Atomkraftwerk

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Ein Kernkraftwerk (KKW), auch Atomkraftwerk (AKW), ist ein Wärmekraftwerk zur Gewinnung elektrischer Energie durch kontrollierte Kernspaltung.

Kernkraftwerk Grafenrheinfeld. Unter der Kuppel befindet sich der Kernreaktor. Im Hintergrund erkennt man zwei Kühltürme.

Physikalische Grundlage eines Kernkraftwerkes ist der Energiegewinn bei der Spaltung von Atomkernen. Er beruht darauf, dass die Bindungsenergie pro Nukleon in den Spaltprodukten größer ist als vorher im spaltbaren Kern. Die gewonnene Energie ist die kinetische Energie der Spaltprodukte, der Spaltneutronen und Produkte des weiteren Zerfalls der Spaltprodukte. Sie wird durch die Abbremsung der entstehenden Teilchen im umgebenden Material in Wärme umgewandelt.

Kernkraftwerke sind Dampfkraftwerke, wie die meisten anderen auf Wärmeumwandlung basierenden Kraftwerksarten (z. B. Öl, Kohle). In ihnen wird jedoch die zum Verdampfen des Wassers benötigte Wärme nicht durch Verbrennungsvorgänge, sondern durch Freisetzen von Kernenergie in Kernreaktoren gewonnen. Die im Spaltstoffvolumen entstehende Wärme wird durch Gas, Wasser oder flüssiges Metall abgeführt und zur Erzeugung von Dampf genutzt. Diese Medien werden als Primärkühlmittel bezeichnet.

Die Umwandlung in elektrische Energie geschieht indirekt. Die bei der Kernspaltung entstehende Wärme wird auf ein Kühlmedium – meist Wasser – übertragen und erhitzt dieses. Bei einigen Reaktortypen wird aus reaktorphysikalischen Gründen als Reaktorkühlmittel ein anderes Medium wie Gas (z. B. Helium oder CO₂) oder flüssiges Metall (z. B. Natrium oder eine Bleilegierung) verwendet, das seinerseits die Wärme an einen zweiten Kühlkreislauf mit Wasser abgibt. Aus dem erhitzten Wasser wird Wasserdampf, welcher dann eine Dampfturbine antreibt. In den meisten Fällen besteht ein Kernkraftwerk aus mehreren Blöcken, die für sich völlig unabhängig voneinander elektrischen Strom erzeugen. Zur Zeit sind weltweit 210 Kernkraftwerke mit 439 Reaktorblöcken am Netz, laut Internationaler Atomenergiebehörde IAEO werden weltweit im Moment 34 Kernkraftwerke gebaut. Siehe hierzu Liste der Kernkraftwerke.

Wortherkunft

Kernkraftwerk Brunsbüttel

Für die bei Kernreaktionen und radioaktiven Umwandlungen frei werdende Energie wurde 1899 der Begriff Atomenergie von Hans Geitel geprägt; damals fehlten allerdings die Kenntnisse über den Aufbau von Atomen. Aufgrund dieser Erkenntnisse, insbesondere über den Atomkern, ist der heutige korrekte naturwissenschaftliche Fachbegriff Kernenergie. Daraus abgeleitet entstanden die synonymen Begriffe Kernkraftwerk (KKW) und Atomkraftwerk (AKW). 1966 wurde für die Kraftwerke Rheinsberg und Gundremmingen A sowie alle nachfolgenden Anlagen in Deutschland die Bezeichnung Kernkraftwerk verwendet. Die Bezeichnung "Kernkraftwerk" wird durch die Norm DIN ISO 921/834 geregelt.

Kernreaktortypen

→ Hauptartikel: Kernreaktor

Die Erzeugung elektrischer Energie geschieht indirekt: Die Wärme, die bei der Kernspaltung entsteht, wird auf ein Kühlmedium – meist Wasser – übertragen, wodurch dieses erwärmt wird. Direkt im Reaktor oder indirekt in einem Dampferzeuger entsteht Wasserdampf, der eine Dampfturbine antreibt.

In Kernkraftwerken werden unterschiedliche Reaktortypen eingesetzt, die sich im Wesentlichen durch die verwendeten Kernbrennstoffe, Kühlkreisläufe und Moderatoren unterscheiden. Die wichtigsten sind:

Schema eines Kernkraftwerks mit Druckwasserreaktor

Schema eines Siedewasserreaktors

• Im Leichtwasserreaktor (LWR) wird „leichtes“ Wasser (H₂O) als Reaktorkühlmittel und Moderator verwendet. Als Brennstoff wird angereichertes Uran mit einem ²³⁵U-Massenanteil zwischen etwa 1,5 % und 6 % verwendet. Der Leichtwasserreaktor existiert in den Varianten Druckwasserreaktor (DWR) und Siedewasserreaktor (SWR). Während beim Druckwasserreaktor das Reaktorkühlmittel in einem geschlossenen Primärkreislauf zirkuliert und mit einem Dampferzeuger Wasserdampf in einem Sekundärkreislauf erzeugt, der die Turbinen antreibt, wird beim Siedewasserreaktor das Kühlmittel im Reaktordruckbehälter verdampft und treibt die Turbinen direkt an.

