen dünnen Brennstäben. Diese wiederum sind jeweils mit mehreren hundert Brennstofftabletten, meist Uranoxyd in Form zylindrischer Pellets, gefüllt. Die etwa einen Zentimeter grossen Pellets enthalten den Kernbrennstoff mit spaltbaren Nukliden (wie Uran-235).

Die Brennelemente werden im Reaktordruckbehälter zur Energiegewinnung eingesetzt. Dort produzieren sie infolge der kontrollierten Kernspaltung Wärme. Die Brennelemente werden während vier bis sieben Jahren im Reaktor eingesetzt. Nachher werden sie aus dem Reaktordruckbehälter entladen. Die verbrauchten Brennelemente erzeugen aber auch nach der Entladung wegen des so genannten Nachzerfalls weiterhin Wärme, wenn auch in wesentlich geringerem Masse als beim Leistungsbetrieb im Reaktordruckbehälter.

Deshalb müssen die verbrauchten Brennelemente noch über Jahre gekühlt werden. Dies geschieht in speziellen Brennelementelagerbecken der Kernkraftwerke.

Wie lange brauchen Brennstäbe bis sie nicht mehr radioaktiv sind?

Plutonium-239 etwa, das nach einer Kernspaltung im Reaktor in den abgebrannten Brennstäben verbleibt, ist erst nach rund 24.000 Jahren zu schwach-radioaktivem Uran-235 zerfallen – das wiederum mit einer Halbwertszeit über 700 Millionen Jahren weiter strahlt und erst danach in das stabile Bleiisotop übergeht.

Wie lange hält ein Brennstab in einem Atomkraftwerk?

Brennelemente – Im Aufbau und in der Anzahl der enthaltenen Brennstäbe unterscheiden sich die Brennelemente je nach Reaktortyp.Beispiel für einen Druckwasser-Reaktor mit einer elektrischen Nettoleistung von 1300 MW (Megawatt):

193 Brennelemente 240-300 Brennstäbe pro Element Urangehalt pro Element ca.530 kg

Beispiel für einen Siedewasser-Reaktor mit einer elektrischen Nettoleistung von 1300 MW (Megawatt):

840 Brennelemente 81-100 Brennstäbe pro Element Urangehalt pro Element ca.175 kg

Die Einsatzzeit der Brennelemente im Reaktor beträgt 3-4 Jahre. Der jährliche Nachladebedarf an Uran beträgt etwa 30 Tonnen.

Welche 3 Kreisläufe gibt es in einem Atomkraftwerk?

Kernkraftwerke – Das Wichtigste –

  • Ein Kernkraftwerk dient zur Produktion von Strom und Wärme.
  • Mit einem Kernkraftwerk, oft auch Atomkraftwerk genannt, lässt sich elektrische Energie durch Kernspaltung gewinnen. Üblicherweise wird für die Kernspaltung radioaktives Uran-235 verwendet.
  • Die Funktion eines Kernkraftwerks wird prinzipiell in einen konventionellen und nuklearen Teil unterteilt
  • Die drei Kreisläufe, die chronologisch durchgeführt werden, sind der Primärkreislauf, Sekundärkreislauf und der Kühlkreislauf.
  • Verglichen mit fossilen Energieträgern, erwirtschaften Kernkraftwerke mehr elektrische Energie und besitzen damit eine höhere Produktionsrate an Strom mit der gleichen Menge Brennstoff als die fossilen Energieträger.
  • Der Wirkungsgrad η beschreibt das Verhältnis zwischen zugeführter und genutzter Energie, also wie viel praktisch von der (umgewandelten) Energie verwendet werden kann.
  • Verlustleistung gibt Auskunft über die Diskrepanz zwischen der zugeführten Energie pro Zeit (Eingangsleistung) und der nutzbaren Energie pro Zeit (Nutzleistung) am Ende des vollständigen Ablaufs.
  • Es können jederzeit aufgrund von technischen Schwierigkeiten, naturbedingten Störfällen oder menschlichem Versagen Komplikationen auftreten, dessen Umfang gravierend sein kann (siehe Tschernobyl und Fukushima).
  • Ein Super-GAU, also ein G rößter A nzunehmender U nfall, beschreibt den schwerwiegendsten Unfall, der in einem Kernkraftwerk geschehen kann.
  • Auch wenn der Ausstieg oftmals schon beschlossen ist, ist das Thema rund um Atomenergie und Kernkraftwerke ein weiterhin umstrittenes Thema.

