Ausarbeitung zum Thema KERNKRAFTWERK. Gliederung

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1 Ausarbeitung zum Thema KERNKRAFTWERK Gliederung _ Einleitung _ Aufbau und Wirkungsweise eines Kernkraftwerks _ Energieumwandlung im Kernkraftwerk _ Kernreaktor _ Siedewasserreaktor _ Druckwasserreaktor _ Inhärente Sicherheit _ Andere Reaktortypen _ Kühlung _ Entsorgung _ Radioaktive Strahlung _ Risiken _ Sicherheitsmaßnahmen Ellen Wießner Kurs 12 B Februar 2001 Einleitung Zu den nicht fossilen, aber im eigentlichen Sinne auch nicht regenerativen Energiequellen gehört die Kernenergie. Kernenergie wird mit Hilfe von sogenannten Kernreaktoren und dem Schwermetall Uran gewonnen. Mit der Entdeckung der Kernspaltung wurde die friedliche Nutzung der Kernenergie in den 50er und 60er Jahren stark gefördert, resultierend in einem Bau von Kernkraftwerken bis Mitte der 80er Jahre. Die Reaktorunfälle von Harrisburg und Tschernobyl und schon vorher bekannte Argumente gegen eine Nutzung der Kernenergie zur Energieerzeugung erschwerten jedoch in den letzten 20 Jahren die politische Durchsetzbarkeit - etwa in den USA und Deutschland -, bis ein Zubau von neuen Kernkraftwerken fast unmöglich wurde. Die Kernenergienutzung wird hingegen beispielsweise in Japan, China, Russland, Südafrika und einigen anderen Ländern wieder als Alternative zur Nutzung fossiler Brennstoffe akzeptiert. Stromerzeugungsstruktur in Deutschland Wie in dem Schema zu erkennen ist wird der meiste Strom in Deutschland aus Kohle erzeugt. Insgesamt entfallen 55 % auf diesen Bereich. Zweiter wichtiger Energieträger für die Stromerzeugung ist jedoch die Kernenergie mit 34 %. In Deutschland sind 20 Kernkraftwerke an 15 verschiedenenstandorten in Betrieb. Sie produzieren etwa 162 Milliarden kwh. Trotzdem sind Kernkraftwerke auf grund der unermesslichen Konsequenzen bei einem möglichen Unfall stark umstritten. Im Folgenden sollen nun Aufbau und Funktionsweise sowie Risiken und Sicherheitsvorkehrungen von Kernkraftwerken betrachtet werden. QUELLEN Bücher: _ Physik Sekundarstufe 2 (Volk und Wissen) _ Heißer als die Sonne - Energie aus Kernfusion? (Stratis, Karamanolis) Internet: _ _ _ file:///c /Dokumente%20und%20Einstellungen/Michael/Desktop/REFS/Ready%20to%20do/10_10_05/kernkraftwerk2.html (1 of 6) :35:30

2 Aufbau und Wirkungsweise eines Kernkraftwerkes Das Bild zeigt das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks unter Verwendung eines Druckwasserreaktors. Das Herzstück eines solchen Kraftwerks, der sogenannte Core, befindet sich im Innern eines massiven Stahldruckgefäßes von 10 bis 20 cm Wanddicke. Er besteht aus zu Brennelementen zusammengefassten, dichtgepackten dünnen Brennstäben, die in einer gasdichten metallischen Hülle den Brennstoff enthalten. Zwischen den Brennstäben bewegen sich Steuerstäbe aus neutronenabsorbierendem Material. Die durch Kernspaltung in den Brennstäben entstehende Wärme wird von dem Wasser, das zwischen den Brennstäben hindurchgepumpt wird, aufgenommen und zur Dampferzeugung genutzt. Dabei durchströmt das Wasser eine Vielzahl kleiner Rohre, wo die Wärme durch die Rohrwand an das auf der Außenseite der Rohre befindliche kältere Wasser des Sekundärkreislaufes abgegeben wird. Das Primärwasser verlässt, auf etwa 290 C abgekühlt, den Dampferzeuger und wird zum Reaktordruckgefäß zurückgeführt. Der Druck im Primärkreislauf ist so hoch, dass das Wasser trotz der