• Da das im Schwerwasserreaktor (HWR) als Reaktorkühlmittel und Moderator verwendete schwere Wasser (D₂O) Neutronen schlechter absorbiert als normales Wasser, kann als Brennstoff Natur-Uran mit einem Massenanteil an ²³⁵U von etwa 0,7 % verwendet werden.

• Der RBMK ist ein Reaktor sowjetischer Bauart, der brennbares Graphit als Moderator und Wasser als Kühlmittel verwendet. Der fehlende Reaktordruckbehälter erleichtert den Wechsel von einzelnen Brennelementen. Dadurch eignet sich dieser Reaktortyp besonders für die Herstellung von Waffenplutonium.

• Der Brutreaktor (Schneller Brüter) erzeugt während des Betriebs besonders viel spaltbares Plutonium aus Natur-Uran und ermöglicht dadurch eine höhere Brennstoffausnutzung. Als Kühlmittel wird statt Wasser flüssiges Natrium eingesetzt, da für diesen Reaktortyp schnelle Neutronen benötigt werden.

• Der Hochtemperaturreaktor (HTR) ist eine deutsche Erfindung, bei dem der Brennstoff (²³⁵U oder ²³²Th) in tennisballgroßen Graphitkugeln eingeschlossen ist. Das Graphit dient als Moderator. Zur Kühlung wird Helium eingesetzt.

Hauptbestandteil eines Kernkraftwerks ist der Kernreaktor, in dem die Spaltungsprozesse stattfinden. Viele Kernkraftwerke werden mit mehreren Kernreaktoren gebaut, die je ihre eigenen Dampferzeuger, Turbine und Generator treiben. In einem solchen Fall spricht man von mehreren Reaktorblöcken.

Niederdruck-Turbinenläufer aus dem Kernkraftwerk Unterweser

Brennstoff und Wirkungsgrad

Als Kernbrennstoff wird in den meisten heute betriebenen Kernkraftwerken angereichertes Uran (U-235-Anteil ca. 3 bis 4 %) eingesetzt. Ein Teil der Brennelemente wird nach jeweils etwa elf Monaten ausgetauscht, weil dann der Gehalt an U²³⁵ zu weit gesunken ist. Es gibt weltweit, auch in Deutschland, viele Kraftwerke mit einer Nutzungslizenz für MOX-Brennelemente. Mischoxid (MOX) ist ein Gemisch aus Uranoxid und Plutoniumoxid. Plutonium hat als Brennstoff eine höhere Energieausbeute, ist also effizienter als Uran. Die Verwendung von höheren Plutoniumanteilen (Pu-239) im MOX ist allerdings sowohl aufgrund der Waffenfähigkeit des Plutoniums als auch wegen der höheren Sicherheitsanforderungen eines mit Plutonium betriebenen Reaktors, z. B. Brutreaktor, umstritten.

Ohne Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennstäbe kann ein Kernkraftwerk aus einem kg U-235 je nach eingesetztem Reaktortyp und Brennstoffkreislauf etwa 36–56 MWh Strom erzeugen. Mit Wiederaufarbeitung erhöht sich diese Ausbeute pro kg Brennstoff auf maximal etwa 2.000 MWh. Da die theoretisch nutzbare Spaltenergie von 1 kg U-235 etwa 21.500 MWh beträgt, liegt der Wirkungsgrad der Umsetzung der Spaltenergie des Urans in elektrischen Strom in einem Kernkraftwerk typischerweise unter 10 %. Die häufig zu findende Angabe des Wirkungsgrads eines Kernkraftwerks von etwa 35 % bezieht sich nicht auf den Energiegehalt des eingesetzten Primärenergieträgers Uran, sondern bezieht sich alleine auf die Umsetzung der im Sekundärkreislauf ankommende Wärmemenge in elektrische Energie. Sekundärseitig stark begrenzt wird der Wirkungsgrad durch vergleichsweise niedrige Frischdampftemperaturen von ca. 330°C (Zum Vergleich: Modernes Steinkohlekraftwerk ca. 580°C Frischdampftemperatur). Eine Erhöhung der Frischdampftemperatur ist nur schwer zu realisieren, da die hohen Wärmestromdichten im relativ kompakten Kernreaktor die Verwendung von unterkritischem Wasser voraussetzen.

