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Abfälle
Abfälle bestehen aus radioaktivem Abfall und Verpackung. Zum Beispiel ein Metallfass mit darin einzementierten schwach- und mittelradioaktiven Abfällen.

Abfallmatrix [siehe Technische Barrieren]

Abklinglagerung, Abklingbecken [siehe Brennelement]

Alphastrahlung
Alphastrahlung ist eine ionisierende Strahlung. Die Reichweite beträgt in der Luft nur zehn Zentimeter, schon ein Blatt Papier reicht als Abschirmung. Gelangen Radionuklide , die Alphastrahlung emittieren (d. h. in die Luft ablassen), etwa durch Nahrung oder die Atemwege in den Körper, sind sie ungleich gefährlicher. Typische Alphastrahler sind Uran und Thorium sowie deren Zerfallsprodukte Radium und Radon. Ein Beispiel ist Radium-226 .



Alterung
Veränderung der Eigenschaften von Anlagen (konkret Atomkraftwerken), vor allem durch physikalische und chemische Eigenschaften. Diese Alterungsmechanismen werden überwacht. Sie haben entscheidenden Einfluss auf die Sicherheit eines Kernkraftwerkes.

Anreicherung
Vergrößerung des prozentualen Anteils eines Isotops in einem vorliegenden Isotopengemisch eines Elements. Mit der Uran-Anreicherung wird die Veränderung der Isotopenzusammensetzung von Natururan zugunsten des Isotops Uran-235 bezeichnet, damit dieses in Brennelementen für Kernreaktoren benutzt werden kann.

Äquivalentdosis
Weil verschiedene Strahlenarten bei gleichem Energieinhalt eine unterschiedliche Wirkung auf die Körperorgane entfalten, behilft man sich bei der Berechnung der absorbierten Energie pro Kilogramm Körpergewebe mit einem Strahlungswichtungsfaktor, der die unterschiedliche biologische Wirkung berücksichtigt. Photonen fließen mit Faktor 1 ein, Alphateilchen mit dem höchsten Faktor 20. Die Äquivalentdosis wird in Sievert ausgedrückt.

Atom
Ein Atom besteht als kleinste Einheit eines chemischen Elementes aus dem Atomkern und der Atomhülle. 118 Elemente sind heute bekannt. 90 von ihnen kommen auf der Erde vor.

Atommeiler [siehe Atomreaktor]

Atomreaktor
Primär zur Energieerzeugung verwendetes Kraftwerk. Im Reaktorkern findet auf Basis der Kernspaltung eine kontrollierte Kettenreaktion eines spaltbaren Materials statt. Die dadurch entstandene Wärme wird meistens mit Wasser gekühlt, daneben wird auch Gas oder Natrium verwendet. Wasser dient meistens auch als Moderator (Material, das Neutronen abbremst). Im Kern eines modernen Druckwasserreaktors finden sich etwa 200 Brennelemente mit etwa 100 Tonnen Brennstoff (meist angereichertes Uran). Mehr zur technischen Entwicklung: Generationen der Kernkraftwerke .

Atomunfall [siehe INES-Skala]

Bautechnische Risikoanalyse
Ein Begriff aus der Endlagerung. In der bautechnischen Risikoanalyse werden die geologischen Risiken der Zugangsbauwerke bei Bau und Betrieb eines Tiefenlagers ausgewiesen. In der Analyse wird aufgezeigt, ob diese Risiken beherrschbar und welche Maßnahmen dazu nötig sind.

Becquerel
Maßeinheit der Radioaktivität, also der Aktivität eines radioaktiven Stoffs (1 Bq = ein radioaktiver Zerfall pro Sekunde). 80 000 Becquerel Cäsium-137 entsprechen etwa einem Millisievert. Für Lebensmittel gilt ein Grenzwert von 600 Becquerel pro Kilogramm. Manche Pilzarten überschreiten auch drei Jahrzehnte nach der Katastrophe von Tschernobyl in damals besonders belasteten Gebieten diesen Grenzwert um mehr als das Doppelte.

Beobachtungsphase
Ein langer Zeitraum, in dem ein geologisches Tiefenlager (Endlager) vor dem Verschluss überwacht wird – verbunden mit der Option, die radioaktiven Abfälle zurückzuholen.

Bentonit
Bentonit entsteht aus der Verwitterung vulkanischer Asche und enthält vor allem Tonminerale. Die quellfähigen Tonmineralien führen bei Wasserzutritt zum Aufquellen des Bentonits. Dieser wird zum Verfüllen und Versiegeln von Teilen eines Tiefenlagers bei der Endlagerung verwendet.

Betastrahlung
Betastrahlung ist eine Teilchen-Strahlung mittlerer Intensität. Die Reichweite beträgt je nach Radionuklid in der Luft bis zu acht Metern, zur Abschirmung genügen in der Regel einige Millimeter Aluminiumblech oder Beton. Typische Betastrahler sind Iod-131 und Strontium-90, die beide bei atomaren Unfällen freigesetzt werden. Betastrahlung kann die Haut durchdringen. Im Körper reichert sich Iod-131 in der Schilddrüse an, Strontium-90 wird in die Knochen eingebaut. Beides kann zu schweren Krebserkrankungen führen.

Bioenergie
Energie, die aus Biomasse gewonnen wird. Sie ist deshalb ein nachwachsender Rohstoff. Dazu gehören Holz und Agrarstoffe. Biomasse ist gespeicherte Sonnenenergie und kann in die Energieträger Gas, Öl oder Ethanol verwandelt werden.

Brennelement
Brennelemente sind die wichtigsten Bestandteile eines Kernkraftwerks . In ihnen findet sich der Brennstoff, in der Regel angereichertes Uran. Sie verbleiben circa vier Jahre im Reaktor. Danach müssen sie wegen der noch für Jahre anhaltenden Zerfallswärme in Abklingbecken zwischengelagert werden. Schließlich werden sie in speziellen Castorbehältern in Zwischenlagern deponiert. Ziel ist die dauerhafte Endlagerung für Jahrhunderttausende.

Cäsium-137
Cäsium-137 entsteht als Spaltprodukt bei der Kernspaltung von Uran. Cäsium-137 zerfällt über einen Betazerfall weiter zu Barium-137. Dieses wird nach Abgabe von Gammastrahlung schließlich stabil. Cäsium-137 hat eine Halbwertszeit von 30 Jahren: In diesem Zeitraum wird die Hälfte der Atome umgewandelt. Barium-137 wiederum zerfällt binnen knapp drei Minuten zur Hälfte. Cäsium-137 ist gut wasserlöslich. Es verteilt sich gut im Körper, insbesondere im Muskelgewebe und verbleibt dort mehrere Monate, bis es zur Hälfte ausgeschieden ist (die biologische Halbwertszeit beträgt ca. 3 Monate bei Frauen und 4 Monate bei Männern). Cäsium-137 findet sich auch in Nahrungsmitteln, die in kontaminierten Gebieten hergestellt worden sind.

