{{navi|Kernenergie|Brennstoffkreislauf}}Ein Atomkraftwerk dient der Gewinnung elektrischer [[Energie ]] durch Kernspaltung in Kernreaktoren. [[Bild:Atommeiler.jpg|right]]== Atomkraftwerke in Deutschland == In Deutschland sind noch in etwa 17 Atomkraftwerke in Betrieb, wie in Norddeutschland z.B. Brokdorf, Brunsbüttel, und Krümmel und Lingen. Nach dem mit der Wirtschaft vereinbarten "Atomkonsens" sollen alle diese 17 Atomkraftwerke spätestens 2021 vom Netz gehen. Eine Übersicht der AKWs in Deutschland mit den geplanten Restlaufzeiten zeigt die nebenstehende Grafik von dpa.
Bei den in Deutschland verwendeten Druckwasserreaktoren werden die schnellen [[Neutron]]en von Wasser als Moderator abgebremst. Sie übertragen dabei den größten Teil ihrer kinetischen Energie durch Stöße auf Wasser-Moleküle. Als langsames Neutronen können sie dann durch den Stoß mit einem [[Isotope#Uran|Uran-235]] eine erneute Kernspaltung auslösen. Es dürfen nicht mehr lange Neutronen zur Verfügung stehen, als durch Spaltung verbraucht werden, da die Kettenreaktion sonst außer Kontrolle gerät. Der Reaktor ist dann in einem kritischen Zustand. Kontrolliert wird der Reaktorzustand mit Hilfe von Regelstäben. Sie enthalten Stoffe, die Neutronen besonders gut einfangen, meist Borcarbid oder [[Cadmium]]. Wenn zu viele thermische Neutronen vorhanden sind, der Reaktor also überkritisch ist, werden die Regelstäbe teilweise in den Reaktorkern eingefahren. Bei unterkritischem Zustand werden sie weiter herausgezogen. Ein einziger voll eingefahrener Regelstab reicht aus, um einen Reaktor sofort abzuschalten. Aus Sicherheitsgründen wurden in den letzten 20 Jahren in Deutschland Druckwasser-Reaktoren bevorzugt. Im Gegensatz zu Siedewasser-Reaktoren haben sie zwei Wasserkreisläufe. Im Primärkreislauf dient das Wasser als Moderator und Kühlmittel. Es steht unter so hohem Druck, dass es nicht verdampfen kann. Der Dampf für die Turbinen entsteht über einen Wärmeaustauscher im zweiten Kreislauf. Dieser Sekundärkreislauf hat keinen Stoffaustausch mit dem Reaktor: Er ist daher gegen Radioaktivität geschützt.
Bei dem Druckwasserreaktor in Deutschland werden die schnellen Neutronen von Wasser als Moderator abgebremst. Sie übertragen dabei den größten Teil ihrer kinetischen Energie durch Stöße auf Wasser-Moleküle. Als langsames Neutronen können sie dann durch den Stoß mit einem Uran-235 eine erneute Kernspaltung auslösen. Es dürfen nicht mehr lange Neutronen zur Verfügung stehen, als durch Spaltung verbraucht werden, da die Kettenreaktion sonst außer Kontrolle gerät. Der Reaktor ist dann in einem kritischen Zustand. Kontrolliert wird der Reaktorzustand mit Hilfe von Regelstäben. Sie enthalten Stoffe, die Neutronen besonders gut einfangen, meist Borcarbid oder Cadmium. Wenn zu viele thermische Neutronen vorhanden sind, der Reaktor also überkritisch ist, werden die Regelstäbe teilweise in den Reaktorkern eingefahren. Bei unterkritischem Zustand werden sie weiter herausgezogen. ==Ein einziger voll eingefahrener Regelstab reicht aus, um einen Reaktor sofort abzuschalten. Aus Sicherheitsgründen wurden in den letzten 20 Jahren in Deutschland Druckwasser-Reaktoren bevorzugt. Im Gegensatz zu Siedewasser-Reaktoren haben sie zwei Wasserkreisläufe. Im Primärkreislauf dient das Wasser als Moderator und Kühlmittel. Es steht unter so hohem Druck, dass es nicht verdampfen kann. Der Dampf für die Turbinen entsteht über einen Wärmeaustauscher im zweiten Kreislauf. Dieser Sekundärkreislauf hat keinen Stoffaustausch mit dem Reaktorungelöstes Problem: Er ist daher gegen Radioaktivität geschützt.Endlagerung==
==Unter Endlagerung==versteht man die endgültige und unbefristete Endlagerung von radioaktiven Abfällen.