Reaktorregelung

(siehe Kritikalität)

Kopfbereich eines Brennelementes. Ausschnitt links: Uran-Tabletten (Pellets) in den Brennstäben

Je nach Reaktortyp gibt es verschiedene Verfahren, die thermische Leistung zu regulieren. Hierzu zählen zum Beispiel das schrittweise Einfahren der Steuerstäbe und die Regulierung der Borkonzentration im Primärkreislauf. Der Reaktor kann über seinen Neutronenfluss geregelt, angefahren und abgeschaltet werden, indem man Neutronen-absorbierende Stoffe wie etwa Cadmium, Gadolinium oder Bor in den Reaktorkern gibt, bzw. neutronenverlangsamende Stoffe (sogenannte Moderatoren) wie Graphit, Wasser, oder Schwerwasser zugibt oder entfernt. Das geschieht z. B. kurzfristig mit Hilfe der Steuerstäbe und bei Druckwasserreaktoren längerfristig durch Zugabe bzw. Entzug von Borsäure im Reaktorkühlkreislauf. In der Praxis wird die vom Generator zu erzeugende elektrische Leistung am Turbinenregler vorgegeben und die thermische Leistung des Reaktors automatisch nachgeführt.

Genehmigungsrecht

Die Errichtung und der Betrieb eines Kernkraftwerkes sowie alle wesentlichen Änderungen bis hin zu Stilllegung und Abbau müssen in Deutschland nach Atomrecht genehmigt werden. Wesentlich ist hier § 7 „Genehmigung von Anlagen“ des Atomgesetzes.

Da derzeit in Deutschland keine neuen Kernkraftwerke errichtet werden dürfen (siehe Atomausstieg), bezieht sich daher § 7 Atomgesetz nicht mehr auf Errichtung und Betrieb.

Es besteht in atomrechtlichen Genehmigungsverfahren für Kernkraftwerke eine Pflicht zur Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) als Teil des atomrechtlichen Genehmigungsverfahrens.

Zusätzlich gelten hier die Regelungen des Euratom-Vertrags. Art. 37 des Euratom-Vertrags verpflichtet jeden Mitgliedsstaat, bestimmte Angaben zur Freisetzung radioaktiver Stoffe, auch beim Neubau oder Abbau von Kernkraftwerken, der EU-Kommission zu übermitteln. Erst nach Veröffentlichung einer Stellungnahme der EU-Kommission darf mit dem Vorhaben begonnen werden ^[1].

Investitionen und Ertrag

Über die Kosten der Brennelemente eines KKW wird viel spekuliert, deshalb sollen sie nachfolgend realitätsnah abgeschätzt werden. Der Preis einsatzbereiter Brennelemente ist Betriebsgeheimnis der KKW-Betreiber, er kann nur indirekt ermittelt werden.

• Methode 1: Die aktuellen Preislisten ^[2] des Rohstoffes U₃O₈ und des daraus gewonnenen Gases UF₆ für die Urananreicherung sind veröffentlicht. Aktuell (November 2008) wird für UF₆ 100 €/kg verlangt. Wenn sich dieser Preis infolge der Weiterverarbeitung zu Brennelementen in Gaszentrifugen verzehnfachen sollte, kostet die 30-Tonnen-Jahresfüllung eines typischen Kernkraftwerkes 10•30000 kg•100 €/kg = 30 Millionen Euro. Damit kann elf Monate lang eine Dauerleistung von 1200 MW erzeugt werden, was der elektrischen Energie W=P•t=(1200000 kW)•(11•30•24 h) = 9,5•10⁹ kWh entspricht. Dividiert man beide Werte, erhält man die Brennstoffkosten von 0,3 ct/kWh.
• Methode 2: Im Geschäftsbericht des Energieversorgers EnBW^[3] wird für das Jahr 2007 ein Materialaufwand von 8,8•10⁶ € angegeben. Unterstellt man pessimistisch, dass damit nur die Brennelemente für die drei KKW der EnBW bezahlt wurden, kann dieser Aufwand auf die Energiemenge dieser KKW von 0,27•139•10⁹ kWh umgelegt werden. Damit ergeben sich Brennstoffkosten von (8,8•10⁶ €)/(37,5•10⁹ kWh) = 0,23 ct/kWh.
• Im englischsprachigen WP^[4] ist zu lesen, dass Uran(brennstäbe) nur einen Bruchteil der Kosten ausmachen, die konventionelle Kohle- oder Ölkraftwerke für ihre Brennstoffe aufwenden müssen. Eine Verdopplung der Uranpreise würde die Stromerzeugungspreise nur um 7 % erhöhen.
• Eine Berechnung der World Nuclear Association^[5] führt auf Kosten von 0,5 US-ct/kWh.