Aufheizung auf etwa 320 C nicht verdampft (daher die Bezeichnung Druckwasserreaktor). Im Sekundärkreislauf dagegen kommt das Wasser aufgrund des niedrigen Drucks zur Verdampfung. Der entstehende Dampf treibt im Anschluss mehrere Turbinen an, die ihrerseits einen oder mehrere Generatoren antreiben. Die Generatoren erzeugen schließlich die elektrische Energie, mit der die Haushalte versorgt werden. Energieumwandlung im Kernkraftwerk Im Kernkraftwerk wird als Primärenergie die Kernenergie, also die Bindungsenergie von Kernbausteinen in Atomkernen, eingesetzt. Bei der Kernspaltung wird diese Bindungsenergie als Wärmeenergie frei. Damit wird eine Turbine angetrieben, die die Wärmeenergie des Dampfes in kinetische Energie umwandelt. Der durch die Turbine angetriebene Generator dient schließlich durch die Umwandlung der kinetischen Energie der Gewinnung von elektrischer Energie. Kernenergie Wärmeenergie Kinetische Energie Elektrische Energie Der Kernreaktor Voraussetzung für das Funktionieren eines Kernkraftwerkes ist die Kernspaltung im Kernreaktor. Bei einer Kernspaltung werden schwere Atomkerne, z.b. Uran-235 oder Plutonium-239, durch langsame Neutronen in zwei mittelschwere Bruchstücke (Spaltprodukte) geteilt. Dabei werden Neutronen freigesetzt, die weitere Kernspaltungen auslösen können. Es entsteht eine Kettenreaktion, bei der eine enorme Menge an Energie freigesetzt wird. Diese muss jedoch kontrolliert ablaufen, um eine explosionsartige Freisetzung gewaltiger Energiemengen zu verhindern. n + Uran-235? Tochterkern 1 + Tochterkern 2 + n + n (+n) Der Reaktor enthält im wesentlichen Uran, Wasser und entsprechende Materialien, die die Neutronen abfangen, um die Kettenreaktion zu kontrollieren. Genau genommen findet die eigentliche Kernspaltung in den Brennstäben statt, bestehend aus Metallröhren bis zu vier Meter Länge. Gefüllt sind diese mit zu Tabletten gepresstem Uranoxid. Mehrere Brennstäbe werden zu Brennelementen zusammengefasst, in denen die Kettenreaktion in Gang gesetzt wird. Die Kettenreaktion muss nun so gesteuert werden, das gerade nur soviel Energie frei wird, wie man braucht. Verantwortlich dafür ist die Regeleinrichtung: man fährt in den Reaktor Stäbe aus Materialien, die Neutronen abfangen und festhalten, so dass sie keine weiteren Kettenreaktionen mehr auslösen. Diese Stäbe sind meist aus Bor oder Cadmium und werden Steuerstäbe genannt. Sie können zwischen die Brennstäbe geschoben werden. Wenn sie fast herausgezogen sind, schlucken sie wenige Neutronen, und die Kettenreaktion läuft schnell und heftig ab, sind sie hineingefahren, absorbieren sie viele Neutronen und verlangsamen die Kettenreaktion. Durch das Hinein- und Herausfahren der Steuerstäbe lässt sich die Kernspaltung im Normalfall beherrschen. Schließlich soll nur soviel Energie freigesetzt und umgewandelt werden, wie benötigt wird, um den jeweiligen Bedarf an elektrischer Energie zu decken. Die Art, wie die Kettenreaktion gesteuert wird, ist bei allen Kernkraftwerken gleich. Es gibt jedoch verschiedene Möglichkeiten, wie man die bei der Kernspaltung entstehende Wärmeenergie aus dem Reaktor hinausbefördert. Der Siedewasserreaktor Bei diesem Reaktor übernimmt das Wasser gleich mehrere wichtige Aufgaben. Zunächst bremst es die Neutronen, die bei einer Kernspaltung in den Brennelementen frei werden, da diese zu schnell sind, um eine neue Kettenreaktion auszulösen. Die einzelnen Brennstäbe tauchen daher in Wasser ein, die Neutronen werden abgebremst und können jetzt in einen anderen file:///c /Dokumente%20und%20Einstellungen/Michael/Desktop/REFS/Ready%20to%20do/10_10_05/kernkraftwerk2.html (2 of 6) :35:30

