Einführung in die Thematik

Ein Kernkraftwerk beziehungsweise ein Atomkraftwerk ist eine Anlage zur Herstellung von elektrischer Energie in Form von Strom. Der Ablauf in einem Kernkraftwerk ist äusserst komplex, weshalb einige Abläufe in diesem Referat vereinfacht dargestellt sind. Im Grunde genommen besteht ein Kraftwerk aus 3 wichtigen Komponenten. Zum einen haben wir den Kernreaktor, in dem die Kernspaltung stattfindet, die Dampfturbine, in der der Strom produziert wird und ein Kühlturm aus dem verdampftes Kühlwasser aus dem tertiären Kühlkreislauf nach aussen entweichen kann. Die Thematik rund um die Kernenergie ist sehr kontrovers umstritten. Nicht nur in Deutschland, sondern auch in Frankreich und der Schweiz protestieren Atomgegner oft lautstark gegen die Atomkraft.

Die Kernspaltung
Im Herzen des Kernkraftwerks, dem Reaktor, findet die Kernspaltung statt. Bei der Kernspaltung wird ein freies Neutron auf ein Uranatom geschossen. Das Uranatom wird instabil und zerfällt in die Atome Barium und Krypton. Zudem werden aus dem zerfallenen Uranatom zwei weitere freie Neutronen freigesetzt. Diese zwei weiteren freien Neutronen treffen dann je wieder auf ein Uranatom, welche dann erneut in Barium und Krypton zerfallen und je wieder zwei freie Neutronen abgibt. Dadurch entsteht eine Kettenreaktion. Diese Kettenreaktion findet in uranhaltigen Brennstäben in einem Wassertank im Reaktor statt. Um die Kettenreaktion kontrollierbar zu halten werden sogenannte Absorber eingesetzt. Absorber sind Materiealien wie beispielsweise Graphit, welche die freien Neutronen aufnehmen und «schlucken». Das Graphit wird mithilfe von sogenannten Steuerstäben zwischen die Brennstäbe eingeführt um so den Grad der Kettenreaktion kontrollieren zu können. Bei der Kettenreaktion wird extrem viel Energie in Form von Wärme eingesetzt. Das Wasser um die Brennstäbe befindet sich in einem sogenannten Druckwasserreaktor, der nicht zulässt, dass das Wasser verdampft. Das Wasser hat nämlich gar nicht genug Platz, egal wie heiss es wird, zu verdampfen, da Wasserdampf en Vielfaches mehr an Platz benötigt als das Wasser in flüssigem Zustand. Das gesamte Wasser wird dann durch eine einzige Kleine Öffnung im Druckwasserreaktor gedrängt.

Wie entsteht nun Strom?
Das eben genannte Wasser, welches durch die kleine Öffnung im Druckwasserreaktor geströmt ist, gelangt in eine Wasserleitung, welche zu einem Wärmetauscher geführt. Im Wärmetauscher wird die Hitze des hochradioaktiven Wassers auf einen Kreislauf mit nur noch leicht radioaktiven Wassers übertragen. Dieses Wasser hat dann anschliessend Platz zu verdampfen und wird dann aufgrund des Drucks in eine oder mehrere riesige Dampfturbine gedrückt, die es dann anschliessend zu drehen beginnt. Durch die extrem starken Kräfte, welche auf die Turbine wirken und die daraus resultierende schnelle Drehbewegung der sehr grossen Turbine, wird anhand von Elektromagneten an der Turbine sowie am Rand der Turbine viel Strom hergestellt. Mit einem einzigen Gramm vom Grundbrennstoff Uran, kann durch diese Methode mehr Strom hergestellt werden als mit 3 Tonnen Kohle in einem Kohlekraftwerk. Die Kernenergie ist also mit Abstand die effizienteste Form der Energiegewinnung, wodurch sie auch zur günstigsten wird.

Was ist die Funktion des Kühlwasserturms?
Wir erinnern uns, dass das Wasser vom zweiten Kreislauf immer noch leicht radioaktiv verseucht ist. Es darf also unter keinen Umständen in die Aussenwelt gelangen und muss im Kreislauf bleiben. Da es aber nun Wasserdampf ist, muss das Wasser erst heruntergekühlt werden, bevor es erneut in den Kreislauf eingespeist werden kann. Die Kühlung folgt mit einem zweiten Wärmetauscher und einem dritten Kreislauf, dem sogenannten tertiärkreislauf. Um das Wasser vom sekundärkreislauf genügend zu kühlen, wird extrem viel Wasser im tertiären Kreislauf benötigt, was oft von Flüssen oder Seen bezogen wird, was erklärt, warum Kernkraftwerke meistens direkt an Gewässern stehen. Das Wasser im tertiären Kreislauf wird durch den zweiten Wärmetauscher nicht mehr verseucht, sondern behält seine natürliche Form. Allerdings verdampft es und für weiteren Wasserdampf hat es im Kernkraftwerk keinen Platz, weshalb der unschädliche Wasserdampf durch ein hohes Kamin in die Atmosphäre abgegeben wird. Der Wasserdampf steigt in den Himmel und bildet dort ganz gewöhnliche Wolken, denen man nicht ansieht, dass sie aus einem Kernkraftwerk stammen.

Gefahren
Die Kernkraft gehört zwar zu den sichersten Technologien überhaupt, doch auch hier lauern Gefahren. Die Menschheitsgeschichte kennt zwei fatale Unfälle, welche bei der Stromgewinnung mittels Kernenergie unterlaufen sind. Zum einen war das atomare Unglück 1986 in der damaligen Sowjetunion. Im Kernkraftwerk Tschernobyl nahe der in der heutigen Ukraine gelegenen Stadt Pripyat explodierte am 26. April 1986 der Reaktor Nummer 4. Beim Unglück starben mehrere Tausende Menschen und Millionen bekamen eine erhöhte Strahlendosis ab, welche stark krebserregend ist. Ausschlaggebend für die Katastrophe war ein missglückter Sicherheitstest, bei dem von der Besatzung im Kontrollraum massiv Sicherheitsvorschriften missachtet wurden. Ebenfalls hat das unter sowjetischer Aufsicht gebaute Kernkraftwerk mehrere verheerende Baumängel. Es wurde vertuscht und gepfuscht was das Zeug hält. Das andere Unglück ereignete sich im Jahre 2011 in der Präfektur Fukushima in Japan. Durch ein starkes Erdbeben und ein daraus resultieren Tsunami, wurde das Kernkraftwerk stark beschädigt und es traten enorme Mengen an radioaktiver Strahlung ins Wasser und in die Luft aus.

Fazit

Die Kernenergie wird oft verteufelt. Gegner der Kernenergie haben zu einem gewissen Grad Recht. Die Auswirkungen von einer nuklearen Katastrophe könnten extrem verheerend sein. Allerdings sind die Sicherheitsvorschriften hier extrem hoch und Tsunamis sind nicht gerade eine Gefahr hierzulande. Die Kernenergie ist mehr oder weniger umweltfreundlich und im Vergleich zu anderen Arten der Stromproduktion sehr günstig.