Wie funktionieren Atomkraftwerke und haben sie noch eine Zukunft?
Kernenergie ist eine Primärenergie die bei Kernreaktionen, Kernspaltungen oder Kernfusionen freigesetzt wird. Oft wird die Kernenergie auch Atomenergie genannt.
Aus dieser Primärenergie können wir Sekundärenergien, wie z.B. Strom und Wärme gewinnen.
Bereits in den 50iger Jahren wurden die ersten Kernkraftwerke gebaut, die nach dem Prinzip der Kernspaltung funktionieren. Hierzu wird meistens Uran verwendet.
Die Kernreaktionen sind heute noch im Forschungsstadium und werden noch nicht flächendeckend eingesetzt.
Wie funktioniert Kernspaltung?
Dies hier jetzt genau zu erklären würde den Rahmen um einiges sprengen. Dies wird in vielen Physik- und Chemibüchern aber ziemlich gut beschrieben.
Dennoch will ich es grob skizzieren.
Bei der Kernspaltung zerfallen die schweren Uran-Atome in mehrere leichte Kerne, sobald sie eine gewisse Aktivierungsenergie (Neutron dringt in Kern ein) erhalten.
Bei dieser Spaltung wird Energie freigesetzt sowie weitere 2-3 Neutronen, die wieder dann andere Uran-Atome anregen. Somit löst man eine Kettenreaktion aus und es wird sehr viel Energie freigesetzt.
1938 führten Otto Hahn und Fritz Straßmann erstmals eine solche Kernspaltung mit Uranatomen durch.
Wie wir alle Wissen wurde zuerst an der militärischen Nutzung geforscht, denn zu dieser Zeit herrschte der zweite Weltkrieg.
Erst später hat man die Kernenergie für zivile Zwecke genutzt.
Gefahren
Das größte Risiko von Atomkraftwerken ist, dass irgendwo radioaktive Stoffe austreten und sich in der Umwelt ausbreiten.
Deshalb haben die ganzen Kraftwerke hohe Sicherheitsauflagen, sodass sowas eigentlich nie vorkommen sollte. Dass es doch mal passieren kann sieht man aber an dem Beispiel von Tschernobyl.
Vom CO2-Ausstoß her sind die Atomreaktoren sogar umweltfreundlich, da sie kaum CO2 produzieren.
Hier haben wir ein ganz anderes Problem. Wie entsorgen wir den radioaktiven Abfall. Da haben wir bis heute keine gute Lösung gefunden.
Es gibt auch Aufbereitungswerke doch immer wieder sieht man im Fernsehen, dass Atommüll “irgendwie” entsorgt und gelagert werden muss.
Deshalb kann der die Atomenergie auch kein Mittel für die Zukunft sein.
Ich denke wir müssen in Zunkuft auf den regenerativen Energie bauen, wie Windkraft, Solar, Biogasenergie usw.
Auf diese Technologien werde ich aber in einem seperaten Artikel eingehen.
Was ist Eure Meinung? Sollten die jetztigen Atomkraftwerde noch eine Zeit lang laufen lassen, oder sofort abschalten?
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23. Mai 2009 um 12:30 Uhr
Hallo,
die Sache mit dem CO2-Ausstoß stimmt zwar für die Reaktoren, beim Abbau des radioaktiven Material entsteht aber sehr wohl CO2. Beim Betrachten der gesamten Produktionskette ist die Energieerzeugung mit Atomkraft also nicht CO2-frei. Deutschland muss endlich auf alternative Energien umschwenken, um nicht den Anschluß an andere große Industrienationen zu verlieren.
Wir aber subventionieren lieber Technik von gestern…
In meinem Heimatort soll z. B. die CO2-Abscheidetechnik getestet werden:
http://www.torsten-frank.de/wilhelmshaven-im-gesprach-als-co2-sammelstatte/
23. Mai 2009 um 12:39 Uhr
ich glaube, dass man noch in mehreren Jahrzehnten nicht ganz auf regenerative Energien umgestiegen ist; mich stört der Atommüll sowieso kaum; im Zweifelsfall das Zeug einfach ins All schießen – sollen sich doch die Aliens um den Schrott kümmern!