3 Brennstab eindringen und dort eine neue Reaktion auslösen. Das Wasser dient aber nicht nur als Moderator. Es wird auch als Kühlmittel genutzt. Wären die Brennstäbe nicht von Wasser umgeben, würden diese aufgrund der hohen Wärmeenergie in den Brennstäben schmelzen. Außerdem transportiert das Wasser Energie. Die bei der Kernspaltung frei werdende Energie wird aus den Brennstäben direkt an das Wasser abgegeben. Dabei erwärmt sich das Wasser sehr stark und verdampft unter einem hohen Druck von etwa 70 bar. Dieser Dampf wird aus dem Reaktordruckgefäß herausgeführt und treibt eine Turbine an. Hinter der Turbine wird der Dampf wieder abgekühlt, so dass er zu Wasser kondensiert, das wieder in den Reaktor zurückfließt. Das Besondere hierbei ist also, dass das Wasser bzw. der Dampf, der die Turbinen antreibt, derselbe ist, der die Reaktorstäbe umspült. Daher wird dieses Wasser und damit auch die Turbine im Laufe der Zeit selbst radioaktiv. Der Druckwasserreaktor Bei einem Druckwasserreaktor hingegen lässt man in dem Reaktordruckgefäß einen so großen Druck zu, dass das Wasser selbst bei 330 C noch nicht verdampft. Es wird also heißes Wasser aus dem Reaktor herausgeführt. Seine Wärme gibt es an einen getrennten zweiten Wasserkreislauf ab, bevor es kühler in den Reaktor zurückfließt. Das Wasser diesen zweiten Kreislaufes steht unter geringerem Druck. Es verdampft und treibt eine Turbine an. Der Dampf bzw. das Wasser dieses zweiten Kreislaufes wird also nicht radioaktiv. Die meisten Reaktoren in Deutschland sind Druckwasserreaktoren. Inhärente Sicherheit Sowohl der Siedewasserreaktor als auch der Druckwasserreaktor wird als Leichtwasserreaktor bezeichnet, da beide als Kühlmittel leichtes Wasser (H2O) benutzen. Beide Leichtwasserreaktoren besitzen eine Besonderheit, die sogenannte inhärente Sicherheit, also eine sich,,von selbst" einstellende Sicherheit. Sollte bei einem Unfall der Druckbehälter bersten oder ein Leck bekommen, verdampft das Wasser sofort. Damit wird zwar Radioaktivität freigesetzt, aber da das Wasser zwischen den Brennstäben jetzt fehlt, werden die Neutronen nicht mehr abgebremst, und die Kettenreaktion bricht zusammen. Weitere Reaktortypen Der Brutreaktor Ein Brutreaktor ist ein Kernreaktor, der im Betrieb mehr neuen Kernbrennstoff aus geeigneten,,rohstoffen erzeugt, als er von dem primär eingesetzten Kernbrennstoff verbraucht. Er ist der umstrittenste Reaktortyp unter den Kernkraftwerken. Nicht nur, weil er mit vielen Sicherheitsrisiken behaftet ist, sondern vor allem auch, weil er mit dem Plutonium-239 das Spaltmaterial liefert, aus dem die Atombombe gebaut wird. Hinzu kommt noch, dass Plutonium, ganz abgesehen von seiner Radioaktivität, hochgiftig ist. 80 kg würden ausreichen, um die ganze Menschheit zu vernichten. Hochtemperaturreaktor Der HTR ist ein Atomreaktortyp, der in Deutschland als Kugelhaufenreaktor entwickelt wurde, bei dem der Reaktorkern aus einer Schüttung von kugelförmigen Brennelementen besteht, d.h. von einem zylindrischen Graphitaufbau als Neutronenreflektor umschlossen wird. Die Brennelemente haben einen Durchmesser von 60 mm und bestehen aus Graphit, in dem sich der Brennstoff in Form