In der Spalte Kernkraftwerk werden typische Daten dieser Kraftwerksart zusammengefasst. Da Zahlen erst durch Vergleich mit anderen Werten aussagekräftig sind, werden die Daten der anderen Spalten aus den aktuellen Energiestatistiken des BMWi^[6] (Stand 28. August 2008 bzw. 10. Oktober 2008) ergänzt. Die Daten der zweiten Zeile sind ausschlaggebend für die Amortisationszeit der Anlagen, da die Einnahmen auf die mittlere Leistung und nicht auf die projektierte Spitzenleistung wie in der ersten Zeile bezogen werden müssen.

	Photovoltaik	Steinkohle	Kernkraftwerk	Wind (onshore)
spez. Investitionen (in €/kWpeak)	4.000[7]	800[8] [9]	2.800	< 1.000 [10]
spez. Investitionen (in €/kWmittel)	38.100	1.200	3.700	4.900
jährliche Volllaststunden in 2007 (in h/a)	918[11]	5.788	6.600	1.775
Ausnutzung der Arbeitsfähigkeit (jährliche Volllaststunden / 8.760 h pro Jahr)	10,5 %	66 %	75 %	20,3 %
jährliche Betriebskosten (fix) (bez. Inv.)	0,5 %	4 %	2 %	2 %
Brennstoffkosten + dyn. Betriebskosten (in ct/kWh)	0	3	0,3	0
Externe Kosten (in ct/kWh)	~ 1,0 [12]	> 6,3 [12]	~ 0,2 [13]	~ 0,15 [12]
Kosten für den Rückbau (in €/kWp)	k.A.	25-50[14]	600-1.800	<0

Anmerkungen:

• Für die Investitionen bei Kernkraftwerken gibt es keine aktuellen Zahlen, weil alle in Deutschland betriebenen Anlagen vor etwa 30 Jahren gebaut wurden. Zu Grunde gelegt werden die Investitionen des im Bau befindlichen EPR in Kernkraftwerk Olkiluoto (4,5 Mrd. Euro, 1600 MW). Dieser Reaktortyp repräsentiert den aktuellen Stand der Kerntechnik in Europa und ist relativ weit fortgeschritten im Bau.
• Die Kosten für den Rückbau neuer Kraftwerke sind heute noch nicht vorauszusehen. Der Rückbau von Kernkraftwerken ist wegen der verstrahlten Anlagenteile und der langen Dauer relativ teuer. Die Angaben beziehen sich auf die prognostizierten Kosten der derzeit im Rückbau befindliche Kernkraftwerke Mülheim-Kärlich (750 Mio. Euro, 1302 MW)^[15], Stade (500 Mio., 672 MW)^[16]), Obrigheim (500 Mio. Euro, 357 MW)^[17]) und Greifswald (3,2 Mrd. Euro, 1760 MW)^[18].
• Der Materialwert von Windkraftanlagen ist höher als die Kosten für den Rückbau. Zudem können alte Anlagen in einigen Fällen an anderer Stelle wieder aufgebaut werden.
• Kernkraftwerke werden stets als Grundlastkraftwerke betrieben. Ausfallzeiten entstehen unter anderem für Wartungsarbeiten.
• Kohlekraftwerke werden meist - je nach Anforderung der Leitstelle - mit variabler Leistung betrieben oder ganz abgeschaltet (Mittellast). Angegeben sind die tatsächliche Einschaltzeit und mittlere Leistung im Jahr 2007.
• Photovoltaikanlagen haben, wie langjährige Beobachtungen zeigen, eine Leistungsausbeute von etwa 10,5 Prozent, abhängig von der Sonnenscheindauer. Hier gilt laut BMWi: kWmittel ≈ 0,105 * kWpeak.
• Windkraftanlagen im Binnenland arbeiten wegen schwankender Windverhältnisse nur selten mit Nennleistung (Statistik). Sie erreichen laut BMWi im Jahresmittel 2007 etwa 20 Prozent. Deshalb gilt: kWmittel = 0,203 * kWpeak.

Risiken

Block 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl heute

Neben den allgemeinen Unfallrisiken eines thermischen Großkraftwerkes ergeben sich spezielle Risiken aus der Nutzung der Kernenergie. Besonders die Radioaktivität der Spaltprodukte stellt eine Gefahr dar. Unfälle können von geringfügigen internen Betriebsstörungen bis zu einer Katastrophe mit internationalen Auswirkungen reichen, wie es z. B. bei der Katastrophe von Tschernobyl der Fall war.

