Kernkraftwerk

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Kernkraftwerk
Kernkraftwerk Grohnde. Der Kernreaktor befindet sich unter der Kuppel auf der rechten Seite. Links stehen zwei K√ľhlt√ľrme.

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

Physikalische Grundlage von Kernkraftwerken ist die Energiefreisetzung bei der Spaltung von schweren Atomkernen. Die Bindungsenergie pro Nukleon ist in den Spaltprodukten größer als vorher im spaltbaren Kern. Diese Energiedifferenz wird bei der Kernspaltung - hauptsächlich als Bewegungsenergie der Spaltprodukte - freigesetzt. Durch die Abbremsung der Spaltprodukte im umgebenden Material entsteht Wärme, mit der Wasserdampf erzeugt wird.

Gr√∂√üere Kernkraftwerke bestehen aus mehreren Bl√∂cken, die je f√ľr sich unabh√§ngig voneinander elektrischen Strom erzeugen. Zurzeit sind weltweit 210 Kernkraftwerke mit 442 Reaktorbl√∂cken am Netz,[1] die rund 13 % des weltweiten Strombedarfs decken.[2]

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Wortherkunft

F√ľr die bei Kernreaktionen und radioaktiven Umwandlungen frei werdende Energie wurde 1899 der Begriff Atomenergie von Hans Geitel gepr√§gt; damals fehlten allerdings die Kenntnisse √ľber den Aufbau von Atomen. Umgangssprachlich wird eine Nuklearwaffe, deren Wirkung auf Kernspaltung und/oder Kernfusion beruht, meist als Atombombe bezeichnet. Die sp√§ter eingef√ľhrten Begriffe der Atom- bzw. Kernwaffe konnten sich nur im gehobenen bzw. technischen Sprachgebrauch durchsetzen.

1955 wurde in Deutschland das Bundesministerium f√ľr Atomfragen geschaffen, das 1957 in Bundesministerium f√ľr Atomkernenergie und Wasserwirtschaft und 1962 in Bundesministerium f√ľr Wissenschaftliche Forschung umbenannt wurde. Die Leiter des Atomministeriums wurden als Atomminister bezeichnet. Das erste nuklear betriebene Forschungsschiff Deutschlands, die 1964 in Betrieb genommene Otto Hahn, wird im Volksmund bis heute meist als ‚ÄěAtomschiff‚Äú bezeichnet. Auch die im Jahr 1957 gegr√ľndete Europ√§ische Atomgemeinschaft (EAG oder heute EURATOM) erhielt ihren Namen mit dem damals √ľberwiegend positiv besetzten Begriff Atom.

Erst ab Mitte der 1960er Jahre setzte sich im deutschen Sprachgebrauch zunehmend die Abl√∂sung des Begriffsteils Atom durch Kern durch. Als Grund daf√ľr wird h√§ufig die sich aufgrund des versch√§rfenden Kalten Kriegs und der Kubakrise zunehmende Angst vor einem Nuklearkrieg angef√ľhrt, in der der Namensbestandteil Atom zunehmend negativ aufgenommen wurde. Die Begriffe Kernkraftwerk (KKW) und Atomkraftwerk (AKW) werden heute als Synonyme verwendet. 1966 wurde f√ľr die Kraftwerke Rheinsberg und Gundremmingen A sowie alle nachfolgenden Anlagen in Deutschland die Bezeichnung Kernkraftwerk verwendet. Die Bezeichnung ‚ÄěKernkraftwerk‚Äú wird durch die Norm DIN ISO 921/834 geregelt.[3]

Technologiegeschichte

KRB A, Gundremmingen, im August 1966, Blick vom Wettermast

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 sp√§ter wurde 1955 in Calder Hall (England) ein weiteres Kernkraftwerk errichtet, welches 1956 mit einer Leistung von 55 MW ans Netz ging und als erstes kommerzielles Kernkraftwerk der Welt bezeichnet wird. In den meisten fr√ľhen Kernkraftwerken kamen Siedewasserreaktoren zum Einsatz, da diese einfacher zu konstruieren und zu regeln sind. Inzwischen sind dagegen Druckwasserreaktoren √ľblicher, die h√∂here 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 MW elektrisch) mit einem Siedewasserreaktor, der zuerst am 13. November 1960 kritisch wurde. Es folgten der Mehrzweckforschungsreaktor Karlsruhe (MZFR) (29. September 1965, 57 MW elektrisch) und das Kernkraftwerk Rheinsberg, ein Wasser-Wasser-Energie-Reaktor (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 n√§chste war ein Siedewasserreaktor (KRB A) in Gundremmingen (14. August 1966, 250 MW elektrisch) und schlie√ülich ein Kraftwerk mit einem Druckwasserreaktor 1968 in Obrigheim in Baden-W√ľrttemberg (357 MW elektrisch).