23. Mai 2009 um 13:05 Uhr
Atomenergie ist in meinen Augen eine sehr effiziente Möglichkeit Energie zu gewinnen. Es gibt zwar schon effizientere Alternativen, doch sind diesen noch sehr Teuer im Aufbau und in der Wartung.
Eine Gegenüberstellung währe doch ganz sinnvoll.
Wie viele Kohlekraftwerke oder Windmühlen benötigen wir um den gleichen Wirkungsgrad eines Atomkraftwerks zu erreichen?
23. Mai 2009 um 13:14 Uhr
@ FoolMoon: das werde ich mal an Simon weitergeben, der soll das was Posten
23. Mai 2009 um 15:25 Uhr
Der Wikipediaartikel gibt schon einiges her:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stromerzeugung
Da steht unter Windenergie, dass eine Windanlage bis zu 5MW Leistung bringen kann.
Durchschnittliche installierte Leistung pro Windrad: 1,18 MW laut:
http://de.wikipedia.org/wiki/Windenergie
Gesetzt der Fall sie tut das ganze Jahr 1,2MW leisten wären das, wenn ich mich nicht irre: 24h * 365 * 1,2MW = 10500MWh = 10,5GWh.
Die produktivsten Atomkraftwerke produzieren im Jahr wohl ca. 10TWh:
http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_produktivsten_Kernreaktoren
Demnach wäre dann wohl 1 Kraftwerk mit 10TWh = 1000 Windanlagen mit 10GWh.
Hat jemand genaure Daten bzw. mehr Vergleiche?
Die Investitionskosten würden mich auch mal interessieren. Bzw. wieviel kostet z.B. Windstrom im Vergleich zu Atomstrom.
Bezüglich der Preisvergleich (ist schon älter)
http://www.world-nuclear.org/uploadedImages/org/info/US_ElectProduction_Costs.jpg
23. Mai 2009 um 15:43 Uhr
Atommüllentsorgung? Ich denke ausgediente Bergwerkstollen gibt es doch hier sicherlich genug. Wo ist das Problem?
LOL ins All schießen ist vielleicht etwas zu teuer, und bei dem Risiko das sowas auchmal wieder runterkommt…
http://www.youtube.com/watch?v=kYUrqdUyEpI
23. Mai 2009 um 16:22 Uhr
@Eisenstein: Klasse Nachforschungen. Kannst bei uns sofort anfangen.
23. Mai 2009 um 16:59 Uhr
@gentle.rocker
Ich weiß nicht ob das Weltall der richtige Platz zum lagern von Atommüll ist. Bin da eher dem Meinung von Eisenstein
@FoolMoon
Man braucht schon sehr viele Solarmodule oder Windräder um ein Atomkraftwerk oder auch Kohlekarftwerk zu ersetzten.
Heute gibt es ja relativ gesehen schon einige Windräder und Solaranlagen, jedoch machen sie nur Prozent an der verbrauchten Gesamtenergie aus.
Eisenstein hat ja schon einen sehr tollen Vergleich geliefert.
@Eisenstein
Vielen Dank für deinen tollen Vergleich
PS:
Werde in meinen nächsten Artikel mal die verschiedenen Erneuerbaren Energien vorstellen, so wie ihre Zukunftschancen.
23. Mai 2009 um 21:30 Uhr
Der Vergleich hinkt natürlich.
Ich kann ja nicht einfach sagen, ich baue jetzt irgendwo 1000 Windanlagen und die ersetzen dann ein Atomkraftwerk.
Sondern wieviel Leistung Solar- oder Windanlagen produzieren hängt ja ganz von der Sonne bzw. vom Wind ab.
Was wiederum vom Standort abhängt.
Ich weiß das hier im Eggegebirge Messungen mit Windsensoren gemacht wurden.
Es stellte sich heraus, das einige Standorte für Windanlagen äußerst attraktiv waren.
Aber solche Anlagen lassen sich nicht überall gewinnbringend betreiben. Es ist ja auch eine Kostenfrage.
23. Mai 2009 um 21:33 Uhr
@Eisentom
Stimmt natürlich, Wind und Solaranlagen machen nicht an jedem Standort Sinn.