von kleinen beschichteten Partikeln befindet. Der Reaktorkern wird mit Helium gekühlt. Schwerwasserreaktor Er ist ein Reaktorkonzept mit schwerem Wasser als Moderator und Kühlmittel im Reaktorbehälter. Der Vorteil besteht hier in der Möglichkeit, Natururan direkt in Brennelementen zu verwenden, ohne es erst bezüglich des Isotops Uran-235 anreichern zu müssen, da schweres Wasser mit geringerer Wahrscheinlichkeit Neutronen absorbiert als normales Wasser. Nachteil sind das teure schwere Wasser, in dem der normale Wasserstoff durch das schwerere Wasserstoffisotop Deuterium ersetzt ist, und die größeren Abmessungen solcher Reaktoren. Kühlung Nur etwa ein Drittel der im Reaktor erzeugten Wärme lässt sich zur Stromerzeugung nutzen. Es entsteht also ein hoher Anteil an Abwärme, der beseitigt werden muss. Daher besitzen Kernkraftwerke Kühltürme und liegen an großen Flüssen, die als Kühlwasser dienen. Der noch warme Dampf muss, nachdem er die Turbine durchlaufen hat, gekühlt und wieder in Wasser (Kondensat) umgewandelt werden. Dazu dient der Kühlturmwasserkreislauf. Das Wasser im Kühlturmkreislauf entzieht in dem Kondensator unterhalb der Turbinen dem Dampf die restliche Wärme und verwandelt ihn damit in Wasser zurück. Dieses Wasser wird dann wieder in den Reaktordruckbehälter zurückgepumpt. file:///c /Dokumente%20und%20Einstellungen/Michael/Desktop/REFS/Ready%20to%20do/10_10_05/kernkraftwerk2.html (3 of 6) :35:30

4 Das erwärmte Kühlwasser strömt in die Kühltürme, wird hochgepumpt und rieselt über Platten nach unten in ein Auffangbecken. Der Luftzug wirkt dabei stark kühlend. Das abgekühlte Wasser wird in den Kondensator zurückgepumpt. Barrieren verhindern übrigens zuverlässig, dass Kühlwasser mit Radioaktivität belastet ist. Entsorgung Die Entsorgung radioaktiver Abfälle ist bei allen deutschen Kernkraftwerken klar geregelt. Es gibt zwei Möglichkeiten mit dem radioaktiven Abfall umzugehen: die Wiederaufbereitung und die Endlagerung. Hochradioaktive Abfälle, das sind ausgediente Brennelemente, werden längere Zeit - mindestens ein Jahr - in einem sogenannten,,abklingbecken" direkt neben dem Reaktor im Sicherheitsbehälter unter Wasser aufbewahrt. In dieser Zeit verringert sich ihre Strahlung auf etwa ein Dreißigstel, auch die Wärmeentwicklung geht zurück. Nach der Abklingzeit, die je nach Einsatzzeit des Brennelements auch über fünf Jahre hinausgehen kann, werden die Brennelemente entweder zur Wiederaufarbeitung oder in ein Zwischenlager gebracht. Bei der Wiederaufarbeitung werden Spaltprodukte, Uran und Plutonium in einem chemisch-mechanischen Verfahren voneinander getrennt, wobei das Uran-235 und das Plutonium wieder zu neuen Brennelementen verarbeitet werden. Die Spaltprodukte werden mit Glasmasse verfestigt und bilden den hochaktiven,,atommüll". Für mehrere Jahrzehnte werden sie in einem Zwischenlager gelagert, bis sie so weit abgekühlt sind, dass sie in ein Endlager gebracht werden können. Viele Kernkraftwerke transportieren aber die Brennelemente nach fünfjähriger Abklingzeit in Castor- Behältern zu einem Zwischenlager, wo sie mehrere Jahrzehnte bleiben, ehe sie anschließend in ein Endlager gebracht werden. Castor-Behälter sind etwa sechs Meter lange runde Behälter aus Kugelgraphitguss mit einem Durchmesser von zweieinhalb Metern. Sie haben eine Wandstärke von etwa 40 Zentimetern. Diese sorgt dafür, dass die Strahlung, die von den Brennelementen