Castorbehälter
Behälter zur Aufbewahrung und zum Transport radioaktiven Materials. Castor ist ein geschützter Name der Gesellschaft für Nuklear-Service (GNS). Ein gefüllter Castorbehälter wiegt 110 bis 125 Tonnen. Die Herstellung eines Castorbehälters kostet rund 1,5 Millionen Franken. Zur Aufbewahrung radioaktiver Materialien werden auch noch andere Behälter benutzt. Alle müssen aber dieselben technischen Anforderungen erfüllen. Sie weisen beispielsweise mehrere Druckräume auf.



Curie
Veraltete Einheit zur Messung der Aktivität eines radioaktiven Stoffs (1 Curie = 37 Milliarden Bq).

Dekontamination (nach Reaktorunfall)
Durch Abwaschen oder Abtragen und Abtransport des kontaminierten Materials soll die radioaktive Strahlung auf ein tolerables Maß reduziert werden.

Dekontamination (beim Rückbau)
Trennung von radioaktiven und nicht-radioaktiven Teilen. Wenn sie nicht hochradioaktiv sind, werden die Teile mit chemischen oder physikalischen Verfahren gesäubert, beispielsweise durch Abwaschen mit Reinigungsmitteln oder Sandstrahlung. Die Dekontamination hat die Verpackbarkeit der Abfälle und die Verbesserung der Eigenschaften in Bezug auf die Sicherheit bei Transport und Lagerung zum Ziel. Die Reinigung von Luft und Wasser erfolgt meist mit Filtern.

Deterministische Strahlenschäden
Ab einem Schwellenwert nimmt die Schwere der Schädigung abhängig von der Dosis zu. In der Regel sind diese Schäden eine direkte Folge einer massiven Abtötung von Zellen, vor allem der Haut, der Haare und des Magen-Darm-Traktes, die sich ständig erneuern. Dabei kommt es zu akuten und zu Spätschäden.

Dosimeter
Gerät zur Messung der Strahlendosis im Rahmen des Strahlenschutzes. Das Gerät summiert die Strahlung über eine Zeit hinweg auf und wird oft an Fingern oder anderen Körperteilen getragen, die besonders der Strahlung ausgesetzt sind.

Druckwasserreaktor
Der Druckwasserreaktor (in der Schweiz die Reaktoren in Beznau und Gösgen) besteht aus zwei Wasserkreisläufen. Die Erhitzung des primären Wasserkreislaufes geschieht im Reaktordruckbehälter, der sich im Reaktorgebäude befindet. Dort wird unter hohem Druck Wasser erhitzt, ohne dass es siedet. Das erhitzte Wasser wird zur Erhitzung eines zweiten Wasserkreislaufs verwendet, dessen Wasser verdampft. Der Dampf dient dem Antrieb von Turbinen. Die Turbinen für die Stromerzeugung befinden sich im Maschinenhaus. Über dem Kühlturm, dem Wahrzeichen eines Kernkraftwerkes, tritt die feuchte, warme Luft aus.



Effektive Dosis
Summe der Äquivalentdosen aller Körperorgane, multipliziert mit einem Gewebe-Wichtungsfaktor, der die unterschiedliche Strahlensensibilität der einzelnen Organe bzw. Gewebe berücksichtigt. Diese gewichtete Ganzkörperdosis ist direkt proportional zum Krebsrisiko.

Elektron
Elektrisch negatives Elementarteilchen. In einem Atom umkreisen Elektronen mit negativer Ladung den positiv geladenen Atomkern, sie bilden die sog. Elektronenhülle. Es gibt auch positiv geladene Elektronen, die sog. Positronen.

Endlager [siehe Geologisches Tiefenlager]

Erdwärme [siehe Geothermie]

Erneuerbare Energien
Sie werden auch regenerative Energien genannt. Gemeint sind Energien, die nach menschlichem Ermessen unbegrenzt zur Verfügung stehen oder sich schnell erneuern. Dies im Gegensatz zu fossilen Energien, die für ihre Entwicklung Jahrmillionen brauchen. Zu den erneuerbaren Energien zählen Sonnen- und Windenergie, Wasserkraft und Meeresenergie. Teilweise wird vor allem bei Sonnenund Windenergie auch von neuen erneuerbaren Energien gesprochen – im Gegensatz zur Wasserkraft, die schon lange im Einsatz ist.

Fallout
Radionuklide, die nach einem Unfall in einem Atomkraftwerk oder früher auch bei Atombombentests in die Atmosphäre gelangt sind, verbreiten sich als Aerosole mit dem Wind über riesige Distanzen und gelangen als radioaktiver Niederschlag, dem Fallout, zurück auf die Erde.

Fossile Energien
Sie haben sich über Jahrmillionen als Abbauprodukt von Pflanzen und Tieren entwickelt. Fossile Energien sind Torf, Kohle, Erdgas und Erdöl.

Freimessung
Der Nachweis, dass Materialien beispielsweise nach der Dekontamination nicht mehr radioaktive Stoffe enthalten.

Fukushima Daiichi
Nach einem der stärksten Seebeben der jüngeren Geschichte trifft am 11. März 2011 eine 15 Meter hohe Flutwelle das am östlichen Meeresufer Japans gelegene Atomkraftwerk Fukushima Daiichi mit sechs Reaktorblöcken. Die Blöcke 4 bis 6 sind wegen Wartungsarbeiten außer Betrieb, die Blöcke 1 bis 3 waren sofort nach dem Beben ordnungsgemäß abgeschaltet worden; die Anlage läuft wegen Totalausfalls der Stromversorgung mit Notstrombetrieb zur Kühlung der Nachzerfallswärme. Die Flutwelle zerstört 12 der 13 Generatoren und die Wärmetauscher, die Notbatterien liefern nur noch für wenige Stunden Strom. In der Folge kommt es trotz verzweifelter Bemühungen des Bedienungspersonals in allen drei Reaktoren zu Kernschmelzen und teilweiser Zerstörung der Betriebsgebäude durch Wasserstoffexplosionen. Auch das Gebäude im Block 4 wird durch eine Explosion schwer beschädigt, nachdem es nicht mehr gelingt, das Abklingbecken zu kühlen. Noch Schlimmeres verhindert der entgegen den Anweisungen der Zentrale gefällte Entscheid des leitenden Ingenieurs, mit Meerwasser zu kühlen, was eine Wiederinbetriebnahme der Anlage ausschließt. 150 000 Menschen werden evakuiert. Erst mit einiger Verzögerung wird der Unfall mit der höchsten INES-Stufe sieben (katastrophaler Unfall) eingestuft. Als eigentliche Ursache der Katastrophe gilt die mangelnde Katastrophenvorsorge. So war die Anlage nur gegen maximal fünf Meter hohe Flutwellen geschützt, und die zur Notstromversorgung elementaren Generatoren und Batterien befanden sich teilweise in den zuerst gefluteten Kellerräumen der Anlage. Diese Mängel waren den teils personell eng verbandelten Behörden und der Betreiberfirma Tepco bekannt. Dennoch war die Betriebsbewilligung der eigentlich stillzulegenden ältesten zwei Blöcke aus den Jahren 1970 und 1973 noch kurz vor der Katastrophe verlängert worden.