Bei uns sind die Windräder auf den Höhen der Schwäbischen Alb und Schwarzwald gebaut worden.
Da ich aber viel mit dem Rad unterwegs bin, sehe ich die Windräder ziemlich oft, und ca. 1/4 der Zeit bewegen sich die Rotoren gar nicht.
Da frage ich mich dann immer, lohnt sich die Investion, wenn es nicht die ganze Zeit läuft.
Ich denke so Offshore Windparks machen mehr Sinn, denn dort herscht eigentlich immer Wind. Nur dort sind die Installationskosten wahrscheinlich wieder höher.
24. Mai 2009 um 02:03 Uhr
Naja Windanlagen sind ja leider nicht überall gern gesehen.
Für die Herstellung der Photovoltaikzellen (Solaranlagen) wird auch sehr viel Energie usw. benötigt.
Zur Nutzung der Wasserkraft sind teilweise gravierender Eingriffe in das Ökosystem notwendig.
Es gibt jetzt schon einige Kohlekraftwerke die auch Holzpellets mit verbrennen.
Dann gibt es ja auch noch GUD-Kraftwerke und die alten Kernkraftwerke wo es aber die Lagerproblematik derzeit gibt.
Wie gut das ich nicht entscheiden muss was nun am besten geeignet ist :wacko:
24. Mai 2009 um 03:26 Uhr
Ich hatte in der Schule mal gelernt, dass für den Betrieb eines KKW noch ein weiteres daneben gestellt werden müsste, um die Kosten für Betrieb und Wiederaufarbeitung zu decken. Unkalkulierbare Risiken, wie die Bildung von sog. “Red Oil” während des Aufbereitungsprozesses, nicht eingerechnet. Das Zeug detoniert nämlich spontan; es ist ein wildes Gemisch aus verschiedenen Stoffen, die während der Wiederaufarbeitung entstehen.
Ich halte Kernkraftwerke für grob fahrlässig…es gibt bessere Alternativen, wenn man sie vernünftig und flächendeckend nutzen würde und wenn die Lobbyisten das wirklich wollten…
Noch eine Zahl: wenn die gesamte Fläche der Sahara für Solarzellen genutzt würde, könnte man den Welt-Energiebedarf (!!!) decken…
25. Mai 2009 um 08:17 Uhr
in Anlehnung an Martin möchte ich auch noch ergänzen, dass es Jahre dauert, bis sich ein Atomkraftwerk energetisch armotisiert. Hinzu kommt der energetische Aufwand für den Abbau und die Aufbereitung des fossilen Rohstoffs.
Eine große Schweinerei ist auch, dass der Steuerzahler für die Sanierung der Endlager aufkommen muss. Weitere Kosten werden ebenfalls auf den Steuerzahler abgewälzt.
Insofern ist Kernenergie bei Weiten teurer und erheblich weniger effizient, als uns die Atomlobby glaubhaft machen will.
27. Mai 2009 um 21:54 Uhr
Was die Risiken angeht, ist die Kernenergie unbestrittener Spitzenreiter. Gefährlicher gehts nicht.
Aber Energieamortisierung ist auch bei der Solarenergie ein Thema. Zumindest bei Photovoltaik/Solarzellen.
Ihr glaubt nicht, wieviel Energie man in Schmelzöfen verbraten muss, und wieviele hochgiftige Chemikalien (superumweltschädlich) man braucht, damit aus Quarzsand hochreines Silizium und damit ein brauchbarer Halbleiter wird.
Das dauert wenn ich mich nicht irre ca. 10 – 15 Jahre, bis man das wieder raushat.
Anders ist es bei der Solarthermie. http://de.wikipedia.org/wiki/Solarthermie#Solarthermische_Kraftwerke
Hier kommen keine Halbleiter sondern Hohlspiegel zum Einsatz.
Solche Anlagen würden sich für die Sahara anbieten – na ja fast, aber dort fehlt es leider am nötigen Kühlwasser.
27. Mai 2009 um 22:00 Uhr
@Eisenstein
Das hab ich auch schon gehört, dass man min. 10 Jahre braucht bis sich die Solarzellen lohnen (vom Umweltaspekt)
Die Sache mit der Solarthermie ist interessant.