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 (Brunsb√ľttel, Isar I, Philippsburg I und Kr√ľmmel). 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 MW (elektrisch)
Dresden, 1960, SWR 180 MW (elektrisch),
Fermi 1, 1963, Brutreaktor 61 MW (elektrisch)
II Kommerzielle Leistungsreaktoren CANDU, Konvoi, EdF-Kraftwerke
III Fortschrittliche Reaktoren (evolutionäre Weiterentwicklungen aus Generation II)
EPR, ABWR, Hochtemperaturreaktor, Advanced CANDU Reactor, MKER, Russisches schwimmendes Kernkraftwerk
IV Zuk√ľnftige Reaktortypen (derzeit
vom Generation IV International Forum vorangetrieben)

Im April 1986 ereignete sich im Kernkraftwerk Tschernobyl die bislang schwerste Havarie eines Kernkraftwerks beim ukrainischen Prypjat, bei dem der Reaktor des Blocks 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.

Anzahl der Kernkraftwerke

→ Hauptartikel: Kernenergie nach Ländern
Weltweite Nutzung der Kernenergie zur Stromerzeugung.

Bis Ende der 1980er Jahre stieg die Zahl der Kernkraftwerke weltweit stetig an, bis sie im Jahre 1989 einen vorl√§ufigen H√∂hepunkt mit 423 f√ľr Stromproduktion genutzte Reaktoren erreichte. Seitdem hat sich das Wachstum deutlich verlangsamt bzw. in einen leichten R√ľckgang gewandelt. Die Zahl der betriebenen Anlagen betrug im Jahr 2002 444, im Jahr 2009 436. Im Jahr 2008 wurde erstmals seit den 1960er Jahren weltweit kein neues Kernkraftwerk in Betrieb genommen. Derzeit nimmt die Zahl der Kernkraftwerke wieder leicht zu. Im August 2011 sind laut World Nuclear Association 440 Reaktoren in Betrieb und 62 im Bau. Bei den in Betrieb befindlichen Reaktoren sind die acht in Deutschland 2011 bereits abgeschalteten Reaktoren noch mit eingerechnet[4][5]

Zukunft

Nach einer Studie von Moody's liegen die Investitionskosten neuer Kernkraftwerke bei bis zu 4.900 ‚ā¨/kW, das Angebot f√ľr zwei neue Reaktoren im Kernkraftwerk Darlington bei knapp 7.600 ‚ā¨ pro kW.[6][7]

Trotz weltweit zunehmender Zahl von Ank√ľndigungen √ľber Pl√§ne zum Bau von neuen Kernkraftwerken stagniert der Neubau, wof√ľr nicht zuletzt die zur√ľckgehende Bereitschaft der Banken beitr√§gt, neue Kernkraftwerke zu finanzieren.[8] Besonders in den USA zeichnet sich ab, dass aufgrund der sich versch√§rfenden Haushaltslage keine staatlichen Subventionen f√ľr Kernkraftwerke mehr m√∂glich sind. Banken verlangen dort Staatsb√ľrgschaften √ľber 100 % der Baukosten.[9] In Gro√übritannien erw√§gt die Regierung, die geplanten neuen Kernkraftwerke nicht mehr wie bisher durch Subventionen zu finanzieren, sondern die Stromverbraucher daf√ľr mit einer Energiesondersteuer zu belasten.[10] Dabei w√ľrden den privaten Haushalten in Gro√übritannien j√§hrliche Mehrkosten in H√∂he von durchschnittlich 49 ‚ā¨ entstehen. Zum Vergleich: Private Haushalte in Deutschland m√ľssen etwa den gleichen Betrag wegen des Kraft-W√§rme-Kopplungsgesetzes und des Erneuerbare-Energien-Gesetzes aufbringen.