ausgeht, niemandem in der Umgebung schaden kann. Im Endlager werden die radioaktiven Abfälle so in geologisch stabiles Salz eingelagert, dass sie nicht mehr in unseren Lebensraum zurückkehren können. In den 50er und 60er Jahren wurden radioaktive Abfälle auch in Tonnen eingeschlossen im Meer versenkt. Diese Methode ist jedoch seit 1984 verboten, da sie eine starke Belastung für das Leben im Meer darstellt. Stillgelegte Salzstöcke hingegen gelten zur Endlagerung als relativ sicher. Neben den verbrauchten Brennstäben fallen im Kernkraftwerk auch andere radioaktive Abfälle wie zerschlissene Schutzkleidung, Laborabfälle oder Filter an. Zusammen mit den Überresten der Brennstäbe wird dieser Müll in verschiedene Gefährlichkeitsgrade eingeteilt und entsprechend behandelt: Die erste Gruppe stellen die leichtradioaktiven Abfälle dar. Eingedampft, gepresst oder verbrannt werden diese Reste mit Beton oder Bitumen vermischt und in 200 Liter-Fässer abgefüllt. Die mittelaktiven Abfälle bilden die zweite Gruppe, beispielsweise die zerkleinerten Hüllen der Brennstäbe. Sie werden ebenfalls in Fässer einzementiert. Die hochaktiven Abfälle der dritten Gruppe, die 99% der Radioaktivität enthalten, erfordern eine drei- bis fünfjährige Lagerung um dann bei über 1000 C mit Glaspulver verschmolzen und in dickwandige Edelstahlbehälter gefüllt zu werden. Radioaktive Strahlung Die Radioaktivität ist eine Eigenschaft verschiedener Atomkernarten Strahlung abzugeben. Die Kernstrahlungsarten Alphastrahlung, Betastrahlung und Gammastrahlung können Stoffe durchdringen, wobei die Durchdringungsfähigkeit von der Strahlungsart und vom Stoff abhängt. Alphastrahlung wird sehr stark absorbiert, man benötigt daher zur Abschirmung dieser Strahlung nur sehr dünne Schichten. Auf Grund der geringen Reichweite von 10 cm in Luft und weniger als 0,1 mm in Materie, verursacht Alphastrahlung weitaus größere Schäden als Beta- oder Gammastrahlung, da hier viel Energie auf einer kurzen Strecke freigesetzt wird. Im Vergleich zu den anderen beiden Kernstrahlungsarten, deren Faktor für Gefährlichkeit 1 beträgt, besitzt Alphastrahlung den Faktor 20. Die Ionisationsdichte der Betastrahlung ist deutlich kleiner, ihre Reichweite größer als bei Alphastrahlung. Da hierbei eine geringere Menge an Energie auf gleicher Strecke freigesetzt wird, richtet die Betastrahlung, ebenso wie die Gammastrahlung, einen geringeren Schaden am Organismus an und die Selbstheilungschancen sind höher als bei Alphastrahlung. Beim Zerfall radioaktiver Elemente, wie im Kernkraftwerk Uran-235 oder Plutonium-239, werden diese Kernstrahlungsarten frei. Sie wirken ionisierend auf die Moleküle in den Zellen von Organismen. Dabei wird die Chemie lebender Zellen verändert und file:///c /Dokumente%20und%20Einstellungen/Michael/Desktop/REFS/Ready%20to%20do/10_10_05/kernkraftwerk2.html (4 of 6) :35:30

5 geschädigt. Man unterscheidet im Allgemeinen zwischen Sofortschäden, stochastischen Strahlenschäden und genetischen Strahlenschäden. Sofortschäden treten bei einer sehr hohen Strahlendosis auf. Eine Strahlenbelastung oberhalb des Schwellenwertes 2 Sv kann Verbrennungen oder eine Veränderung des Blutbildes auslösen. Eine kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung von über 7 Sv führt meist schon nach wenigen Tagen zum Tod. Stochastische Schäden können nach einmaliger hohen Strahlendosis oder nach längerer schwacher