Austritt von radioaktivem Material

Im normalen Betrieb entweichen kleine Mengen radioaktiven Materials vom Kernkraftwerk in die Umwelt. Dieses Material umfasst radioaktive Edelgase (z. B. Krypton-85) sowie das instabile Wasserstoffisotop Tritium, deren Entweichen gemessen wird und strengen Auflagen unterliegt.^[19]

Durch Unfälle oder Störungen der Sicherheitsbarrieren können größere Mengen radioaktiven Materials in die Umwelt und in die Nahrungskette gelangen. Viele konstruktive Maßnahmen dienen dazu, das auch dann noch zu verhindern, wenn große Teile des Reaktors funktionsuntüchtig oder zerstört worden sind (siehe Auslegungsstörfall). Ein Beispiel dafür, dass Fehlbedienung zu einer Freisetzung von Radioaktivität führen kann, ereignete sich 1987 im KKW Biblis. Ein Ventil, das während des normalen Betriebs geschlossen sein sollte, schloss nicht. Die Betriebsmannschaft versuchte es durch die Öffnung eines Prüf-Ventils „frei zu blasen“, was nicht gelang. Durch die Prüfleitung entwich Kühlwasser des Primärkreislaufs. Die radioaktive Belastung der Umgebung des Kernkraftwerkes blieb unter den gültigen Grenzwerten^[20] da weitere Barrieren wie z. B. Auffangbecken und Containment funktionierten.

Kernschmelze

Das Kernkraftwerk Three Mile Island

Durch die extrem hohe Energiedichte im Kernreaktor ist es möglich, dass beim Ausfall der Notkühlung der Reaktorkern schmilzt und sich dadurch selbst zerstört. Die Konsequenzen der Kernschmelze können je nach den genauen Umständen im wesentlichen auf das Kernkraftwerk beschränkt bleiben, oder der Auslöser eines unkontrollierten Austritts von großen Mengen Radioaktivität sein. Die Havarie im Kernkraftwerk Three Mile Island im Jahre 1979 ist ein Beispiel für eine Beschränkung auf das Kernkraftwerk. Hier gelang es die Schmelze zu stoppen, bevor der Reaktordruckbehälter zerstört wurde. Der bei der Schmelze entstehende Wasserstoff konnte kontrolliert abgelassen werden. Mit ihm entwich eine vergleichsweise kleine Menge an radioaktivem Gas. Beim Unfall in Tschernobyl war eine Kernschmelze dagegen der Auslöser für eine massive Freisetzung des radioaktiven Inventars. Dampf- und Wasserstoff-Explosionen zerstörten die Abdeckung des Reaktors. Ein dadurch entfachter Graphitbrand dessen Löschung erst nach Tagen gelang, erzeugte eine radioaktive Wolke, deren Fallout sich bis nach Nordeuropa erstreckte.

Eine Kernschmelze mit unkontrollierter Freisetzung radioaktiven Materials nennt man einen Super-GAU.

Beseitigung der erzeugten Spaltprodukte und Transurane

Die im Betrieb entstandenen Spaltprodukte und erbrüteten Transurane (Plutonium, Americium, Neptunium, etc.) müssen anschließend für längere Zeit aus der Biosphäre fern gehalten werden bis sie zum größten Teil zerfallen sind. Diese Zeit reicht je nach Isotop von einigen Monaten bis zu vielen tausend Jahren. Das Risiko besteht hier in einer Freisetzung während der Zeit der Lagerung. Vor der Endlagerung werden die abgebrannten Brennstäbe chemisch aufgelöst und in ihre Bestandteile getrennt. Bei dieser Konditionierung, die in Wiederaufbereitungsanlagen erfolgt, können im Betrieb wie auch durch Unfälle und Irrtümer radioaktives Material in die Umwelt gelangen. Die englische Anlage bei Windscale/Sellafield und die französische in La Hague waren mehrfach von solchen Unfällen betroffen.

Proliferation von Kernwaffen

Beim Betrieb von Kernkraftwerken mit Uran werden immer gewisse Mengen an Plutonium erbrütet, das für die Herstellung von Atomwaffen verwendet werden kann. Der Vorteil liegt hier in der Möglichkeit mit rein chemischen Mitteln und ohne Anreicherung spaltbarer Isotope auskommen zu können. Daraus ergibt sich das Risiko einer Weiterverbreitung von Kernwaffen. Einige Nationen, die den Besitz von Kernwaffen anstreben, versuchen im Vorfeld Kernreaktoren zu erbauen. Zur Eingrenzung des Risikos der Weiterverbreitung der militärischen Nutzung durch friedliche Nutzung von Kernreaktoren wurden verschiedene internationale Verträge geschlossen, deren wichtigster der Atomwaffensperrvertrag ist. Die Einhaltung der Verträge wird von der Internationalen Atomenergieorganisation (IAEO) überwacht.