Unter Endlagerung versteht ma die endgültige und unbefristete Endlagerung von radioaktiven Abfällen.Durch die hohe Gefährlichkeit und die Giftigkeit von radioaktiven Stoffen, muss der Atommüll so gelagert werden, dass er nicht mit der Umwelt in Berührung kommt. Dies ist Problem, für das es noch keine Lösung gibt, bislang gibt es nur Versuchslager. Vor der Endlagerung wird zwischen hochradioaktiven und mittelradioaktiven Stoffen getrennt und nach ihren Eigenschaften behandelt:
* Die hochradioaktiven Stoffe werden in Glas eingeschmolzen und die Glasbehälter wiederum in Edelstahlbehälter eingeschweißt.
* Die mittelradioaktiven Stoffe werden in geeigneten Fässern eingelagert.
Für die angestrebte Endlagerung werden Standorte wie Salzstöcke besonders bevorzugtuntersucht. Die Lagerstätten müssen so aufgebaut sein, dass die Schichten über einen Zeitraum von mindestens 10.000 Jahren ([[Halbwertzeit]])geologisch stabil sind und die Gesteinsart möglich dicht ist, damit kein Wasser eindringen kann. Wasser würde die Behälter durch [[Korrosion ]] zerstören und Schadstoffe lösen, die sich in die Umwelt transportieren könnten.
==Atomkraftwerksunfälle==In Deutschland entstehen jedes Jahr 450 Tonnen radioaktive abgebrannte Brennelemente. Nach dem heutigen Stand der Technik müßte der Atommüll für Hunderttausende bis Millionen Jahre so sicher gelagert werden, daß sie nicht in die Umwelt entweichen können. Doch bis heute hat noch niemand einen Weg gefunden, wie man das bewerkstelligen könnte. Und der Müllberg wird von Jahr zu Jahr größer.
===Tscheljabinsk 20Das Hauptproblem der Endlagerung liegt vielmehr im langsamen Transport des endgelagerten Atommülls mit dem Grundwasser durch Advektion und/oder Diffusion vom Endlager in Richtung Biosphäre. Um auch im Falle eines Eindringens von Wasser ins Endlager einen Rücktransport des Atommülls in die Biosphäre möglichst klein zu halten, wird versucht, die verschiedenen Barrieren optimal aufeinander abzustimmen. September 1957===
Am 20.September 1957 ereignete sich der wohl größte Atomkraftwerksunfall aller Zeiten. Die Nuklearanlage "Majak" wurde damals zur Anreicherung von Plutonium für das sowjetische Atomprogramm verwendet. In der Nuklearanlage wurde ein Gemisch verschiedener radioaktiver Abfälle der Plutoniumproduktion in großen Tanks gelagert. Die Tanks beinhalteten teilweise bis zu 80 Tonnen solcher Abfälle. Die hoch angeregten Substanzen zeigten eine hohe Reaktionsfähigkeit und es kam zu explosiven chemischen Reaktionen. So kam es, dass ein solcher Tank explodierte. Die Folgen des Unfalls waren unbeschreiblich. Eine Menge von ca. 20 Millionen Curie an Radioaktivität wurden frei gegeben. Ein rund 300 km langer und 70 km breiter Landstreifen wurden verseucht. Wie so oft bei Atomkraftwerksunfällen gelangten die Informationen erst ein Jahrzehnt später in die Öffentlichkeit.==Atomkraftwerksunfälle==
===Windscale Tscheljabinsk (EnglandRussland) 10. Oktober 1957===
-Im Atomkraftwerk Am 20. September 1957 ereignete sich der wohl größte Atomkraftwerksunfall aller Zeiten. Die Nuklearanlage "Majak" wurde damals zur Anreicherung von Plutonium für das sowjetische Atomprogramm verwendet. In der Nuklearanlage wurde ein Gemisch verschiedener radioaktiver Abfälle der Plutoniumproduktion in Windscale großen Tanks gelagert. Die Tanks beinhalteten teilweise bis zu 80 Tonnen solcher Abfälle. Die hoch angeregten Substanzen zeigten eine hohe Reaktionsfähigkeit und es kam zu explosiven [[Chemische Reaktionen|chemischen Reaktionen]]. So kam es, dass ein solcher Tank explodierte. Die Folgen des Unfalls waren unbeschreiblich. Eine Menge von ca. 20 Millionen Curie an Radioaktivität wurden immer wieder Temperaturanstiege bemerktfrei gegeben. Ein rund 300 km langer und 70 km breiter Landstreifen wurden verseucht. Wie so oft bei Atomkraftwerksunfällen gelangten die Informationen erst ein Jahrzehnt später in die Öffentlichkeit.