Aber selbst wenn man solche Anlagen in der Sahara bauen könnte, hätten wir immer noch das Problem die Energie (Strom) nach Europa zu transportieren.
Man kann ihn leider nicht in ein Schiff packen und rüber schippern.;)
Wir können Energie leider nur sehr schlecht speichern und in der Sahara nützt uns diese Energie halt leider recht wenig, wohnen ja nur sehr wenige dort.
27. Mai 2009 um 22:13 Uhr
@Simon …Sahara…
Ganz soweit muss man ja auch nicht, denn es gibt ja bereits eine Anlage in Spanien die dort wohl ausgezeichnet läuft.
In Mitteleuropa andererseits kann man sowas wohl vergessen. Da reicht der läppische Sonnenschein nicht um was zum kochen zu bringen.
27. Mai 2009 um 22:16 Uhr
@Eisenstein
Ja bei uns scheint einfach zu wenig Sonne.
Kann auch kaum glauben dass sich die Solarzellen auf dem Dach in Deutschland richtig lohnen.
Wie oft haben wir bewölktes Wetter.
Dennoch haben viele durch die Subventionen solche Anlagen auf dem Dach.
Ich denke ohne Subventionen würds ganz anders aussehn.
27. Mai 2009 um 23:30 Uhr
@Simon
Das ist ja gerader der Vorteil der Halbleitertechnik. Selbst bei wenig Sonnenlicht fließt Strom. Nicht wirklich viel, aber es fließt was.
Beim Sparen kann’s halt schon helfen.
Und wenn man die Anlage lange genug auf dem Dach hat, hat sie sich irgendwann auch finanziell amortisiert.
Das funktioniert auch ohne Subventionen.
Nur dann dauerts halt länger, bis mans wieder raus hat.
Was man ja auch noch machen kann sind diese thermischen Solaranlagen (Warmwasser). Hält auch in immer mehr Haushalte Einzug. http://www.heise.de/tr/Erneuerbare-Energien–/artikel/138002
28. Mai 2009 um 07:55 Uhr
@Eisenstein
Ja das mit den thermischen Solaranlagen hab ich auch schon gehört. Mein Nachbar hat zum Beispiel so eine Anlage auf dem Dach.
PS: Dein Link funktioniert nicht. Bei mir kommt eine Fehlermeldung.
29. Mai 2009 um 01:43 Uhr
@Simon: doch, es gibt eine Methode. Von der habe ich mal vor Jahren im Stern gelesen. Hier geht es u.a. auch darum: http://www.energieinfo.de/pre/3784428339de.html
Das Prinzip ist folgendes: in Gegenden, in denen sowohl Sand als auch Wasser in rauen Mengen vorkommen (z.B. im Nahen Osten am Meer) wird mittels Solarenenergie (thermisch oder fotovoltaisch) Energie gewonnen. Diese wird genutzt, um aus Sand (hauptsächlich SiO2) und Wasser (H2O) sog. Silane, also Siliciumwasserstoffe, zu erzeugen. Diese können auch (je nach Kettenlänge) flüssig sein und sind somit für den Transport mit Schiffen geeignet.
Durch Umrüstung konventioneller Verbrennungsmotoren können diese Silane statt Benzin getankt werden. Die Endprodukte, die aus dem Auspuff kommen, sind Sand und Wasser…
Es ist ein Weg, um die gewonnene Energie zu speichern und direkt wieder in Energie umzusetzen. Wäre da nicht ein klitzekleines Problem: im Nahen Osten gibt es leider noch zu viel Erdöl…und das will verbraucht und in Geld umgewandelt werden…
29. Mai 2009 um 07:59 Uhr
@Martin
Danke für den ausführlichen Kommentar.
Da habe ich wieder genug Stoff um einen neuen Artikel zu schreiben.
Es wird bald eine Serie geben, wo die erneuerbaren Energien vorgestellt werden.
25. Juli 2009 um 00:48 Uhr
wenn bei uns ein Atommeiler hochgeht, sind die Verantwortlichen zuerst über alle Berge.. (die wohnen jetzt schon im Ausland) und Deutschland ist extrem verstrahlt!! (Tschernobyl.Hoch3)