Staatliche Reglementierung und Überwachung

Die Eintrittswahrscheinlichkeit und die Schwere der Auswirkungen von Unfällen in Kernkraftwerken ist nicht unmittelbar einsichtig. Um der Regierung und Ministerien die für Entscheidungen nötigen sachlichen Informationen zur Verfügung zu stellen, wurde Mitte der 70er Jahre die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit gegründet. Ein Ergebnis dieses in staatlichem Eigentum befindlichen Forschungsinstituts ist die Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke, in der versucht wurde, das Risiko von Unfällen realistisch abzuschätzen. Die Eintrittswahrscheinlichkeit für einen schwersten Unfall mit im Mittel 500.000 Toten wird in der Studie mit einmal pro 250.000 Betriebsjahren angegeben^[21].

Angesichts der Schwere der möglichen Folgen von Unfällen ist die Genehmigung zum Betrieb von Kernkraftwerken generell an strenge technische und organisatorische Auflagen gebunden, die staatlich überwacht werden. In Deutschland verpflichtet ein eigenes Bundesgesetz die Betreiber eines Kernkraftwerks, dieses stets auf dem aktuellen Stand der Technik zu halten^[22]. Für die Erteilung von Genehmigungen sind Ministerien zuständig. In Deutschland ist das zunächst ein Landesministerium und übergeordnet auf Bundesebene das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU). In seinem Auftrag überwacht das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) den Betrieb kerntechnischer Anlagen.

Krankheitsfälle im Zusammenhang mit Kernkraftwerken

Möglicherweise hat auch der Normalbetrieb von Kernkraftwerken Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Eine epidemiologische Studie im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz im Jahr 2007 zeigte eine signifikant erhöhte Leukämie-Rate bei Kindern in der Nähe (5 km) von Kernkraftwerken.^{[23][24][25][26][27]} Danach erkrankten von 1980 bis 2003 im 5 km-Umkreis um die Kernkraftwerke in Deutschland 37 Kinder neu an Leukämie - im statistischen Mittel wären es 17 Kinder gewesen. Im betrachteten Zeitraum erkrankten in Deutschland demzufolge aus obigem Grund durchschnittlich etwa 0,8 Kinder pro Jahr mehr an Leukämie, nimmt man andere Krebsarten hinzu sind es 1,2 Kinder pro Jahr .^[28] Über die Interpretation dieses Befundes herrscht keine Einigkeit. Die Autoren der Studie sind der Auffassung, dass die von deutschen Kernkraftwerken im Normalbetrieb emittierte ionisierende Strahlung wegen der um ein vielfaches höheren natürlichen Strahlenbelastung nicht als Ursache in Betracht kommt^[24]. Das externe Expertengremium des BfS zur KiKK-Studie kommt hingegen zur Überzeugung, dass aufgrund des besonders hohen Strahlenrisikos für Kleinkinder sowie der unzureichenden Daten zu Emissionen von Leistungsreaktoren dieser Zusammenhang keinesfalls ausgeschlossen werden kann.^[29]

Haftung der Betreiber von Kernkraftwerken

Innerhalb der EU haften nur die Betreiber von Kernkraftwerken in Deutschland und in Österreich in der Schadenssumme unbegrenzt. In benachbarten EU-Staaten ist die Haftung jeweils in unterschiedlicher Höhe begrenzt.

In Spanien belaufe sich nach Angaben der deutschen Bundesregierung die Haftungssumme auf rund 700 Millionen Euro, in Belgien, Lettland, Rumänien und Schweden auf etwa 330 Millionen Euro und in den Niederlanden auf 313 Millionen Euro. In Tschechien betrage die Haftungssumme rund 250 Millionen Euro, in Finnland rund 194 Millionen Euro, in Großbritannien, Polen und Slowenien etwa 165 Millionen Euro und in Ungarn etwa 100 Millionen Euro. Die Haftungssumme für Frankreich gibt die deutsche Bundesregierung mit etwa 84 Millionen Euro, für die Slowakei mit etwa 82,5 Millionen Euro, für Dänemark mit rund 66 Millionen Euro und für Bulgarien mit 16,5 Millionen Euro an. Die Haftungssumme Italiens beläuft sich den Angaben zufolge auf 5,5 Millionen Euro, die Litauens auf 3,3 Millionen Euro. In den übrigen EU-Staaten gibt es keine gesetzlichen Regelungen, zum Teil, weil es dort keine Kernkraftwerke gibt. ^[30]