Eine Studie von 2009 sagt voraus, dass die Zahl der weltweiten Kernkraftwerke bis 2030 um 30 Prozent sinken werde. Zwar gebe es eine hohe Zahl von Neubauvorhaben, jedoch wird angenommen, dass h√∂chstens ein Drittel realisiert wird. Die zum Zeitpunkt der Studie (2009) im Bau stehenden 37 Reaktoren k√∂nnten die demn√§chst altersbedingten Abschaltungen nicht aufwiegen.[11] Da die derzeit in Bau befindlichen Kernkraftwerke im Vergleich zu den alten Kernkraftwerken, die in den n√§chsten Jahren abgeschaltet werden, eine erheblich h√∂here Leistung erreichen ist damit zu rechnen, dass auch bei einem R√ľckgang der Gesamtzahl der Reaktorbl√∂cke weltweit durch mehr Stilllegungen als Neubauten die durch Kernkraft erzeugte Strommenge trotzdem zunehmen wird.

Weltweit befinden sich Mitte 2011 62 Kraftwerksblöcke in Bau, 154 in Planung und weitere 342 sind langfristig angedacht.[12]

Funktionsweise und Aufbau

Schema eines Kraftwerks mit Druckwasserreaktor
Schema eines Kraftwerks mit Siedewasserreaktor

Die Umwandlung in elektrische Energie geschieht indirekt wie in herk√∂mmlichen W√§rmekraftwerken: Die W√§rme, die bei der Kernspaltung im Kernreaktor entsteht (er entspricht dem Kessel in einem Kohlekraftwerk), wird auf einen W√§rmetr√§ger ‚Äď meist Wasser  (Standardtyp Leichtwasserreaktor) ‚Äď √ľbertragen, wodurch dieses erw√§rmt wird. Direkt im Reaktor oder indirekt in einem Dampferzeuger entsteht Wasserdampf. Der unter Druck stehende Wasserdampf wird einer meist mehrstufigen Dampfturbine zugef√ľhrt. Dampfturbinen in Kernkraftwerken geh√∂ren zu den gr√∂√üten Dampfturbinen √ľberhaupt. Nachdem die Turbine den Dampf expandiert und teilweise kondensiert hat, wird der restliche Dampf in einem Kondensator niedergeschlagen. Der Kondensator entspricht dabei einem W√§rmeaustauscher, welcher auf Sekund√§rseite etwa mit einem Fluss oder einem K√ľhlturm verbunden ist. Nach der Kondensation wird das nunmehr fl√ľssige Wasser durch Pumpen auf den Dampfdruck im Kernreaktor oder Dampferzeuger gebracht und in mehreren Schritten nahezu auf S√§ttigungstemperatur regenerativ vorgew√§rmt. Das Wasser gelangt danach in den Kernreaktor und der Kreislauf beginnt erneut. Der Wasser-Dampfkreislauf entspricht dabei dem Clausius-Rankine-Kreisprozess.

Kernreaktor

‚Üí Hauptartikel: Kernreaktor

Der Kernreaktor ist das Herz des Kraftwerks. In seinem zentralen Teil, dem Reaktorkern, wird durch kontrollierte Kernspaltung W√§rme erzeugt. Mit dieser W√§rme wird ein K√ľhlmittel erhitzt, das durch den Reaktor gepumpt wird und dadurch die Energie aus dem Reaktor abtransportiert.

Da die Kernspaltung mit f√ľr Lebewesen gef√§hrlicher Radioaktivit√§t verbunden ist, ist der Reaktorkern von einem Schutzschild umgeben. Dieser sogenannte thermische Schild absorbiert die aus dem Reaktordruckbeh√§lter austretende Strahlung. Die √§u√üere H√ľlle um den Reaktor und die radioaktiven Nebenkreisl√§ufe, zu denen auch das Brennelementlagerbecken geh√∂rt, bildet der Sicherheitsbeh√§lter (Containment), der bei St√∂rf√§llen verhindert, dass radioaktives Material in die Umwelt gelangt. Der Sicherheitsbeh√§lter wird bei einem Bruch des Prim√§rkreises automatisch hermetisch abgeschlossen (sog. Durchdringungsabschluss) und ist so ausgelegt, dass er dem dabei sich aufbauenden Druck standh√§lt. Zus√§tzlich sind viele Reaktorgeb√§ude mit einer Kuppel aus Beton ausgestattet, um den Reaktor vor Einwirkungen von au√üen zu sch√ľtzen.

In Kernkraftwerken werden unterschiedliche Reaktortypen eingesetzt, die sich im Wesentlichen durch die verwendeten Kernbrennstoffe, K√ľhlkreisl√§ufe und Moderatoren unterscheiden.

