Kernenergie

Die Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk geschieht grundsätzlich wie in anderen Kraftwerken auch. Wasser wird erhitzt, um mittels des Wasserdampfes eine Turbine anzutreiben. Die Besonderheit von Atomkraftwerken besteht in der Wärmequelle. Zum Einsatz kommen Brennstäbe mit radioaktiven Elementen, bei deren Zerfall Energie freigesetzt wird.

Atomenergie: Atomkernkraft und Fusion

Die Atomenergie, die aus dem Kern von Atomen gewonnen wird, ist ein mächtiges und kontrovers diskutiertes Thema in der Wissenschaft und Technologie. Es gibt zwei Haupttypen von Kernreaktionen, die zur Gewinnung von Energie genutzt werden können: Kernspaltung (Atomkernkraft) und Kernfusion. Beide Prozesse haben ihre eigenen Vorteile und Herausforderungen.

Atomkernkraft (Kernspaltung)

Die Atomkernkraft basiert auf der Spaltung von schweren Atomkernen, typischerweise Uran-235 oder Plutonium-239. Dabei wird ein Atomkern durch den Beschuss mit einem Neutron gespalten, wodurch zwei oder mehr kleinere Kerne, zusätzliche Neutronen und eine große Menge an Energie freigesetzt werden. Diese freigesetzten Neutronen können dann weitere Spaltreaktionen auslösen, was zu einer Kettenreaktion führt.

Vorteile der Atomkernkraft

• Hohe Energiedichte: Ein kleines Volumen von spaltbarem Material kann eine große Menge an Energie produzieren.
• Reduzierte CO₂-Emissionen: Kernkraftwerke stoßen beim Betrieb kein CO₂ aus.

Herausforderungen und Nachteile

• Radioaktiver Abfall: Die Kernspaltung produziert radioaktive Abfälle, die sicher gelagert werden müssen, oft für Tausende von Jahren.
• Kernschmelzunfälle: Bei einem schweren Unfall in einem Kernkraftwerk besteht das Risiko einer Kernschmelze, wie in Tschernobyl oder Fukushima gesehen.
• Waffenproliferation: Das Material und die Technologie zur Energieerzeugung können auch für die Herstellung von Atomwaffen verwendet werden.

Kernfusion

Die Kernfusion ist der Prozess, bei dem zwei leichte Atomkerne miteinander verschmelzen, um einen schwereren Kern zu bilden. Dies ist der Prozess, der in der Sonne und anderen Sternen stattfindet. Wasserstoffkerne (in Form von Deuterium und Tritium) sind die häufigsten Kandidaten für Fusionsreaktionen.

Vorteile der Kernfusion

• Enorme Energiequellen: Fusion hat das Potenzial, eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle zu sein, da Deuterium aus Meerwasser gewonnen werden kann.
• Geringere radioaktive Abfälle: Fusion produziert weniger und weniger langlebigen radioaktiven Abfall als Kernspaltung.
• Sicherheit: Im Gegensatz zur Kernspaltung besteht bei der Fusion kein Risiko einer unkontrollierten Kettenreaktion.

Herausforderungen und Nachteile:

• Technologische Herausforderungen: Trotz jahrzehntelanger Forschung wurde noch kein Fusionsreaktor entwickelt, der mehr Energie produziert, als er verbraucht.
• Hohe Anfangsinvestitionen: Der Bau von Fusionsreaktoren erfordert erhebliche Investitionen.

Die großen Nachteile der Kernenergie: Eine kritische Betrachtung

Die Nutzung der Kernenergie zur Stromerzeugung wird oft als Möglichkeit zur Verringerung unserer Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen angepriesen. Trotz dieser potenziellen Vorteile gibt es jedoch erhebliche Bedenken hinsichtlich der Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und langfristigen Nachhaltigkeit der Kernenergietechnologie. Hier sind einige der kritischsten Nachteile der Kernenergie:

1. Radioaktiver Abfall

Die Kernspaltung erzeugt radioaktiven Abfall, der für Tausende von Jahren strahlungsaktiv bleibt. Die sichere Lagerung und Entsorgung dieses Abfalls ist nach wie vor ein ungelöstes Problem. Tiefengeologische Endlager sind teuer und mit erheblichen technischen Herausforderungen verbunden, und es besteht immer die Sorge um zukünftige Leckagen oder Kontamination.