Strahlenbelastung auftreten und verändern die Körperzellen so, dass beispielsweise Leukämie hervorgerufen wird. Ebenfalls stochastisch verlaufen genetische Strahlenschäden, allerdings wirken sich diese erst bei den Nachkommen aus. Kernkraftwerke geben im Normalbetrieb sowohl an Luft als auch an Wasser Spuren radioaktiver Stoffe ab. Diese Abgaben unterliegen strengen gesetzlichen Auflagen, die durch das Atomgesetz und seine Verordnungen geregelt werden. Die Grenzwerte, die gesetzlich vorgeschrieben sind, bezeichnen Mengen weit unterhalb der Gefährlichkeit für den Menschen und sind in diesem Sinne "zur sicheren Seite hin" festgelegt. Die Richtlinie begrenzt die zusätzliche Strahlenexposition für Einzelpersonen der Bevölkerung auf 1 msv pro Jahr. Risiken Da im Innern eines Kernkraftwerks starke radioaktive Strahlung freigesetzt wird, die, würde sie nach außen gelangen, eine enorme Gefährdung für die Umwelt darstellt, ist das Kernkraftwerk als Mittel der Energieerzeugung sehr umstritten. Im Allgemeinen sind solche Kraftwerke sicher, da sie im Normalbetrieb keine Strahlengefährdung für die Außenwelt aufweisen und durch umfassende Sicherheitseinrichtungen auf Störfälle vorbereitet sind. Trotzdem sind in den letzten Jahren immer wieder mehr oder minder schwerwiegende Unfälle vorgefallen. Aktuelle Störfälle:,,Im abgeschalteten Atomkraftwerk Temelin in Tschechien ist am ein Riss in einem Turbinenrohr entdeckt worden. Es gehe vermutlich um einen Produktionsfehler der deutschen Firma Mannesmann, sagte ein Ingenieur der Nachrichtenagentur CTK. Mannesmann habe das Rohr vor etwa zehn Jahren hergestellt. Der Defekt sei möglicherweise ein Grund für die Vibrationen an der Turbine im nichtnuklearen Sekundärkreislauf des ersten Reaktorblocks. Deswegen war das AKW Mitte Januar abgeschaltet worden.",,am kam es im AKW Krümmel nach einem Fehler in einem Ventil zu einer Reaktorschnellabschaltung. Das fehlerhafte Öffnen eines Ventils im Frischdampfsystem war der Grund für die Abschaltung. Der Reaktor läuft wieder in Teillast, da die Ursachenklärung für die Reaktorabschaltung noch nicht abgeschlossen sei.,, Unglücksfälle von Kernkraftwerken werden als GAU (größter anzunehmender Unfall) bezeichnet. Auf ihn sollen die Sicherheitsvorrichtungen eines Kernkraftwerkes ausgelegt sein. Der Super-GAU ist der größte vorstellbare Unfall, wie er 1986 in Tschernobyl geschehen war. Die Folgen eines solchen GAUs sind verheerend. Durch die radioaktive Verseuchung der Umgebung treten oben genannte Strahlenschäden an den betroffenen Organismen auf. Neben der Möglichkeit von Reaktorunfällen, stellt auch die Entsorgung der radioaktiven Abfälle ein Risiko dar. So können beispielsweise undichte Behälter im Zwischenlager oder auf dem Transportweg radioaktive Strahlung freisetzen. Großes Aufsehen in der Öffentlichkeit erregen jedes Mal Transporte von Castor-Behältern in die Zwischenlager. Ein mit abgebrannten Brennelementen oder Glaskokillen beladener Transport- und Lagerbehälter sendet ionisierende Strahlung aus. Diese besteht aus Gamma- und Neutronenstrahlung, wobei die jeweiligen Anteile von der Art des Inhalts und vom Behältertyp abhängen. Alle eingesetzten Behälter jedoch entsprechen den nationalen und internationalen Schutzbestimmungen. Die Oberfläche der Behälter ist nicht mit radioaktiven Stoffen kontaminiert, so dass das Begleitpersonal nicht mit radioaktiven Stoffen in Berührung kommen