-Um dagegen zu wirken, wurden die Reaktoren regelmäßig ausgeheizt===Windscale (Um die gespeicherte Energie der Graphit-Atome freizusetzenEngland).1957===
Im Atomkraftwerk in Windscale wurden immer wieder Temperaturanstiege bemerkt. Um dagegen zu wirken, wurden die Reaktoren regelmäßig ausgeheizt, um die gespeicherte Energie der Graphit-Atome freizusetzen. Am 7.Oktober 1957 wurde dieser Vorgang vorgenommen. Da die Reaktoren nicht für solche Ausheizungsvorgänge geplant waren, konnten die Operatoren während des besagten Ausheizungsvorganges keinen Temperaturanstieg feststellen und heizten den Reaktor weiterhin an, obwohl der Moderator wahrscheinlich bereits brannte. Am 10. Oktober meldeten Messgeräte, dass bereits in den Schornsteinen erste Mengen von Radioaktivität festgestellt wurden. Ein Techniker machte dann in einem Schutzanzug die Entdeckung des Brandes. Es wurde versucht, durch 25t Kohlendioxid den Brand zu löschen. Nachdem dies nicht funktionierte, wurde mit einer großen Menge Wasser der Brand gelöscht. Jedoch verdampfte dieses Wasser und der radioaktive Wasserdampf wurde über England und Teile Europas verbreitet.
-Da die Reaktoren nicht für solche Ausheizungsvorgänge geplant waren konnten die Operatoren während des besagten Ausheizungsvorganges keinen Temperaturanstieg feststellen und heizten den Reaktor weiterhin an, obwohl der Moderator wahrscheinlich bereits brannte.===Three Mile Island (USA) 1979===
-Am 1028.März 1979 fiel bei arbeiten an der Kondensatreinungsanlage aufgrund eines technischen Defekts die Förderung von Kühlwasser im Sekunsarkreislauf im [[Atomkraftwerk]] aus. Oktober meldeten MessgeräteDadurch schaltete sich durch die Notabschaltung ab. Trotz der Deaktivierung blieb ein Teil der thermischen Restwärme erhalten und der Druck im Primärkreislauf stieg an. Es öffnete sich ein Sicherheitsventil um dies auszugleichen. Jedoch schloss sich dieses Ventil nicht mehr und der Druck im Abwasserbehälter wurde mit der Zeit so hoch, dass bereits ein Teil des radioaktiven Wasserdampfes in den Schornsteinen erste Mengen Schutzbehälter (Hülle des Reaktors) eindrang. Somit sank der Druck im primären Kühlwasserkreislauf weiter ab. Ein weiterer Druckabfall führte zu einer Dampfwasserbildung. Nach einer gewisse Zeit, war die Zirkonium-Wasser Reaktion (Bildung von Radioaktivität festgestellt wurdenWasser- und Sauerstoff)soweit fortgeschritten, dass es zur Explosion kam.
-Ein Techniker machte dann in einem Schutzanzug Folgen:*Die schlechte Ausstattung des Atomkraftwerkes spielte eine tragende Rolle.*Wenn das offene Ventil entdeckt worden wäre, hätte die Entdeckung des BrandesExplosion verhindert werden können.*In Langzeitstudien wurden bei 30.000 Anwohnern keine gesundheitlichen Schäden festgestellt.*Jedoch war die psychische Belastung für viele Anwohner zu groß.
-Es wurde versucht, durch 25t Kohlendioxid den Brand zu löschen.