Wie lange dauert es ein AKW runter zu fahren?

Energie & Rohstoffe > Atomausstieg Am 15. April spätestens eine Minute vor Mitternacht schlägt die Stunde Null: Null Stromerzeugung mehr aus den drei aktiven deutschen Kernkraftwerken Neckarwestheim 2, Isar 2 und Emsland. Wie schaltet man eigentlich ein Atomkraftwerk ab und was passiert danach? Wird ab jetzt zwei Jahrzehnte lang abgerissen: Das Kernkraftwerk Isar 2. Bildnachweis: picture alliance / SchwabenPress | Guenter Hofer Wie vermutlich nicht überraschend, handelt es sich beim Abriss – vornehmer: Rückbau – eines Kernkraftwerks um einen komplexen und damit extrem langwierigen Prozess.

Wobei das Abschalten noch ein Leichtes ist: Trennung des Kraftwerks vom Stromnetz, und dann nach und nach Herunterfahren des Reaktors durch kontinuierliche Verringerung der Leistung, Einfahren der Steuerstäbe. Nach rund fünfzehn Minuten ist dieser Vorgang beendet. Die Steuerungszentrale des Kraftwerks wird abgeschaltet.

Zurück bleibt ein sich langsam abkühlender Reaktor – und jede Menge Arbeit. Das Kernkraftwerk Isar 2 (KKI2), leistungsfähigstes in Deutschland, hat nach Angaben des Betreibers PreussenElektra Ende 2022 die Rekordmenge von 400 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt.

Nun wird dort wie bei den übrigen verbliebenen Kraftwerken der Rückbau angegangen. Da stehen die Mitarbeiter des Kraftwerks und die künftig mit dem Abriss beschäftigten Firmen dann vor einer Anlage mit hoch radioaktiven Elementen, schwach- bis mittel- radioaktiven Bauteilen und einem Stahlbetonbau mit mehr als ein Meter dicken Wänden und einem 165 Meter hohen Kühlturm.

Beaufsichtigt wird das Ganze, wie der Betrieb jeglicher nuklearer Anlagen, sowie auch die Endlagersuche, vom Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE). Das sich über mangelnde Aufgaben nun nicht beklagen kann, so BASE-Präsident Wolfram König: „Mit Abschaltung der letzten Atomkraftwerke in Deutschland wird der Atomausstieg noch lange nicht vollendet sein, denn zahlreiche Aufgaben der nuklearen Sicherheit bleiben.” Noch gibt es kein Endlager für radioaktive Abfälle in Deutschland – allenfalls 2027 kann das Endlager für schwach- bis mittel-radioaktive Stoffe im ehemaligen Eisenerzbergwerk Salzgitter in Betrieb gehen („Schacht Konrad”).

  1. Zuvor aber beginnt der Kraftwerksrückbau zum Beispiel bei Isar 2: Da war zunächst einmal eine Stillegungsgenehmigung zu erteilen, und auch für den Abbau müssen Genehmigungen her.
  2. Dann beginnt der sogenannte direkte Rückbau, den der Betreiber bereits bei seinen Kraftwerken Stade, Würgassen oder Unterweser praktiziert hat.

Der erste große Schritt beim Abbau von innen nach außen: Die Demontage der Einbauten im Reaktordruckbehälter. Es folgen der Abbau von Systemen und Teilen der eigentlichen Anlage, also etwa der Dampferzeuger. Die Brennelemente und Sonderbrennstäbe werden entfernt und in die sogenannten CASTOR-Behälter verpackt.

Es folgt der Transport ins Brennelementzwischenlager Isar. Anschließend geht es an die Behandlung der übrigen radioaktiven Bauteile. Dafür wird im Reaktorgebäude selbst ein Reststoffbehandlungszentrum aufgebaut. Das Zerlegen radioaktiver Bauteile, etwa der Reaktordruckbehälter, erfordert natürlich entsprechende Schutzmaßnahmen für die Beschäftigten, daher finden diese Arbeiten unter Wasser statt, das verringert die Strahlung und verhindert Staubentwicklung.