Geschichte

Das erste zivile Kernkraftwerk der Welt wurde 1954 im russischen Obninsk erfolgreich in Betrieb genommen, es hatte eine elektrische Leistung von 5 MW. Ein Jahr später wurde 1955 in Calder Hall (England) ein weiteres Kernkraftwerk errichtet, welches 1956 mit einer Leistung von 55 MW ans Netz ging und daher als erstes kommerzielles Kernkraftwerk der Welt bezeichnet wird. In den meisten frühen Kernkraftwerken kamen Siedewasserreaktoren zum Einsatz, da diese einfacher zu konstruieren und zu regeln sind. Inzwischen sind dagegen Druckwasserreaktoren üblicher, die höhere Leistungsdichten besitzen und bei denen der Kontrollbereich kleiner ist. Das erste Kernkraftwerk Deutschlands war das unter Lizenz von GE von der AEG gebaute Kernkraftwerk Kahl (16 MWe) mit einem Siedewasserreaktor, der zuerst am 13. November 1960 kritisch wurde. Es folgten der Mehrzweckforschungsreaktor Karlsruhe (MZFR) in (29. September 1965, 57 MWe) und das Kernkraftwerk Rheinsberg, ein WWER sowjetischer Bauart in Brandenburg (damals DDR). Es wurde am 9. Mai 1966 das erste Mal mit dem Netz synchronisiert und war bis 1990 in Betrieb. Das nächste war ein Siedewasserreaktor (KRB A) in Gundremmingen (14. August 1966, 250 MWe) und schließlich ein Kraftwerk mit einen Druckwasserreaktor 1968 in Obrigheim in Baden-Württemberg (357 MWe).

Alle noch im Betrieb befindlichen deutschen Kernkraftwerke wurden von der Siemens AG oder deren ehemaliger Tochter, der Kraftwerk Union (KWU), gebaut. Ausnahmen bilden die Kraftwerke mit Siedewasserreaktoren (Brunsbüttel, Isar I, Philippsburg I und Krümmel). Sie wurden von der AEG begonnen und von der KWU fertiggebaut, nachdem die Kernkraftsparte der AEG in der KWU aufging.

Entsprechend ihrer historischen Entwicklung teilt man Kernkraftwerke in verschiedene Generationen ein:

Generation	Beschreibung	Beispiele
I	Erste kommerzielle Prototypen	Shippingport, 1957, DWR 60 MWe Dresden, 1960, SWR 180 MWe, Fermi I, 1963, Brutreaktor 61 MWe
II	Kommerzielle Leistungsreaktoren	CANDU, Konvoi, EdF-Kraftwerke
III	Fortschrittliche Reaktoren (evolutionäre Weiterentwicklungen aus Generation II)	EPR, ABWR, Hochtemperaturreaktor, Advanced CANDU Reactor, MKER
IV	Zukünftige Reaktortypen (innovative Entwicklungen, derzeit vom Generation IV international Forum vorangetrieben)

Im April 1986 ereignete sich die bislang schwerste Havarie eines Kernkraftwerks im ukrainischen Prypjat - Bezirk Tschernobyl, bei dem der Reaktor des Block 4 explodierte. Ein Brand des als Moderator enthaltenen Graphits beförderte mit den Rauchgasen erhebliche Mengen radioaktiver Nuklide in die Atmosphäre. Der radioaktive Niederschlag der entstehenden radioaktiven Wolke reichte bis West-Europa. Eine politische Folge der Havarie war der weitgehende Stopp des Ausbaus der Kernenergie in West-Europa bis hin zum Beschluss des Atomausstiegs in Deutschland. Erst im Jahr 2004 wurde mit dem EPR in Olkiluoto in Finnland erneut ein Kernkraftwerk in Auftrag gegeben.

Bis Ende der 1980er Jahre stieg die Zahl der Kernkraftwerke weltweit stetig an, bis sie im Jahre 1989 einen vorläufigen Höhepunkt mit 423 für Stromproduktion genutzte Reaktoren erreichte. Seitdem hat sich das Wachstum deutlich verlangsamt und schwankt zwischen 444 Reaktoren (im Jahr 2002) und 436 Reaktoren (Februar 2009). Im Jahr 2008 wurde erstmals seit den 1960er Jahren weltweit kein neues Kernkraftwerk in Betrieb genommen.^{[31] [32]}

Wirtschaft

Der weltweit größte Hersteller von Kernkraftwerksanlagen ist seit 2006 der japanische Konzern Toshiba. Am 6. Februar 2006 unterzeichnete Toshiba mit dem staatseigenen britischen Konzern British Nuclear Fuels plc. einen Vertrag, nachdem Toshiba für 5,4 Mrd. US$ die BNFL USA Group Inc. und die Westinghouse Electric UK Limited und damit die Nuklear-Sparte von BNFL (von der BNFL 1998 zumindest in Teilen erworben von der Westinghouse Electric Corporation) zu 100 % erwarb.^{[33] [34]}

Siehe auch

• Liste von Typen von Kernreaktoren
• Liste der zur Energiegewinnung betriebenen Kernkraftwerke
• Liste der Kernkraftanlagen mit Ausnahme von Kernkraftwerken zur Energiegewinnung
• Liste von Unfällen in kerntechnischen Anlagen
• Kernenergie nach Ländern
• Strahlenschutz

Literatur

• Adolf J. Schwab: Elektroenergiesysteme - Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie, Springer Verlag 2006, ISBN 3-540-29664-6

Weblinks

• Epidemiologische Studie zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken - im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz 2007 - pdf 7 MB
• Übersichtskarte der Standorte deutscher Kernkraftwerke
• Informationen über alle Kernkraftwerke weltweit von der Internationalen Atomenergieorganisation (IAEO) (englisch)
• 168 Bilder von Kernkraftwerken aus Deutschland und aus aller Welt.