2. Kernkatastrophen

Unfälle in Kernkraftwerken, wie die von Tschernobyl und Fukushima, haben gezeigt, dass die Folgen eines schweren Zwischenfalls katastrophal sein können, mit verheerenden Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Auch wenn viele moderne Reaktoren mit zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen ausgestattet sind, bleibt das Risiko bestehen.

3. Waffenproliferation

Die Technologie und Materialien, die für zivile Kernenergieanwendungen verwendet werden, können auch zur Herstellung von Atomwaffen verwendet werden. Dies erhöht das Risiko der Verbreitung von Atomwaffen und stellt eine globale Sicherheitsbedrohung dar.

4. Hohe Kosten

Kernkraftwerke sind kostspielig im Bau und oft auch im Betrieb. Viele Kernkraftprojekte haben erhebliche Kostenüberschreitungen und Verzögerungen erlebt. Außerdem sind die Kosten für den Rückbau von Kernkraftwerken und die Entsorgung von radioaktivem Abfall oft nicht in den ursprünglichen Kostenschätzungen enthalten.

5. Begrenzte Brennstoffvorräte

Obwohl Uran reichlicher vorhanden ist als fossile Brennstoffe, sind die Vorräte an spaltbarem Uran-235, das in den meisten kommerziellen Reaktoren verwendet wird, begrenzt. Wenn die Kernenergie global stark ausgebaut wird, könnten die bekannten Vorräte in wenigen Jahrzehnten erschöpft sein.

6. Technologische Herausforderungen

Neue Reaktorkonzepte, wie z.B. schnelle Brüter oder Thorium-Reaktoren, werden oft als Lösungen für einige der oben genannten Probleme angepriesen. Diese Technologien sind jedoch entweder unerprobt oder mit ihren eigenen technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen verbunden.

Schlussfolgerung

Während Kernenergie einige Vorteile im Vergleich zu fossilen Brennstoffen bietet, sind die damit verbundenen Risiken und Herausforderungen erheblich. Es ist wichtig, diese Risiken objektiv zu bewerten und sie mit den potenziellen Vorteilen und Herausforderungen alternativer Energiequellen abzuwägen. Das Streben nach einer sauberen und sicheren Energiezukunft erfordert eine ausgewogene und gut informierte Debatte über alle verfügbaren Technologien.

Die Atomenergie, sei es durch Kernspaltung oder Fusion, bietet das Potenzial, eine wichtige Rolle in der globalen Energieversorgung zu spielen. Während Atomkernkraft bereits seit Jahrzehnten genutzt wird, bleibt die Kernfusion trotz ihrer vielversprechenden Vorteile noch immer ein Ziel für die Zukunft. Es ist entscheidend, dass weiterhin in Forschung und Entwicklung investiert wird, um die Herausforderungen beider Technologien zu überwinden und die Energieversorgung sicherer, sauberer und nachhaltiger zu gestalten.

