Kernenergie: Sauber und verlässlich. Ist sie sicher genug?

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Aktualisiert am: 14 Dec 2020

Warum Kernkraft?

Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen wie Kohle und Gas erzeugt Kernenergie fast keine CO₂-Emissionen .

Image of CO₂-Äq.-Emissionen von 100 % Kernkraft vs. heutiger Energiemix

CO₂-Äq.-Emissionen von 100 % Kernkraft vs. heutiger Energiemix

Darüber hinaus kann Kernkraft verlässlich und zu jeder Zeit elektrische Energie bereitstellen , da sie nicht vom Wetter abhängt. Das sieht vielversprechend aus, also schauen wir sie uns etwas genauer an.

Wie bekommen wir Energie aus der Spaltung von Atomen?

Hast du von Einsteins „E = mc²“ gehört? Diese Gleichung besagt, dass wir Masse in Energie wandeln können (und zurück)! Genau hier kommt die Energie aus einem Kernkraftwerk her.

Atome bestehen aus Protonen, Neutronen und Elektronen . Protonen und Neutronen befinden sich im Zentrum des Atoms (dem sogenannten „Kern“). Protonen haben eine positive Ladung, Elektronen eine negative Ladung, und Neutronen überhaupt keine Ladung .

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Heliumatom

Kernreaktoren verwenden Uran-235, eine Variante von Uran mit 92 Protonen und 143 Neutronen . Es heißt Uran-235, weil 92 + 143 = 235 ist.

Wenn du ein Neutron auf U-235 feuerst, spaltet es sich in… :

  • Zwei kleinere Atome
  • ein paar Neutronen (bis zu 5, aber im Durchschnitt 2 oder 3; das ist etwas zufällig bei jeder Spaltung )
  • Etwas Energie in Form von Wärme - hier bekommen wir unsere Energie!
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Uran spalten

Was ist der Unterschied zwischen einer Atombombe und einem Kernkraftwerk?

Ein Neutron bewirkt, dass sich ein U-235 Atom spaltet und Energie freigesetzt wird, sowie weitere Neutronen. Diese neuen Neutronen können dazu führen, dass mehr U-235 gespalten wird. Der Prozess wiederholt sich. Wenn du also viele U-235 Atome an einem Ort bündelst, bekommst du

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Eine nukleare Kettenreaktion

Wenn jede Spaltung zwei oder mehr Spaltungen verursacht, wird die gesamte Energie sehr schnell freigesetzt, was im Grunde bei einer Atombombe der Fall ist. Bei Kernreaktoren wollen wir, dass jede Spaltung im Durchschnitt genau eine weitere Spaltung verursacht. Dadurch bleibt die Reaktion stabil und konstant.

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Stabile nukleare Kettenreaktion

Dies kann durch geschickte Technik erreicht werden, was wir in der „Detailliert“-Version dieses Kurses detaillierter abdecken.

Wie funktionieren Atomreaktoren?

Der heute populärste Reaktortyp ist der Druckwasserreaktor (DWR) . Er enthält zwei Wasserkreisläufe. Im ersten, genannt Primärkreislauf, findet die Spaltung von Uran-235 statt, was dazu führt, dass das Wasser in diesem Kreislauf sehr heiß wird.

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Druckwasserreaktor 1

Das heiße Wasser des Primärkreises fließt durch ein Rohr, das durch einen zweiten Kreislauf führt - den Sekundärkreislauf. Dadurch entsteht im Sekundärkreislauf Dampf, der eine Turbine antreibt. Die Bewegungsenergie der Turbine wird anschließend in elektrische Energie umgewandelt.

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Druckwasserreaktor 2

Ist die Kernkraft sicher?

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Sicherheit der Kernkraft im Vergleich zu Kohle

Im Gegensatz zur gängigen Meinung sind Unfälle in einem Kernkraftwerk extrem unwahrscheinlich und verursachen insgesamt weitaus weniger Todesfälle als fossile Brennstoffe (vor allem, weil die Verbrennung fossiler Brennstoffe tödliche Luftverschmutzung freisetzt) .

Man kann jedoch nicht bestreiten, dass das Know-How für den Bau von Kernreaktoren Ländern hilft, auch beim Bau von Bomben besser zu werden .

Die andere Kehrseite der Kernspaltung ist radioaktiver Abfall. In den USA gibt es bereits 90.000 Tonnen schädlichen Abfall (was einem 20 Meter tiefen Fußballfeld entspricht) . Obwohl wir wissen, wie man diesen Abfall vorübergehend lagern kann, haben wir noch keine langfristige Lösung .

In der „Advanced“-Variante dieses Kurses diskutieren wir über völlig neue Reaktorkonstruktionen, die helfen könnten, diese Probleme zu lösen.

Abgesehen von der öffentlichen Wahrnehmung der Sicherheitsaspekte der Kernkraft ist ein unbestreitbares Problem, dass neue Kernkraftwerke zu bauen sehr teuer ist . Tatsächlich wird der Bau neuer Reaktoren in vielen Ländern, darunter den USA , als nicht rentabel angesehen.

Zusammenfassung

Kernkraft ist eine nahezu kohlenstofffreie und zuverlässige Energiequelle.

Während der Bau neuer Kernkraftwerke in der westlichen Welt unwirtschaftlich geworden ist , entfernt das Abschalten von Reaktoren, die wir bereits gebaut haben, nur eine sichere und fast kohlenstofffreie Alternative zu Kohle . Darüber hinaus setzen Länder wie China und Indien auf neue Kernkraftwerke - und das ist gut für das Klima !

Die Kernkraft von heute hat ein Abfallproblem , aber das muss mit der Alternative abgewogen werden: CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen. Explosionen sind jedoch so selten und verursachen vergleichsweise wenige Todesfälle, dass Kernenergie tatsächlich eine der sichersten verfügbaren Formen der Energie ist !

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