-Nachdem dies nicht funktionierte, wurde mit einer großen Menge Wasser der Brand gelöscht.===Tschernobyl (Ukraine) 1986===
-Am 25. April sollte im Block 4 ein Experiment durchgeführt werden, bei dem überprüft werden sollte ob, die Turbinen bei einem kompletten Stromausfall im Kraftwerk noch genügend Strom liefern können, um die Notkühlung des Reaktors zu gewährleisten. Um das Experiment unter realistischen Bedingungen durchführen zu können, wurde das Notprogramm "Havarieschutz" abgeschaltet. Durch einen Bedienungsfehler eines unerfahrenen Arbeiters fiel vor Beginn des Experiments die Reaktorleistung stark ab. Um diese wieder zu erhöhen, wurden Bremsstäbe entfernt und unterschritten die Minimalgrenze. Der Reaktor war noch schwerer zu beherrschen und begand sich in einem gefährlichen Sicherheitszustand. Jedoch wurde das Experiment trotzdem durchgeführt. Operatoren schalteten zu viele Kühlpumpen zu und Wasser kochte im Reaktor auf, da es nicht mehr verdampfte dieses Wasser . Als dann der Strom abgeschaltet wurde, wurden die Turbinen nur noch durch Wasserpumpen angetrieben. Dadurch wurde weniger Kühlwasser durch den Reaktor gepumpt, was zu einer Leistungssteigerung des Reaktors führte. An dieser Stelle wäre der Havarieschutz angelaufen. Doch dieser war abgeschaltet. Als ein Arbeiter des sprunghaften Leistungsanstieg im Reaktor bemerkte, schaltete dieser den Havarieschutz ein. Doch dadurch entblößte der Reaktor einen gravierenden Konstruktionsfehler, der zu einem Todesstoß führte. Vergleich: Man fährt mit einem Auto ein Gebirge herunter und will auf die Bremse treten, doch gibt Gas. In der radioaktive aktiven Zone begann eine chemische Reaktion zwischen dem Zirkonium und dem Wasserdampf . Es bildeten sich Wasser und Sauerstoff (Knallgas). Eine mächtige Knallgasexplosion zeriss den Reaktor, samt Umgebung. Ein großer Teil des radioaktiven Reaktorinhalts wurde über England und Teile Europas verbreitetnach draußen geschleudert. Die radioaktiven Strahlungen, die dabei freigesetzt wurden, waren 50 mal stärker als die von anderen Unfällen. Zwei Menschen wurden sofort getötet. In den späteren Wochen starben noch 30 Menschen. Weitere Todesfälle sind auf die Spätfolgen der Verstrahlung zurückzuführen, wie Krebserkrankungen.
Am 25 April sollte im Block 4 30. September 1999 brach in der Wiederaufbereitungsanlage Tokaimaru ein Experiment durchgeführt werdenFeuer aus. In einem Abfallbehälter, bei in dem überprüft werden sollte ob die Turbinen bei einem kompletten Stromausfall im Kraftwerk noch genügend Strom liefern könnenmittelradioaktive Abfälle mit Asphalt vermischt lagerten, um die Notkühlung des Reaktors zu gewährleistenentzündete sich ein Feuer. Um das Experiment unter realistischen Bedingungen durchführen zu können, Das Feuer wurde das Notprogramm "Havarieschutz" abgeschaltetwahrscheinlich nicht endgültig gelöscht und so glühte der Asphalt weiter. Durch einen Bedienungsfehler eines unerfahrenen Arbeiters fiel vor Beginn des Experiments So konnte sich die Reaktorleistung stark abProduktion von einem explosiven Gas entfalten. Um diese wieder zu erhöhen, Eine große Menge von radioaktiven Gasen aus der Lagerhalle wurden Bremsstäbe entfernt und unterschritten die Minimalgrenze. Der Reaktor war noch schwerer zu beherrschen freigesetzt und verbreiteten sich in einem gefährlichen Sicherheitszustandder Umgebung. Jedoch Die Gasentwicklung wurde das Experiment trotzdem durchgeführt. Operatoren schalteten zu viele Kühlpumpen zu dann von Mitarbeitern entdeckt und Wasser kochte im Reaktor auf, da es nicht mehr verdampftegestoppt.
- Als dann der Strom abgeschaltet wurde und die Auslaufenergie der Turbinen nur noch die Wasserpumpen antrieb.Folgen:
- Dadurch wurde weniger Kühlwasser durch Neben den Reaktor gepumpt, was zu einer Leistungssteigerung des Reaktors führteumweltlichen Belastungen wurden 37 Mitarbeiter der Wiederaufbereitungsanlage kontaminiert. Auch bei diesem Unfall wurden die Informationen erst nach vielen Jahren herauskristallisiert und somit wurden die Folgen für die Bewohner erst später sichtbar.