Gammastrahlung
Gammastrahlung ist eine dem sichtbaren oder ultravioletten Licht vergleichbare, aber wesentlich energiereichere elektromagnetische Strahlung. Sie entsteht etwa nach einem Alpha- oder Betazerfall eines Teilchens, wenn noch ein Überschuss an Energie vorhanden ist. Die Reichweite von Gammastrahlung beträgt in der Luft mehrere hundert Meter. Sie durchdringt auch den menschlichen Körper. Zur Abschirmung ist dicker Beton oder Wasser nötig.

Gaskraftwerk
Kraftwerk, das meist mit der Verwendung von Erdgas, manchmal auch Biogas Strom produziert. Dies geschieht über Wärmekraft vor allem als Gas- und Dampf-Kombikraftwerk.

GAU [ siehe auch INES-Skala, Kernschmelze]


Generationen der Kernkraftwerke
Die ersten kommerziellen Kernkraftwerke gingen zwischen 1956 und 1965 ans Netz. Sie zählen zu den Kernkraftwerken der ersten Generation. Ihre elektrische Leistung war noch meist unter 200 MW. Die in Europa geläufigen Kraftwerke entstammen der zweiten Generation und sind meist Druckwasserreaktoren. Die Mehrheit von ihnen wurde vor dem Reaktorunglück von Tschernobyl in Betrieb genommen. Die Generation 3 ist eine evolutionäre Weiterentwicklung der zweiten Generation. Die Weiterentwicklung betrifft vor allem die sogenannt passiven Sicherheitssysteme. So wurde der Boden unter dem Reaktordruckbehälter sowie das Reaktorgebäude deutlich verstärkt – wie dies in Olkiluoto in Finnland der Fall ist. Auf der gleichen Technik basieren auch die Kernkraftwerke der Generation 3+. Die Kernkraftwerke der 4. Generation werden noch entwickelt. Sie könnten Natrium (Salz) statt Wasser als Kühlmittel verwenden, eine Betriebstemperatur von 1000 Grad (statt 300 Grad) erreichen, und statt Uran könnten sie Thorium sowie Plutonium als Brennstoff nutzen. Die Konzepte liegen schon lange vor, eine Realisierung ist nicht in Sicht. Zur
4. Generation könnten aber auch kleine Modulreaktoren gehören, die in den USA im Gespräch sind. Bei Modulreaktoren besteht ein Kernkraftwerk nicht aus einem großen, sondern aus mehreren kleinen Reaktoren. Bei der Wartung, einer Inspektion oder dem Ausfall eines Reaktors liefern die anderen Reaktoren weiterhin Energie.



Geologische Barriere
Das Wirtgestein Opalinuston trägt als geologische Barriere zusammen mit den Rahmengesteinen im Umfeld des Tiefenlagers passiv zum Einschluss der radioaktiven Stoffe bei. Als geologische Barriere wird aber auch ein Salzstock betrachtet.

Geologisches Tiefenlager
Zu einem geologischen Tiefenlager gehören sowohl die Oberflächen-Anlage als auch die in mehreren hundert Metern Tiefe im Wirtgestein liegende Anlage, in der die radioaktiven Abfälle in Stollen oder Kavernen mithilfe passiver Sicherheitsbarrieren [siehe auch Geologische Barriere] dauerhaft von Mensch und Umwelt isoliert werden.



Geothermie
Die Nutzung der im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherten Wärme. Sie kann direkt genutzt oder zum Heizen und Kühlen (Wärmepumpenheizung), aber auch zur Erzeugung von Strom mit Kraft-Wärme-Koppelung genutzt werden.

Gray
Die absorbierte Dosis in Gray (Gy) definiert als Energie pro Masseneinheit: 1 Gy=1 Joule (J)/kg. Dabei gilt 1 J = 1 Nm = 1 Ws. Es ist die Energiemenge der Strahlung, die in 1 kg Substanz absorbiert wurde.

Grenzwerte
Als Grenzwert für die Bevölkerung gilt in den meisten Ländern ein Jahresdosiswert von einem Millisievert für künstliche Quellen ionisierender Strahlung. Vor allem bei medizinischen Untersuchungen kann dieser Wert zum Beispiel durch Röntgenaufnahmen bereits erheblich überschritten werden. Für beruflich strahlenexponierte Personen gilt, mit Ausnahme von Schwangeren und Jugendlichen unter 18 Jahren, ein Grenzwert von 20 Millisievert, für das ganze Berufsleben einer Person sollte der Wert von 400 Millisievert nicht überschritten werden. Die Grenzwerte basieren auf den Empfehlungen der Internationalen Strahlenschutzkommission.

Halbwertszeit
Die Zeitspanne, in der die Hälfte der Atomkerne eines Radionuklids zerfällt.

Hochaktive Abfälle (HAA)
Stark strahlende Spaltprodukte aus verbrauchten Brennelementen, die entweder ohne Wiederaufbereitung oder nach der Wiederaufbereitung keine Verwendung mehr haben und bereit für die Zwischenlagerung gemacht werden.

Ionisierende Strahlung
Elektromagnetische oder Teilchenstrahlung, die Elektronen aus Atomen oder Molekülen entfernt (Ionisation). Zurück bleiben positiv geladene Ionen. Manche ionisierende Strahlungen gehen von radioaktiven Stoffen aus. Die wichtigsten Arten ionisierender Strahlung sind Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlung.

INES-Skala
Die 1990 von einem Expertenteam entwickelte Internationalen Bewertungsskala für nukleare Ereignisse, INES (International Nuclear and Radiological Event Scale), soll der Öffentlichkeit eine Vorstellung der Schwere eines atomaren Störfalles vermitteln.

Die INES-Skala umfasst 8 Stufen: 7 = katastrophaler Unfall
6 = schwerer Unfall 5 = ernster Unfall
4 = Unfall
3 = ernster Störfall 2 = Störfall
1 = Störung
0 = Ereignis mit geringer sicherheitstechnischer Bedeutung

Für die Einstufung gelten folgende Kriterien: Radiologische Auswirkungen außerhalb der Anlage (Stufen 4–7), radiologische Auswirkungen innerhalb der Anlage (Stufen 1–3), Beeinträchtigung der Vorkehrungen zur Sicherheit (Stufe 0). Die Unfälle von Tschernobyl (1986) und Fukushima (2011), bei denen es zur Freisetzung von Radionukliden kam, wurden auf Stufe 7 bewertet, die teilweise Kernschmelze von Three Mile Island (1979) auf Stufe 5.



Inkorporation
Aufnahme von Radioaktivität in den menschlichen Organismus durch Mund- und Verdauungstrakt, Inhalation oder durch Haut und Wunden.