Quellen

1. ↑ Heuel-Fabianek, B., Kümmerle, E., Möllmann-Coers, M., Lennartz, R. (2008): The relevance of Article 37 of the Euratom Treaty for the dismantling of nuclear reactors Quelle: atw Heft 6/2008, Einleitung in deutsch. Vollständiger Artikel in englisch beim Forschungszentrum Jülich [1]
2. ↑ Aktuelle Preislisten für Uran
3. ↑ Geschäftsbericht Enbw
4. ↑ Uranpreise
5. ↑ The Economics of Nuclear Power
6. ↑ http://bmwi.de/BMWi/Navigation/Energie/energiestatistiken,did=180894.html Energiestatistiken
7. ↑ Nano auf 3sat vom 14. Februar 2008, Bericht über das Sun-Area Forschungsprojekt von Prof. Dr. Martina Klärle (Fachhochschule Osnabrück)
8. ↑ Studie Referenzkraftwerk Nordrhein-Westfalen, VGB PowerTech e. V., Essen. Siehe auch: [2]
9. ↑ Weitere Informationen zum Thema „Kostenstruktur“: [3]
10. ↑ Preisentwicklung Windkraft pro kWp
11. ↑ [4] BMWi Energiestatistiken Seite 20
12. ↑ ^{a b c} Wolfram Krewitt und Barbara Schlomann (2006): Externe Kosten der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Vergleich zur Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern, online (PDF)
13. ↑ European Commission (2003):External Costs Research results on socio-environmental damages due to electricity and transport, online (PDF)
14. ↑ [http://www.oeko.de/files/forschungsergebnisse/application/octet-stream/download.php?id=55&PHPSESSID=t67ev1pvcn4bd304emjt127c57 Öko-Institut, 1998: Stromgestehungskosten von Großkraftwerken, S. 43
15. ↑ RWE Power Anlage Mülheim-Kärlich
16. ↑ Reaktor Stade stillgelegt, Abriss des 660-Megawatt-Reaktors soll etwa 500 Millionen Euro kosten
17. ↑ ENBW:Abbau von Atomkraftwerk Obrigheim kostet 500 Mio Euro
18. ↑ VDI Nachrichten: Kernreaktoren in Portionshäppchen zerlegt
19. ↑ Bundesamt für Strahlenschutz: Emissionsüberwachung bei Kernkraftwerken (pdf)
20. ↑ Pressemitteilung des Bundesamtes für Strahlenschutz aus dem Jahr 1987
21. ↑ Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke, Phase B, Verlag TÜV Rheinland, 1990, ISBN 3-88585-809-6
22. ↑ [5]
23. ↑ Deutsches Kinderkrebsregister
24. ↑ ^{a b} Epidemiologische Studie zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken - im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz 2007 - pdf 7 MB
25. ↑ taz.de: Höhere Krebsgefahr im AKW-Umkreis (10. Dezember 2007)
26. ↑ taz.de: Experten uneins über AKW-Gefahr (11.12.2007)
27. ↑ Welt Online: Bundesamt für Strahlenschutz im Zwielicht
28. ↑ Presseerklärung des Kinderkrebsregisters - abgerufen am 12. Dezember 2007 Zitat: „Basierend auf den in der Studie gewählten Modellannahmen wären 29 der 1980-2003 in Deutschland insgesamt aufgetretenen 13373 Krebserkrankungen dem Wohnen innerhalb der 5-km-Zone um ein Kernkraftwerk zuzuschreiben, dies wären 1,2 Fälle pro Jahr.“
29. ↑ bfs.de: Stellungnahme des externen Expertengremiums des BfS zur KiKK-Studie (10. Dezember 2007)
30. ↑ Bundestag:Antwort der Bundesregierung vom 15. Juli 2008
31. ↑ Datenbank der IAEO
32. ↑ World Nuclear Power Reactors (World Nuclear Association)
33. ↑ Pressemitteilung auf toshiba.co.jp, 6. Februar 2006, englisch
34. ↑ Artikel auf netzeitung.de: Toshiba gewinnt Bieterstreit um Westinghouse, 6. Februar 2006