Außerdem setzt man von einem Leitstand aus ferngesteuerte Werkzeuge ein. Aus den Sicherheitsanforderungen ergibt sich bereits: Diese Arbeiten dauern. Dabei wird man rund 20.000 Tonnen Material bewegen – die Gesamtmasse des Kraftwerks beträgt 782.500 Tonnen, überwiegend natürlich nicht-radioaktive Strukturen und Gebäude.

Das Material wird zuvor entsprechend behandelt: Chemisch, zur Dekontaminierung, oder mit hydraulischen Sägeverfahren zur Zerkleinerung, mit Zangen unter Druck zum Zusammenpressen: „fräsen, schleifen, hobeln, kratzen, wischen”, sagt der Plan zur Dekontaminierung. Allein der Aufbau der Infrastruktur dafür auf dem Gelände dauert erheblich: Je nach Gefährdungspotential müssen abgeschirmte Bereiche für die Lagerung geschaffen werden, Pufferzonen und Zerlegeplätze und Transportwege.

Nicht zu sprechen von Staubabsaugung und Abschirmungen gegen Witterungseinflüsse. Was immer an Gegenständen vom Kraftwerksgelände entfernt werden soll, muss auf Strahlung untersucht und freigegeben werden. Grenzwerte gelten nicht nur im Kraftwerk, sondern natürlich auch für die Bevölkerung im Umland.

Für all das sind Sachverständige und Gutachter mitsamt den entsprechenden Gerätschaften vonnöten, dazu die Aufsicht durch die Behörden. PreussenElektra spricht bei derartigen Vorgängen von „Plausibilitätsbetrachtungen unter Berücksichtigung der Betriebshistorie sowie Beweissicherungsmessungen”, die durchzuführen seien.

Hydrologische Begutachtungen, die Berücksichtigung von Geologie und Raumaufteilung, wasserrechtliche und radiologische Auswirkungen und die Beachtung von Naturschutzbelangen gehören zu den Betrachtungen beim Abriss: Die Formulierungen aus der 38seitigen „Kurzfassung” des Abbauplans von 2021 lassen nur ahnen, was sich in den kommenden Jahren an der Isar abspielen wird.

Etwa fünfzehn Jahre dauert der Rückbau, so die Annahmen des BASE für die drei nun anstehenden Stillegungen. Erst danach ist es möglich, die atomrechtliche Überwachung des Baus zu beenden, denn so lange können noch schwach strahlende Elemente vorhanden sein, inklusive der auf dem Kraftwerksgelände zwischengelagerten Bauteile.

Anschließend bleibt der Abriss der gewöhnlichen Gebäude und Einrichtungen, wofür nochmals mindestens zwei Jahre zu veranschlagen sind. Danach findet man sich aber noch nicht auf einer grünen Wiese – ehe nicht Schacht Konrad aufnahmebereit ist, muss auf dem Gelände zur Zwischenlagerung eine „Bereitstellungshalle” gebaut werden.

Was passiert bei der Kernspaltung einfach erklärt?

Kernspaltung einfach erklärt Die Kernspaltung oder Atomspaltung beschreibt den Prozess, bei dem ein schwerer Atomkern in zwei kleinere Atomkerne zerlegt wird. Dabei werden mehrere Neutronen und Energie freigesetzt.

Wie läuft die Kernspaltung ab?

Kernspaltung – eine spezielle Form der Kernumwandlung – Unter Kernspaltung versteht man die durch Beschuss mit Neutronen erfolgende Zerlegung eines schweren Atomkerns in zwei mittelschwere Atomkerne. Dabei werden Neutronen freigesetzt und es wird Energie abgegeben, die als Kernenergie bezeichnet wird.

  • Ernspaltung ist eine spezielle Form der Kernumwandlung, d.h.
  • Der Umwandlung von Atomkernen in neue Kerne.
  • Ein Beispiel für eine solche Kernspaltung ist in Bild 1 dargestellt: Treffen Neutronen auf Uran-235, so erfolgt eine Kernumwandlung in Uran-236, das in Bruchteilen von Sekunden in zwei mittelschwere Kerne zerfällt.

In Bild 1 ist nur eine Möglichkeit dargestellt. Ein Urankern kann auch in andere Atomkerne zerfallen, z.B. in Lanthan und Brom, in Selen und Caesium oder in Antimon und Niobium. Insgesamt sind über 200 Zerfallsprodukte des Urans bekannt. Bei jeder Kernspaltung werden 2 oder 3 Neutronen freigesetzt.

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