kann. Vergleicht man die maximalen Strahlendosen durch die Begleitung eines Castor- Transportes (1 msv pro Jahr) mit denen, der der Mensch Jahr für Jahr ausgesetzt ist (1-10 msv pro Jahr), so sind die der Castor-Behälter geringer als die natürliche Strahlenexposition. Doch kritisieren Kernenergie-Gegner, die beständige Gefahr eines möglichen Unfalls mit Castor-Behältern, bei dem die hohe Strahlung des radioaktiven Inhalts an die Außenwelt gelangen würde. Deshalb werden Musterbehälter harten Prüfungen ausgesetzt, die von der Internationalen Atomenergie-Behörde festgelegt worden sind. Sicherheitsmaßnahmen Auf grund der oben beschriebenen schädlichen Wirkung von radioaktiver Strahlung auf lebende Organismen darf die Radioaktivität innerhalb eines Kernkraftwerkes auf keinen Fall an die Außenwelt gelangen. In westdeutschen Kernkraftwerken wird durch folgende Sicherheitsbarrieren versucht, ein Freiwerden der Radioaktivität zu verhindern: _ Die Spaltstoffe sind in den Metallhüllen der Brennstäbe eingeschlossen. _ Die Brennstäbe befinden sich in einem Reaktordruckbehälter aus Stahl, der von einer dicken Betonwand abgeschirmt wird. file:///c /Dokumente%20und%20Einstellungen/Michael/Desktop/REFS/Ready%20to%20do/10_10_05/kernkraftwerk2.html (5 of 6) :35:30

6 _ Ein stählerner, runder Sicherheitsbehälter, der dem Reaktor auch die eigenartige Form gibt, umschließt das ganze und wird noch von einer etwa einen Meter dicken Betonwand verstärkt. Auf diese Weise soll ein Bersten des Reaktors sowohl bei Erdbeben, als auch bei eventuell abstürzenden Flugzeugen oder bei einer Gasexplosion im Reaktor verhindert werden. Zu den Gefährdungen von außen kommen die Gefahren durch Störungen im Kraftwerk hinzu, wenn zum Beispiel das Kühlsystem ausfällt, weil die Rohrleitungen ein Leck haben, eine Pumpe ausfällt oder ein Ventil klemmt. Selbst wenn dann die Kettenreaktion der Kernspaltung durch die automatisch einfahrenden Steuerstäbe sofort unterbrochen würde, könnte der ungekühlte Reaktorkern außer Kontrolle geraten. Denn nicht nur bei der Spaltung, auch beim Zerfall der Atomkerne, beispielsweise von Plutonium-239, wird Wärme frei. Um schwerwiegende Unfälle zu vermeiden, wurden in die Kernkraftwerke weitere Sicherheitssysteme eingebaut. Zum einen gibt es die vorbeugenden Maßnahmen, der Reaktor wird ständig gewartet und kontrolliert, zum anderen hat man zwei voneinander unabhängige Abschaltsysteme installiert: _ Die Reaktorschnellabschaltung: Bei Gefahr fallen die Steuerstäbe automatisch in den Reaktorkern und unterbrechen die Kernspaltung. Zudem wird borhaltiges Wasser in den Reaktor gepumpt. Bor ist ein Element, das besonders gut Neutronen aufnehmen kann. _ Das Notkühlsystem: Um bei einem Leck oder ähnlichem schnell den Reaktor kühlen zu können, sind rings um den Reaktor Wasserspeicher aufgebaut, die sofort Kühlwasser in den Reaktor pumpen können. Diese und andere Sicherheitsvorkehrungen begrenzen das Risiko der Kernkraftwerke, ausschalten können sie die Gefährdung aber nicht. Außerdem haben die verschiedenen Länder und Staaten höchst unterschiedliche Sicherheitsstandards. Da es extrem teuer ist, Kernkraftwerke zu bauen und zu betreiben, fehlt manchen Ländern das Geld, um Sicherheitsvorkehrungen auf den neuesten technisch möglichen Stand nachzubessern. file:///c /Dokumente%20und%20Einstellungen/Michael/Desktop/REFS/Ready%20to%20do/10_10_05/kernkraftwerk2.html (6 of 6) :35:30