Kernenergie und Entsorgung Verantwortbare Zukunft

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1 Kernenergie und Entsorgung Verantwortbare Zukunft Prof. Dr. Reinhard Odoj Institut für Energieforschung (Sicherheitsforschung und Reaktortechnik) Jülich, den

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3 Entdeckung der Kernspaltung: 1939 Kettenreaktion: 1942 Calder Hall: 1956 Neue KKW Generationen und Technologieentwicklungen Konzepte Gen II Generation II (Nachrüstung zu Gen II+) Deutscher Ausstieg ADS-Transmuter Halbes Jahrhundert F&E Extrapolierte Bewertung der Kernenergie

4 1. Betonhülle 2. Sicherheitshülle (Stahl) 3. Reaktordruckbehälter 4. Reaktor-Steuerantriebe 5. Hauptkühlmittelpumpe 6. Dampferzeuger 7. Brennelementlademaschine 8. Brennelementlagerbecken 9. Reaktorkühlmittelleitungen 10. Speisewasserleitung 11. Frischdampfleitung 12. Personenschleuse 19. Kernnot-, Nachkühlsystem

5 Behältertechnik bestimmt DWR-Basiskonzept

6 Gen III: Europäischer Druckwasser-Reaktor (EPR) Wasserstoff Rekombination Redundante aktive Sicherheitssysteme plus Corecatcher

7 IST: Komplexe Verrohrung der Behälter GAU: Bruch von Verbindungsrohren NEU: Keine aufwendige Verrohrung Leistung pro Behälter: ~ 300 MWel Integrierte Modulare LWR - robust und sicher - Umwälzpumpen Druckhalter Integrierte Abschaltstäbe Integrierte Dampferzeuger ( 8 Stück) Reaktorkern Institut für Energieforschung Sicherheitsforschung und Reaktortechnik - Integration in einem Behälter!

8 Generation IV Systeme Schnelle Reaktoren Sodium Fast Reactor Lead Fast Reactor Gas Fast Reactor Very High Temperature Reactor Thermische Reaktoren Supercritical Water Reactor Institut für Energieforschung Sicherheitsforschung und Reaktortechnik - Molten Salt Reactor

9 Abfall-Entsorgung Energieinhalte t Erdöl entsprechen 1 t Natururan Mengen ( m³) (0,1 m³) Brennelemente bisher t weitere 5000 t /Rest Basis 2021 davon 50 % nach La Hague (85 %) bzw. Sellafield (15 %), d. h HAW-Kokillen 8500 t bestrahlte BE Betriebsabfall bisher m³ Neu 6000 m³/a Rohabfall 1500 m³/a Abfallgebinde bis > m³ Endlagerung ursprünglich wegen der geringen Abfallvolumina Endlager für alte Abfälle, jetzt Endlager für schwachund mittelaktive Abfälle ehemalige Eisenerzgrube Konrad, Salzgitter soll in 2013 in Betrieb gehen für mittel- und hochaktive Abfälle Geologie und Standort in der Diskussion Endlagertechniken wurden in Asse erprobt

10 Ereignisse: nichts Neues von der Asse II 240 Mio Jahre alt Salzbergwerk, 1906 Absaufen ASSE 2 Schächte 3 Felder Salzbarriere z. T. nur noch wenige Meter Einlagerungsphase Abfallgebinde ( 1300 MAW 40 % Bq) 50 % FZK 10 % FZJ 20 % NPP Grenzwerte wurden nicht annähernd erreicht Forschung, Endlagertechniken Betreiber blieb GSF -> Institut GRS 1995 Instabilität der Grube (15 cm / a) (6 m) Wasserzufluss Zuflüsse (< 0,5 m³ / d) Zuflüsse (12 m³ / d) Seit 1979 Gefahrenspotential bekannt Betreiberwechsel GRS > BfS 2008 Entscheidungsdefizite sind die Ursache

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12 Wieviel muss abgetrennt werden? 235 U (33kg) 235 U (8kg) 3 a SP (35 kg) Pu (9 kg) 236 U (4,6 kg) 238 U (967 kg) frischer Brennstoff (1000 kg) 33 GWd/tU 238 U (943kg) abgebrannter Brennstoff (1000 kg) Np (0,5 kg) Am (0,12 kg) Cm (0,04 kg) MA ca. 1% an Masse! 99.9% Abtrennung 10 g Verlust

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16 Fakten zum Sicherheitspotential Kernkraftwerk kann man noch sicherer bauen, heute schon lt. Atomgesetz katastrophenfrei, d. h. keine Radioaktivitätfreisetzung außerhalb Anlage, zusätzliche Entwicklung, garantierte Sicherheit als Vision Entsorgung Geologische Barriere verhindert Überschreitung der Grenzwerte (Langzeitsicherheit), Abtrennung der Langzeitnuklide (z. B. Aktiniden) reduziert Gefahrenpotential um 4 Größenordnungen, garantierte Sicherheit durch technische Barriere möglich

17 Wie lange noch reichen die Vorräte? SOLO* Oel: Reserven 163 Mrd. Tonnen Welt 17 a bisher 151 Mrd Tonnen gefördert Jahre bei derzeitiger Förderung (4 Mrd t/a) sonst 2035 Gas: Reserven 180 Bio m³ 7 a Jahre sonst 2040 Kohle: Reserven 726 Mrd Tonnen (abbaubar) 60 a Reichweite 150 Jahre Deutschland 23 Mrd sonst 2100 Fossil Gesamt 100 a Uran: Reserven 3,5 Mio Tonnen Welt 80 a 200 Jahre bei Tonnen/Reaktor x Jahr Wiederaufarbeitung 50 % höhere Ausnutzung Brutreaktoren (U-238->Pu-239) Faktor 50 höher Thorium: 4-fache Menge von Uran 400 a *statistische Reichweite als alleiniger Energieträger

18 Erzeugungskosten und Vergütungssätze Kernenergie Kapitalkosten 36 % - 1,1 Cent Betriebskosten 44 % - 1,3 Cent (inkl. Stilllegung) Brennstoffkosten 20 % - 0,6 Cent Natururan 2,5 % Anreicherung 3,5 % BE-Herstellung 2,5 % Entsorgung 11,5 % ~0,35 Cent/kWh 100 % ~3 Cent/kWh Endverbraucher Deutschland Frankreich 20 Cent / kwh 8 Cent / kwh Tag 5 Cent / kwh Nacht EEG [2009] Wind Wasser Sonne Biomasse 7,95 / 12 Cent / kwh 12,67 / kwh 42,48 Cent / kwh 11,67 Cent / kwh

19 Kernenergie inkl. Entsorgung sind eine verantwortbare Zukunft!