- An dieser Stelle wäre der Havarieschutz angelaufen. Doch dieser war abgeschaltet.===Forsmark (Schweden) 2006===
- Als ein Arbeiter Bei Wartungsarbeiten in einem Umspannwerk außerhalb des sprunghaften Leistungsanstieg im Reaktor bemerkteAtomkraftwerkes war es zu einem Kurzschluss gekommen. Dadurch wurden zwei der drei Reaktoren vom Netz genommen. Für solche Fälle haben die Atomkraftwerke Generatoren, schaltete dieser die den Havarieschutz Betriebsstrom liefern. Schließlich muss die Kühlung des Reaktors aufrechterhalten bleiben und die Kernspaltung heruntergefahren werden. Die Stromversorgung versagte aber am 26. Juli 2006. Es soll wohl einNetzkurzschluss in einem Teil des Atomkraftwerkes durchgeschlagen sein. Auch zwei der vier Notstromaggregate versagten. Doch dadurch entblößte In der Reaktor einen gravierenden KonstruktionsfehlerFolge war die Betriebszentrale für rund 20 Millionen blind. Man wusste nicht mehr in welchem Zustand sich der Reaktordruckbehälter befand. Erst dann gelang es, der die Notstromversorgung vollständig in gang zu bringen und den Reaktorkern noch rechtzeitig zu einem Todesstoß führtekühlen.
- Vergleich: Man fährt mit einem Auto ein Gebirge herunter und will auf die Bremse treten, doch gibt Gas.
- In der aktiven Zone begann eine chemische Reaktion zwischen dem Zirkonium ==Lernzielkontrolle: Quiz zu Radioaktivität und dem Wasserdampf. Es bildeten sich Wasser und Sauerstoff (Knallgas).Kernenergie==
- Eine mächtige Knallgasexplosion zeriss den Reaktor, samt Umgebung.[[Radioaktivität: Quiz zu Radioaktivität und Kernenergie|Quiz zu Radioaktivität und Kernenergie]]
- Ein großer Teil des radioaktiven Reaktorinhalts wurde nach draußen geschleudert.[[Radioaktivität: Lösung zum Quiz|Lösung zum Quiz]]
- Die radioaktiven Strahlungen, {{www}}* http://www.reyl.de/tschernobyl/unfall/Unfall.html* [[Media:Endspiel um die dabei freigesetzt wurden, waren 50 mal stärker als atomkraft.pdf|Rebecca Harms: Endspiel um die von anderen UnfällenAtomkraft – ohne Verlängerung]]* http://www.vobs.at/borgf/neue_dateien/reaktorunfaelle.html
* http://wiki.gruene- Zwei Menschen wurden sofort getötetjugend.de/index.php/Argumentationshilfe_gegen_Atomkraft_und_Infos_%C3%BCber_die_Tschernobylkatastrophe#Das_Problem_der_Endlagerung
- In den späteren Wochen starben noch 30 Menschen* http://de.wikipedia.org/wiki/Endlager#Endlagerung_radioaktiver_Abf.C3.A4lle
Chemie Heute, Sekundarbereich 2, Schroedel Verlag, ISBN 978- Weitere Todesfälle sind auf die Spätfolgen der Verstrahlung zurückzuführen, wie Krebserkrankungen.3-507-10630-7
===Tokaimaru (An der japanischen Ostküste) 30.September 1999===
- Am 30.September 1999 brach in der Wiederaufbereitungsanlage Tokaimaru ein Feuer aus. -In einem Abfallbehälter, wo mittelradioaktive Abfälle mit Asphalt vermischt lagerten, entzündete sich ein Feuer.-Das Feuer wurde wahrscheinlich nicht endgültig gelöscht und so glühte der Asphalt weiter.[[Benutzer:Krischi|Krischi]]
-So konnte sich die Produktion von einem explosiven Gas entfalten.-Eine große Menge von radioaktiven Gasen aus der Lagerhalle wurden freigesetzt und verbreiteten sich in der Umgebung.-Die Gasentwicklung wurde dann von Mitarbeitern entdeckt und gestoppt.Folgen[[Kategorie:Chemie]][[Kategorie:Physik]][[Kategorie:Politik]] -Neben den umweltlichen Belastungen wurden 37 Mitarbeiter der Wiederaufbereitungsanlage kontaminiert.-Die Folgen für die Bewohner wurden erst nach vielen Jahren herauskristallisiert.-Auch bei diesem Unfall wurden die Informationen lange Zeit verschwiegen.--[[BenutzerKategorie:Lerngebiet 12.17:Krischi|KrischiEnergieressourcen schonen]]