Internationale Atomenergie-Organisation (IAEO)
Die 1957 gegründete Internationale Atomenergie-Organisation (IAEO) mit Sitz in Wien ist eine Institution der Vereinten Nationen. Sie verfolgt das Ziel, die zivile Nutzung der Atomenergie weltweit zu fördern und gleichzeitig eine Ausbreitung von Atomwaffen zu verhindern. So kontrolliert die IAEO die Aktivitäten der Mitgliedsstaaten, damit kein spaltbares Material aus ziviler Nutzung für den Bau von Atomwaffen abgezweigt werden kann. Israel und Indien als Staaten, die über Atombomben verfügen, sind nicht Mitglied der IAEO. Die IAEO unterstützt die nationalen Behörden bei der zivilen Nutzung der Atomenergie, und sie erarbeitet Richtlinien für die Sicherheit, die in etwa den international anerkannten Mindestanforderungen entsprechen. Kritiker halten der IAEO eine viel zu große Nähe zu privaten und öffentlichen Institutionen der Atomenergie vor.

Internationale Strahlenschutzkommission
(ICRP, International Commission on Radiological Protection)
Die 1928 als Fachgremium gegründete Internationale Strahlenschutzkommission mit Sitz im kanadischen Ottawa verfolgt das Ziel, wissenschaftliche Erkenntnisse im Strahlenschutz zum Nutzen der öffentlichen Gesundheit umzusetzen. Dazu gibt sie regelmäßig Empfehlungen heraus, die weltweit als Standard für den Strahlenschutz gelten. Kritiker werfen der ICRP vor, sie sei einseitig zusammengesetzt und gewichte viel zu stark die Interessen der Atomlobby.

Isotop
Isotopen sind Varianten von Atomkernen eines Elements. Es gibt also Sauerstoffisotope, Eisenisotope etc. Die Isotope enthalten gleich viele Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl Neutronen. Sie haben damit zwar dieselben chemischen Eigenschaften, unterscheiden sich aber physikalisch. Das lässt sich auch bei der Urananreicherung nutzen, da Natururan ein Gemisch von verschiedenen Isotopen ist, und also Uran-Atomkerne mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen enthält. Von den 3300 bekannten Isotopen sind nur 250 stabil, die andern zerfallen und wandeln sich dabei in andere Elemente um.

Jahresabgabelimite (JAL)
Dosisrichtwert für die Abgabe radioaktiver Stoffe an einem Standort bezogen auf ein Jahr.

Jod-131
Das Jod-Isotop reichert sich, wenn es in den Körper aufgenommen wird, in der Schilddrüse an und kann zu Schilddrüsenkrebs führen. Mit einer Halbwertszeit von 8,07 Tagen ist es vergleichsweise kurzlebig. Werden nach einem radioaktiven Fallout rechtzeitig Jod-Tabletten eingenommen, kann eine Anreicherung verhindert werden. Nach dem atomaren Unfall von Tschernobyl kam es zu Tausenden Fällen von Schilddrüsenkrebs, vor allem bei Kindern. Die Krankheit gilt als sehr gut heilbar. Eine Entfernung der Schilddrüse bedeutet aber die lebenslange Einnahme von Hormonersatzstoffen mit einigen Nebenwirkungen. Die Versorgung mit diesen Medikamenten ist in den betroffen Gebieten in Weißrussland und der Ukraine unzureichend.

Kernbrennstoff (Kernmaterialien)
Stoffe, die für Kernspaltungsprozesse benutzt werden können. Dazu gehören Uran-233 und Uran-235 sowie Plutonium-239 und Thorium.

Kernfusion
Bei der Kernfusion verschmelzen in einer Kettenreaktion zwei Atomkerne zu einem neuen Kern. Es ist dieser Prozess, der auch die Sonne in einen leuchtenden Stern verwandelt. Konkret verschmelzen bei extrem hohen Temperaturen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu einem Heliumkern. Dies unter Freisetzung eines Neutrons und Energie. Diese Fusionsreaktion ist die Ursache für die Zerstörungskraft von Wasserstoffbomben. Seit Jahrzehnten experimentieren Forscher damit, sich dieses unglaubliche Energiepotenzial zunutze zu machen. Bislang verbrauchten die Kernfusionsversuche mehr Energie, als sie einbrachten. In Südfrankreich befindet sich der Fusionsreaktor Iter im Bau, der ab 2020 im großen Umfang Informationen über die weitere Entwicklung dieser Technologie geben soll. An dem 16 Milliarden Euro teuren Experiment sind zahlreiche Länder beteiligt. Es ist eine offene Frage, ob die Kernfusion tatsächlich einmal Strom für den Massenkonsum bringen kann. Auf jeden Fall wird dies noch Jahrzehnte dauern.



Kernkraftwerk [siehe Atomreaktor]

Kernreaktor [siehe Atomreaktor]

Kernschmelze
Nach dem Abschalten eines atomaren Reaktors wird zwar die Kernspaltung unterbunden, aber der radioaktive Zerfall der bei der Kernspaltung entstandenen Spaltprodukte dauert an. Nach einer Stunde macht dies noch etwa ein Prozent der thermischen Leistung des Reaktors aus. Im Falle des Schweizer Atomkraftwerks Mühleberg sind das 36 Megawatt, und auch nach zehn Tagen hat die sogenannte Nachzerfallswärme noch eine Leistung von über 7 Megawatt. Das entspricht 3600 Heizlüftern mit einer Leistung von 2 Kilowatt – die in einem Raum von der Größe eines Schlafzimmers aufgestellt sind. Knapp zehn Tonnen Wasser verdampfen bei dieser Leistung – pro Stunde. Dieses Kühlmittel muss deshalb auch nach dem Abschalten noch für längere Zeit kontinuierlich dem Reaktorkern zugeführt werden. Wird diese Kühlung unterbrochen, droht die Kernschmelze. Ist sämtliches Kühlwasser verdampft, beginnen sich die Brennelemente sehr schnell aufzuheizen. Nach einigen Stunden schmilzt der Brennstoff, der Reaktorkern ist zerstört. Dabei kann hochradioaktives Material entweichen und Mensch und Umwelt gefährden. Ein solcher Unfall wird als Super-GAU bezeichnet.



Kernspaltung
Neutronen können mit schweren Atomkernen reagieren. Dabei kann das Neutron eine Kernspaltung auslösen. Der Atomkern zerbricht in zwei Teile, vergleichbar einem sich auftrennenden Tropfen, unter Freisetzung von Neutronen, radioaktiver Strahlung und großer Hitze. Die freigesetzten Energiemengen sind gigantisch und übertreffen bei Uran-235 jene, die bei der Verbrennung von Kohlenstoff entsteht, um das 2,5-Millionenfache.

 


Kettenreaktion
Wird ein Uran-235-Atomkern mit einem Neutron gespalten, setzt dieser durchschnittlich 2,43 Neutronen frei. Löst eines dieser Neutronen eine weitere Spaltung aus, wird eine Kettenreaktion in Gang gesetzt, deren frei werdende Wärmeenergie sich zur Stromproduktion mittels Dampfturbinen nutzen lässt. In einem Atomreaktor muss diese Kettenreaktion so gesteuert werden, dass der sogenannte Multiplikationsfaktor stets bei eins liegt. Das bedeutet, dass eine Spaltung jeweils eine neue Spaltung auslöst. Sinkt dieser Wert unter eins, kommt die Kettenreaktion allmählich zum Erliegen, steigt er über eins, nimmt die Zahl neuer Kernspaltungen zu, und es kommt zu einer unkontrollierbaren Kettenreaktion. Natururan besteht überwiegend aus nicht spaltbarem U-238, nur 0,7 Prozent beträgt der Anteil des spaltbaren Isotops U-235. In einem Leichtwasserreaktor muss der Brennstoff Uran auf einen Anteil von 3,5 Prozent U-235 angereichert werden, damit die Kettenreaktion in Gang kommt.