Der Brennstoff hat es in sich

Die Art des Brennstoffs bedingt spezifische Sicherheitsrisiken für Atomreaktoren. Es handelt sich um gefährliche Stoffe, die keinesfalls in Kontakt mit der Umgebung kommen dürfen. Einige dieser Stoffe – in besonders hohem Maße Plutonium – sind hochgradig giftig, aber ihr besonderes Gefährdungspotenzial besteht in der radioaktiven Gammastrahlung. Diese führt dazu, dass es nicht ausreicht, diese Stoffe nicht in direkten Kontakt mit Menschen kommen zu lassen. Gammastrahlung ist eine Strahlung mit prinzipiell unendlicher Reichweite, die auch auf größere Entfernung schwere Zellschädigungen verursachen kann. Medizinische Folgen sind Schädigungen des Erbguts sowie zahlreiche Arten von Krebs. Die von diesen Stoffen ausgehende Gefährdung klingt nur langsam ab. Beschrieben wird diese Abklingzeit durch die sogenannte Halbwertzeit. Diese gibt an, nach welcher Zeit die Hälfte der Kerne zerfallen ist. Die Halbwertzeit von Plutonium beträgt mehr als 24.000 Jahre, einige Uranisotope weisen noch deutlich längere Halbwertzeiten auf. Diese Stoffe müssen also über einen Zeitraum sicher gelagert werden, der die seit der frühen Steinzeit vergangene Zeit um ein Vielfaches übersteigt.

Ein Reaktor muss aktiv gesteuert werden

Ein wesentliches Merkmal eines Kernreaktors besteht darin, dass er stets durch aktive Eingriffe im Inneren kontrolliert werden muss. Anders als bei einem Gaskraftwerk existiert kein äußeres Ventil, mit dem einfach die Treibstoffzufuhr unterbrochen werden kann, was relativ schnell zur Abschaltung führt. Der Treibstoff eines Atomreaktors befindet sich komplett im Reaktorkern und gibt permanent Wärme an die Umgebung ab. Kann diese Wärme nicht kontinuierlich abgeführt werden, kommt es zu einer Überhitzung.
Dieses Fehlen passiver Sicherheit ist das Kernproblem der anhaltenden Sicherheitsdiskussion.
Die von den Betreibern praktizierte Lösung besteht darin, mehrere voneinander unabhängige Sicherheitssysteme zu installieren. Voneinander unabhängig bedeutet, dass keine denkbare Fehlerursache existieren darf, die alle Systeme gleichzeitig lahm legen könnte. Als problematisch erweist sich, dass z.B. alle Systeme Strom benötigen. Außerdem benötigen sie auch alle qualifiziertes Personal, was ebenfalls nicht in jedem denkbaren Szenario gewährleistet ist.

Wirtschaftliche Aspekte

Atomstrom wird in Deutschland mit dem Argument verteidigt, dass es sich um billigen Strom handele. Viele der Argumente der Diskussion über Kernenergie sind sicherlich strittig, diese aber ist schlicht unsinnig. Atomstrom ist der mit weitem Abstand teuerste Strom, zahlreiche Kosten werden jedoch auf Umwegen von der Allgemeinheit getragen und nicht als Kosten des Atomstroms ausgewiesen. Das betrifft zunächst die Kosten für die gegenwärtige Zwischenlagerung des Atommülls, an denen die Betreiber der Kernkraftwerke nur zu einem sehr geringen Teil beteiligt sind. Es bedarf auch keiner besonderen betriebswirtschaftlichen Kenntnisse um zu erkennen, dass die zukünftige Sicherung eines Endlagers über unzählige Jahrtausende nicht billig sein kann! Eine noch gravierende Verlagerung der Kosten findet durch den Verzicht auf eine Betriebshaftpflicht statt. Andere Betreiber risikobehafteter Anlagen müssen eine solche zwingend nachweisen, Betreiber von AKWs können das nicht. Der verursachte materielle Schaden im Fall einer Kernschmelze kann nur grob geschätzt werden, für dicht besiedelte Länder bewegen die Schätzungen sich im Bereich mehrerer Billionen Euro. Selbstverständlich findet sich dafür kein Versicherer! Im Ernstfall bleibt jeder auf seinen Kosten sitzen, die Betreiber haften für von ihnen verursachte Schäden nur im Rahmen eines lächerlich geringen Entschädigungsfonds. Die Freistellung von der Haftung für verursachte Schäden stellt einen geldwerten Vorteil zulasten der Allgemeinheit dar.