Konditionierung
Sämtliche Arbeiten und Vorgänge, die der Vorbereitung radioaktiver Abfälle zur Zwischenlagerung und später zu Endlagerung in einem geologischen Tiefenlager dienen. Dazu gehört die mechanische Verkleinerung, Verbrennung, Dekontaminierung und Einbettung in Abfallmatrizen.

Kontamination
Verunreinigung eines Materials durch radioaktive Stoffe. Ist sie oberflächlich und lose, kann sie abgewaschen werden. Ist sie in den Oberflächenschichten fixiert, kann sie möglicherweise durch Ablösen der restlichen Schicht isoliert werden.

Linear-No-Threshold-Modell (LNT)
Aufgrund der im Labor bestätigten Erkenntnis, dass es grundsätzlich keine noch so niedrige Strahlendosis gibt, die als unschädlich bezeichnet werden kann, geht man davon aus, dass es, mit null beginnend, einen linearen Zusammenhang zwischen Strahlendosis und Krebsrisiko gibt: Je höher die Dosis, desto höher das Risiko. Die heute geltenden Grenzwerte fußen auf dem LNT-Modell.


Mikrosievert
Ein Mikrosievert entspricht einem Millionstel Sievert. Der Wert wird oft auf eine stündliche Dosis bezogen angegeben und auf vielen Messgeräten auch so angezeigt. Ein Wert von etwa einem Zehntel Mikrosievert entspricht etwa dem geltenden Jahresdosisgrenzwert für die Bevölkerung von einem Millisievert.

Millisievert
Ein Millisievert ist ein Tausendstel Sievert. Die meisten Grenzwerte für künstlich erzeugte Strahlung werden als Jahresdosis gemessen in Millisievert angegeben. Ein Millisievert pro Jahr gilt als noch zulässig.

MOX
Abkürzung für Mischoxid. Bei der Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennstäben lässt sich das im Atomreaktor entstandene Plutonium vom Uran und anderen radioaktiven Stoffen abtrennen und für die erneute Verwendung mit Uran zu MOX-Brennstoff mischen. Jährlich werden in Europa in den beiden Wiederaufbereitungsanlagen Sellafield in England und La Hague in Frankreich rund 20 Tonnen Plutonium abgetrennt, nur die Hälfte aber tatsächlich wieder verwendet. Das von der Atomindustrie gerne als Wiederverwertung gepriesene Verfahren ist unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten bis heute nicht rentabel möglich. Die Mengen bleiben in etwa gleich, doch müssen durch die Verwendung des zusätzlichen Plutoniums weit mehr besonders problematische, extrem langlebige Radionuklide wie Neptunium-237 mit einer Halbwertszeit von 2,144 Millionen Jahren endgelagert werden.

Natürliche Barriere
Geologisches Umfeld eines Zwischenlagers. In der Schweiz wird dies beim Tiefenlager für hochradioaktive Abfälle voraussichtlich Opalinuston sein. Im Opalinus-Ton sind noch Reste des Urmeeres gespeichert, sodass man annimmt, dass er weiterhin gut abdichtet. Natürliche Barrieren können auch Salz sein (wird in Deutschland diskutiert) oder Granit (die Wahl in Schweden und Finnland).

Neutron
Ein Neutron ist ein elektrisch neutrales Elementarteilchen. Neutronen und Protonen bilden den Atomkern. In einem Atomreaktor ist die Zahl freier Neutronen, die die Kettenreaktion auslösen, extrem groß. Neutronenstrahlung ist extrem schädlich.

Oberflächenkontamination [siehe Kontamination]

Opalinuston [siehe Natürliche Barriere]

Pilotlager
Vom Hauptlager abgetrenntes Testlager, das in der gleichen geologischen Schicht wie das Tiefenlager gebaut wurde. Darin wird das Verhalten der Abfälle, der Verfüllung und des Wirtsgesteins bis zum Abschluss der Beobachtungsphase überwacht.

Photovoltaik
Darunter versteht man die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen. Es kann nur unmittelbar Strom produziert werden, solange die Sonne scheint. Ein Problem der Photovoltaik ist deshalb die Speicherung der gewonnenen Energie. Fossile Energieträger, aber auch hoch liegende Wasserbecken müssen deshalb als »Batterien« verwendet werden, die die überschüssige Energie aus der Photovoltaik dann liefern kann, wenn sie gebraucht wird [siehe Pumpspeicherkraftwerk].

Plutonium
In jedem Atomreaktor entsteht aus dem nicht spaltbaren Uran-238 durch Neutroneneinfang Plutonium-239, ein spaltbares Nuklid wie Uran-235. Man spricht von einem Brutprozess. Das als chemisches Element extrem giftige Plutonium existiert in extrem geringen Mengen von wenigen Dutzend Kilogramm auch in der Natur. Die künstlich erzeugten Mengen sind um ein Vielfaches höher. Plutonium-239 wird vor allem zum Bau von Atombomben verwendet.

Pumpspeicherkraftwerk
Ein Pumpspeicherkraftwerk dient der Speicherung von elektrischer Energie durch Hinaufpumpen von Wasser. Durch wieder hinabfließen Lassen des Wassers wird via Turbinen und Generatoren elektrischer Strom erzeugt. Unter dem Strich kostet das Energie. Deshalb wird gepumpt, wenn überschüssige Energie vorhanden ist, und abgelassen, wenn die Nachfrage nach Strom größer ist als das Angebot.



Radioaktive Abfälle
Radioaktive Stoffe (abgebrannte Brennelemente), aber auch kontaminierte Materialien, die nicht mehr verwendet werden können. Sie werden für die Tiefenlagerung bereitgemacht. [siehe Konditionierung; Dekontamination].

Radioaktive Strahlung [siehe Ionisierende Strahlung]

Radioaktivität
Eigenschaft von instabilen Atomkernen, sich spontan in andere Atomkerne umzuwandeln. Dabei entsteht ionisierende Strahlung .

Radionuklid
Ein instabiler Atomkern, der so lange zerfällt, bis er einen stabilen Zustand erreicht hat. Dabei entstehen Wärme und radioaktive Strahlung. Jedes Radionuklid hat charakteristische Zerfallseigenschaften, insbesondere die Halbwertszeit und Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung . Neben natürlichen Radionukliden wie Uran-235 oder Kohlenstoff-14 gibt es zahlreiche künstliche Radionnuklide, die unter anderem durch Neutronenbestrahlung im Atomreaktor entstehen.

Radionuklid Halbwertszeit Zerfallsart nach Häufigkeit
Xenon-133 5,2 Tage Beta- und Gammastrahlen
Iod-131 8,0 Tage Beta- und Gammastrahlen
Strontium-90 28,79 Jahre Betastrahlen
Cäsium-137 30,07 Jahre Beta- und Gammastrahlen
Plutonium-239 24 110 Jahre Alphastrahlen
Iod-129 15,7 Millionen Jahre Beta- und Gammastrahlen
Uran-238 4,5 Milliarden Jahre Alphastrahlen




Radium-226
1898 von Marie und Pierre Curie entdeckt, galt das chemische Element Radium während Jahrzehnten als wahres Wundermittel für Gesundheit und Technik, seine Gefährlichkeit wurde erst spät erkannt. Marie Curie starb an den Spätfolgen der erlittenen Strahlenschäden.

Richtwert
Messwert oder Zahlenwert, generell für den Wert, der von einem Grenzwert abgeleitet wird und nach dem man sich richten soll. Im Gegensatz zum Grenzwert muss er nicht unbedingt eingehalten werden. Nach Überschreitung des Richtwertes können verschiedene Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Seine Überschreitung zieht gewisse Maßnahmen nach sich. Etwa durch bauliche Verbesserungen, durch Dekontamination oder andere Anordnungen. Es hängt stark von der Ursache ab.

Rückbau
Demontage eines Kernkraftwerkes. Dabei werden hochradioaktive Teile von weniger kontaminierten und diese von strahlungsfreien Teilen getrennt. Die weniger kontaminierten werden gereinigt, die radioaktiven Teile müssen in lagerbare Teile zerschnitten und für die Endlagerung bereitgemacht werden.

Rückholbarkeit
Ein definierter Zeitraum, circa 100 Jahre, während dem die gelagerten radioaktiven Abfälle aus einem Tiefenlager noch ohne extremen Aufwand geborgen werden können. Dies für den Fall, dass die Entwicklung bei der Endlagerung anders verläuft als erwartet.

Sicherheitseinschluss
Der Sicherheitseinschluss ist die Barriere nach dem Reaktorkühlsystem, die den unkontrollierten Austritt radioaktiver Stoffe in die Umgebung verhindert. Er beinhaltet sämtliche baulichen Sicherheitsmaßnahmen wie Schleusen, Tore, Abschlussdeckel, elektronische Durchführungen, Rohrdurchführungen oder Isolationsarmaturen.

Sicherheitsnachweis
Beinhaltet alle Berechnungen für die Gesamtbewertung der Sicherheit eines geologischen Tiefenlagers.

Sicherheitssystem
Die Gesamtheit aller Einrichtungen einer Kernanlage, die die Aufgabe haben, die Anlage vor unzulässigen Beanspruchungen zu schützen und bei Störfällen die Auswirkungen zu begrenzen.

Siedewasserreaktor
Beim Siedewasserreaktor gibt es im Gegensatz zum Druckwasserreaktor keine zwei Wasserkreisläufe. Der Dampf wird vom Reaktordruckgefäß direkt zu den Turbinen geleitet. Der Dampf enthält deshalb Spuren kurzlebiger radioaktiver Stoffe, die aber nach wenigen Minuten abklingen.



Sievert
Maßeinheit (Sv) für Äquivalenzdosis

Sonnenenergie [siehe Photovoltaik]

Stochastische Strahlenschäden
Bei stochastischen Strahlenschäden – vor allem Krebs – hängt die Wahrscheinlichkeit eines Eintretens von der aufgenommenen Dosis ab. Durch Strahlung kann das Erbgut schädigen, die veränderte DNA wird an die Tochterzelle weitervererbt. Über die Schwere der Schäden und wann sie auftreten lässt sich keine allgemeingültige Aussage machen. Es gibt aber keinen unschädlichen Schwellenwert.

Störfall [siehe INES-Skala]

Strahlenkrankheit
Strahlenkrankheit tritt nach akuter, in der Regel kurzzeitiger Bestrahlung auf. Ab einer Äquivalenzdosis von 1 Sievert kommt es binnen 30 Tagen zu Todesfällen. Ab 6 Sievert ist die Strahlenkrankheit in praktisch allen Fällen tödlich.

Strontium-90
Entsteht als Zerfallsprodukt der Kernspaltung von Uran mit einer Halbwertszeit von 28 Jahren. Chemisch ist Strontium-90 verwandt mit Calcium. Gelangt es in den Körper, wird es vorwiegend in den Knochen und im Knochenmark eingebaut und verbleibt dort über Jahre. Bei Menschen, die nach 1963 geboren sind, lässt sich weltweit Strontium-90 in den Zähnen nachweisen – eine Folge der Kernwaffentests, die durch die USA, Russland, Frankreich, England etc. durchgeführt wurden.

Technische Barrieren
Technische Komponenten wie die Zusammensetzung und Einbindung des radioaktiven Materials (Abfallmatrix), Behälter und die Stollenverfüllung mit Bentonit-Granulat [siehe Bentonit] tragen als technische Barrieren passiv zur Rückhaltung der radioaktiven Stoffe bei.

Tiefenlager [siehe Geologisches Tiefenlager]

Three Mile Island
Nur um Haaresbreite entgingen die USA am 28. März 1979 einer atomaren Katastrophe. Im Block 2 des Atomkraftwerkes Three Mile Island im Staat Pennsylvania war es nach einer ganzen Reihe von technischen Pannen, mangelhaften Betriebsvorschriften und einer ungenügenden Auslegung des Reaktors für Störfälle zu einer teilweisen Kernschmelze gekommen. Über Stunden war, nach einer Schnellabschaltung des Reaktors, unbemerkt geblieben, dass sich ein Überdruckventil geöffnet und nicht wieder geschlossen hatte – es gab im Kontrollraum keine Anzeige dafür. So entwich unbemerkt Kühlwasser. Die Kühlwasserzufuhr wurde gar noch gedrosselt, als ein Instrument fälschlicherweise eine zu große Füllhöhe anzeigte. Erst nach 16 Stunden wurde die Kühlung wieder eingeschaltet. Die Hälfte der Brennstäbe war da schon geschmolzen, die Temperatur am Boden auf 1400 Grad gestiegen – hundert Grad unter der Schmelztemperatur der Stahlhülle. Dennoch kommt es zur Freisetzung erheblicher Mengen radioaktiver Gase, auch radioaktives Wasser muss abgeleitet werden. Die offiziellen Angaben, wonach nur geringe Mengen ausgetreten seien, stehen im Widerspruch zu Aussagen vieler Betroffener in der Bevölkerung, die typische Symptome von Strahlenschäden zeigten. Umweltschützer gehen deshalb davon aus, dass mindestens 40-mal mehr Radionuklide entwichen sind, als offiziell angegeben. Das entspräche etwa einem Zehntel der Freisetzung nach den Kernschmelzen von Fukushima. Schadenersatzklagen werden 1996 mit dem Argument abgewiesen, es könne kein zwingender Zusammenhang nachgewiesen werden – obwohl auch offiziell eingeräumt wird, dass es zu einer Häufung von Krebsfällen gekommen ist. Mit der als »ernster Unfall« eingestuften Beinahe-Katastrophe verlor eine ganze Industrie, die eine Kernschmelze als praktisch ausgeschlossen bezeichnet hatte, ihre Unschuld und einen großen Teil ihrer Glaubwürdigkeit.

Tschernobyl
Am 25. April 1986 soll im Block 4 des Atomkraftwerks Tschernobyl im Norden der Ukraine ein Spannungsregler getestet werden, der bei einer Schnellabschaltung bei gleichzeitigem Stromausfall die knappe Minute bis zum vollen Anlaufen der Notstromaggregate überbrückt. Dazu muss der Reaktor mit einer thermischen Leistung von 3200 Megawatt auf 1000 Megawatt heruntergefahren werden. Der Versuch wird während des Herunterfahrens wegen zusätzlicher Stromnachfrage unterbrochen und erst in der Nacht fortgesetzt. Die Sicherheitssysteme werden während des Probelaufs abgeschaltet. Dabei sinkt die Leistung unerwartet nicht auf 25, sondern auf 1 Prozent. Der Reaktor muss wieder hochgefahren werden. Dabei gerät er außer Kontrolle. Die Leistung steigt binnen Sekundenbruchteilen; es kommt zu einer gewaltigen Knallgas-Explosion, die das Dach wegsprengt. Die Brennelemente schmelzen, der als Moderator verwendete Graphit gerät bei Temperaturen von über 2000 Grad in Brand. Erst nach Wochen gelingt es, das Feuer zu löschen. Es kommt zur Freisetzung gewaltiger Mengen an Radionukliden. Als eigentliche Ursache gelten technische Mängel bei der Handhabung der Steuerstäbe, die unter bestimmten Voraussetzungen zu einem unkontrollierbaren Leistungsanstieg führen. Diese Mängel waren bekannt, war es doch schon 1983 in Litauen zu einem ähnlichen Fehler gekommen. Wären daraus die richtigen Lehren gezogen worden – Tschernobyl wäre nicht passiert.

United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation UNSCEAR
1995 gegründetes Expertenkomitee der Vereinten Nationen zur Untersuchung der Auswirkungen atomarer Strahlung, das der Generalversammlung regelmäßig Bericht erstattet. 27 Staaten entsenden Mitglieder.

Uran
Natürlich vorkommendes, radioaktives Schwermetall. Uran besteht aus den Isotopen Uran-238 (99,27 Prozent), Uran-235 (0,72 Prozent) und Spuren von Uran-234. Durch Neutronenbeschuss ist Uran-235 spaltbar. Für die Verwendung in Atomreaktoren wird Uran-235 auf mindestens 3 Prozent angereichert, für eine Atombombe wird zu 90 Prozent angereichertes Uran verwendet.

Verglasung
Mit der Verglasung werden flüssige, hochradioaktive Abfälle aus der Wiederaufarbeitung in eine resistente Form gebracht. Dies geschieht durch Trocknen und Schmelzen beispielsweise in Keramiköfen. Nach ihrer Verpackung werden sie als Endprodukt auch als Glaskokillen bezeichnet.

Verpackung [siehe Castorbehälter]
Ein Abfallgebinde, das wiederum mehrere kleine Behälter umschließen kann, die aus zusätzlichen Einbauten, Füllmaterialien und Leerraum bestehen. Die Verpackungen können auch der Abschirmung von Strahlung dienen.

Verschluss
Verfüllen und Versiegeln aller Teile eines geologischen Tiefenlagers nach Abschluss der Beobachtungsphase.

Wiederaufarbeitung
Mechanische Zerlegung abgebrannter Brennelemente, chemische Auflösung des Oxid-Brennstoffes und Trennung in Uran, Plutonium und Spaltprodukte. Die europäischen Anlagen zur Wiederaufarbeitung befinden sich in La Hague (Fr) und Sellafield (GB).

Windenergie
Windkraftanlagen sind eine erneuerbare Energiequelle. 2014 waren laut Wikipedia Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 369,6 GW installiert, fast genauso viel wie durch Kernkraftwerke. Sie decken damit 3 Prozent des weltweiten Strombedarfs. Die Windparks werden Onshore, also an Land, oder Offshore auf See installiert. Bisher spielen Offshorewindparks nur eine geringe Rolle.

Zwischenlager
Lagerung von abgebrannten Brennelementen und konditionierten Abfällen (Konditionierung) unter kontrollierten Bedingungen, bis sie in ein geologisches Tiefenlager verbracht werden können.

 

Quellen

Bundesamt für Gesundheit (BAG), Bundesamt für Strahlenschutz (BfS), ENSI (Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat, Greenpeace, Nagra (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle) SUVA (Schweizerische Unfallversicherungsanstalt), Wikipedia

Siedewasserreaktor

  • Siedewasserreaktor

    Beim Siedewasserreaktor gibt es im Gegensatz zum Druckwasserreaktor keine zwei Wasserkreisläufe. Der Dampf wird vom Reaktordruckgefäß direkt zu den Turbinen geleitet. Der Dampf enthält deshalb Spuren kurzlebiger radioaktiver Stoffe, die aber nach wenigen Minuten abklingen.

Druckwasserreaktor

  • Druckwasserreaktor

    Der Druckwasserreaktor (in der Schweiz die Reaktoren in Beznau und Gösgen) besteht aus zwei Wasserkreisläufen. Die Erhitzung des primären Wasserkreislaufes geschieht im Reaktordruckbehälter, der sich im Reaktorgebäude befindet. Dort wird unter hohem Druck Wasser erhitzt, ohne dass es siedet. Das erhitzte Wasser wird zur Erhitzung eines zweiten Wasserkreislaufs verwendet, dessen Wasser verdampft. Der Dampf dient dem Antrieb von Turbinen. Die Turbinen für die Stromerzeugung befinden sich im Maschinenhaus. Über dem Kühlturm, dem Wahrzeichen eines Kernkraftwerkes, tritt die feuchte, warme Luft aus.

Geologisches Tiefenlager

  • Geologisches Tiefenlager

    Zu einem geologischen Tiefenlager gehören sowohl die Oberflächen-Anlage als auch die in mehreren hundert Metern Tiefe im Wirtgestein liegende Anlage, in der die radioaktiven Abfälle in Stollen oder Kavernen mithilfe passiver Sicherheitsbarrieren [siehe auch Geologische Barriere] dauerhaft von Mensch und Umwelt isoliert werden.

Castorbehälter

  • Castorbehälter

    Behälter zur Aufbewahrung und zum Transport radioaktiven Materials. Castor ist ein geschützter Name der Gesellschaft für Nuklear-Service (GNS). Ein gefüllter Castorbehälter wiegt 110 bis 125 Tonnen. Die Herstellung eines Castorbehälters kostet rund 1,5 Millionen Franken. Zur Aufbewahrung radioaktiver Materialien werden auch noch andere Behälter benutzt. Alle müssen aber dieselben technischen Anforderungen erfüllen. Sie weisen beispielsweise mehrere Druckräume auf.

Kernkraft in Europa

  • Kernkraft in Europa

    (Quelle: Wikipedia, Kernenergie nach Ländern, Liste der Kernkraftwerke (Stand: 25.2.2015)

Kernschmelze

  • Kernschmelze

    Nach dem Abschalten eines atomaren Reaktors wird zwar die Kernspaltung unterbunden, aber der radioaktive Zerfall der bei der Kernspaltung entstandenen Spaltprodukte dauert an. Nach einer Stunde macht dies noch etwa ein Prozent der thermischen Leistung des Reaktors aus. Im Falle des Schweizer Atomkraftwerks Mühleberg sind das 36 Megawatt, und auch nach zehn Tagen hat die sogenannte Nachzerfallswärme noch eine Leistung von über 7 Megawatt. Das entspricht 3600 Heizlüftern mit einer Leistung von 2 Kilowatt – die in einem Raum von der Größe eines Schlafzimmers aufgestellt sind. Knapp zehn Tonnen Wasser verdampfen bei dieser Leistung – pro Stunde. Dieses Kühlmittel muss deshalb auch nach dem Abschalten noch für längere Zeit kontinuierlich dem Reaktorkern zugeführt werden. Wird diese Kühlung unterbrochen, droht die Kernschmelze. Ist sämtliches Kühlwasser verdampft, beginnen sich die Brennelemente sehr schnell aufzuheizen. Nach einigen Stunden schmilzt der Brennstoff, der Reaktorkern ist zerstört. Dabei kann hochradioaktives Material entweichen und Mensch und Umwelt gefährden. Ein solcher Unfall wird als Super-GAU bezeichnet.

Linear-No-Treshold-Model (LNT)

  • Das Linear-No-Threshold-Modell

    Aufgrund der im Labor bestätigten Erkenntnis, dass es grundsätzlich keine noch so niedrige Strahlendosis gibt, die als unschädlich bezeichnet werden kann, geht man davon aus, dass es, mit null beginnend, einen linearen Zusammenhang zwischen Strahlendosis und Krebsrisiko gibt: Je höher die Dosis, desto höher das Risiko. Die heute geltenden Grenzwerte fußen auf dem LNT-Modell.

Alpha-, Beta- und Gammastrahlung

  • Alpha-, Beta- und Gammastrahlung

    Alphastrahlung
    Alphastrahlung ist eine ionisierende Strahlung. Die Reichweite beträgt in der Luft nur zehn Zentimeter, schon ein Blatt Papier reicht als Abschirmung. Gelangen Radionuklide , die Alphastrahlung emittieren (d. h. in die Luft ablassen), etwa durch Nahrung oder die Atemwege in den Körper, sind sie ungleich gefährlicher. Typische Alphastrahler sind Uran und Thorium sowie deren Zerfallsprodukte Radium und Radon. Ein Beispiel ist Radium-226 .

    Betastrahlung
    Betastrahlung ist eine Teilchen-Strahlung mittlerer Intensität. Die Reichweite beträgt je nach Radionuklid in der Luft bis zu acht Metern, zur Abschirmung genügen in der Regel einige Millimeter Aluminiumblech oder Beton. Typische Betastrahler sind Iod-131 und Strontium-90, die beide bei atomaren Unfällen freigesetzt werden. Betastrahlung kann die Haut durchdringen. Im Körper reichert sich Iod-131 in der Schilddrüse an, Strontium-90 wird in die Knochen eingebaut. Beides kann zu schweren Krebserkrankungen führen.

    Gammastrahlung
    Gammastrahlung ist eine dem sichtbaren oder ultravioletten Licht vergleichbare, aber wesentlich energiereichere elektromagnetische Strahlung. Sie entsteht etwa nach einem Alpha- oder Betazerfall eines Teilchens, wenn noch ein Überschuss an Energie vorhanden ist. Die Reichweite von Gammastrahlung beträgt in der Luft mehrere hundert Meter. Sie durchdringt auch den menschlichen Körper. Zur Abschirmung ist dicker Beton oder Wasser nötig.

Kernfusion

  • Kernfusion

    Bei der Kernfusion verschmelzen in einer Kettenreaktion zwei Atomkerne zu einem neuen Kern. Es ist dieser Prozess, der auch die Sonne in einen leuchtenden Stern verwandelt. Konkret verschmelzen bei extrem hohen Temperaturen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu einem Heliumkern. Dies unter Freisetzung eines Neutrons und Energie. Diese Fusionsreaktion ist die Ursache für die Zerstörungskraft von Wasserstoffbomben. Seit Jahrzehnten experimentieren Forscher damit, sich dieses unglaubliche Energiepotenzial zunutze zu machen. Bislang verbrauchten die Kernfusionsversuche mehr Energie, als sie einbrachten. In Südfrankreich befindet sich der Fusionsreaktor Iter im Bau, der ab 2020 im großen Umfang Informationen über die weitere Entwicklung dieser Technologie geben soll. An dem 16 Milliarden Euro teuren Experiment sind zahlreiche Länder beteiligt. Es ist eine offene Frage, ob die Kernfusion tatsächlich einmal Strom für den Massenkonsum bringen kann. Auf jeden Fall wird dies noch Jahrzehnte dauern.

Entwicklung der Kraftwerks-Generationen

  • Entwicklung der Kraftwerks-Generationen

    Die ersten kommerziellen Kernkraftwerke gingen zwischen 1956 und 1965 ans Netz. Sie zählen zu den Kernkraftwerken der ersten Generation. Ihre elektrische Leistung war noch meist unter 200 MW. Die in Europa geläufigen Kraftwerke entstammen der zweiten Generation und sind meist Druckwasserreaktoren. Die Mehrheit von ihnen wurde vor dem Reaktorunglück von Tschernobyl in Betrieb genommen. Die Generation 3 ist eine evolutionäre Weiterentwicklung der zweiten Generation. Die Weiterentwicklung betrifft vor allem die sogenannt passiven Sicherheitssysteme. So wurde der Boden unter dem Reaktordruckbehälter sowie das Reaktorgebäude deutlich verstärkt – wie dies in Olkiluoto in Finnland der Fall ist. Auf der gleichen Technik basieren auch die Kernkraftwerke der Generation 3+. Die Kernkraftwerke der 4. Generation werden noch entwickelt. Sie könnten Natrium (Salz) statt Wasser als Kühlmittel verwenden, eine Betriebstemperatur von 1000 Grad (statt 300 Grad) erreichen, und statt Uran könnten sie Thorium sowie Plutonium als Brennstoff nutzen. Die Konzepte liegen schon lange vor, eine Realisierung ist nicht in Sicht. Zur 4. Generation könnten aber auch kleine Modulreaktoren gehören, die in den USA im Gespräch sind. Bei Modulreaktoren besteht ein Kernkraftwerk nicht aus einem großen, sondern aus mehreren kleinen Reaktoren. Bei der Wartung, einer Inspektion oder dem Ausfall eines Reaktors liefern die anderen Reaktoren weiterhin Energie.

 

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