Dampfturbine

Niederdruck-Turbinenläufer aus dem Kernkraftwerk Unterweser

Die Aufgabe der Dampfturbine ist es, die im Dampf enthaltene W√§rme in Rotationsenergie umzuwandeln. An die Turbinenwelle ist die Welle des Generators gekuppelt. In Kernkraftwerken finden zumeist Sattdampfturbinen Anwendung. Die Turbine hat einen Hochdruckteil und meist zwei oder drei Niederdruckstufen. Aufgrund der hohen Dampffeuchte nach dem Hochdruckteil wird der Dampf vor Eintritt in den Niederdruckteil mittels Frischdampf√ľberhitzung und Hochgeschwindigkeitsabscheidung getrocknet. Am Ende der letzten Schaufelreihe des Niederdruckteils hat der Dampf etwa eine Feuchtigkeit von 15 %. Die Entspannung bis in das Nassdampfgebiet f√ľhrt zu einer hohen Arbeitsausbeute, allerdings mit den Nachteilen, die mit feuchtem Wasserdampf verbunden sind.

Wenn der Generator durch eine St√∂rung die erzeugte elektrische Energie nicht mehr abgeben kann, nimmt er entsprechend wenig mechanische Energie auf. Als Reaktion auf diesen Lastabfall w√ľrde sich die Drehzahl der Turbine bis √ľber die zul√§ssige Betriebsgrenze erh√∂hen, mit der Gefahr der Selbstzerst√∂rung durch zu hohe Zentrifugalkr√§fte. Um diesen Ablauf zu vermeiden, sind kurz vor dem Turbineneintritt Ventile in der Frischdampfleitung montiert. Wenn diese Schnellschlussventile bet√§tigt werden, leiten sie den Dampf unter Umgehung der Turbine direkt in den Kondensator. Parallel dazu wird der Reaktor heruntergefahren, da der Kondensator die volle Reaktorleistung nur begrenzte Zeit aufnehmen kann. Diese Turbinenschnellabschaltung (TUSA) ist, wie jeder unplanm√§√üige sicherheitsrelevante Vorfall in deutschen Kernkraftwerken, meldepflichtig.

Das Maschinenhaus mit der Dampfturbine ist baulich meist vom eigentlichen Reaktorgeb√§ude getrennt. Es ist so orientiert, dass bei einer Zerst√∂rung einer Turbine im laufenden Betrieb m√∂glichst keine Tr√ľmmerteile in Richtung des Reaktors fliegen.

Im Falle eines Druckwasserreaktors ist die Dampfturbine hermetisch vom nuklearen System getrennt. Um eine Leckage im Dampferzeuger und damit den √úbertritt von radioaktivem Wasser fr√ľhzeitig zu erkennen, ist am Dampfaustritt des Dampferzeugers ein Aktivit√§tsmessger√§t angebracht. Bei Siedewasserreaktoren ist dagegen auch die Dampfturbine mit radioaktivem Wasser beaufschlagt und deshalb Teil des Kontrollbereichs des Kernkraftwerks.

Generator

Turbosatz im Kernkraftwerk Balakowo.

Der Generator wandelt die durch die Turbine bereitgestellte kinetische Energie in elektrische Energie. Es kommen niederpolige Drehstrom-Synchrongeneratoren mit hoher Bemessungsleistung zum Einsatz. Generatoren dieses Typs werden auch Turbogenerator genannt und bilden in Einheit mit der Dampfturbine einen Turbosatz. F√ľr das Kernkraftwerk Olkiluoto wurde der bisher gr√∂√üte Synchrongenerator (Stand 2010) gefertigt. Er hat eine Bemessungsscheinleistung von 1992 MVA.[13]

Hauptk√ľhlmittelpumpe (DWR) und Zwangsumw√§lzpumpe (SWR)

Die Hauptk√ľhlmittelpumpe eines DWR hat die Aufgabe, das K√ľhlmittel zwischen Reaktor und Dampferzeuger umzuw√§lzen. Die meisten westlichen Kernkraftwerke verf√ľgen √ľber vier Hauptk√ľhlmittelpumpen (entsprechend der Anzahl der Loops), die aus Sicherheitsgr√ľnden jeweils voneinander getrennt im Reaktorgeb√§ude untergebracht sind. Die Ausf√ľhrung der Pumpe entspricht dabei einer Zentrifugalpumpe mit einem einteilig geschmiedeten Geh√§use. Der Durchsatz betr√§gt bis zu 10.000 l/s bei einem Druck von bis zu 175 bar und einer zul√§ssigen maximalen Temperatur von 350 ¬įC.[14] Die Druckerh√∂hung durch die Hauptk√ľhlmittelpumpe beim DWR entspricht dem Druckverlust im Loop (Reaktor, Dampferzeuger und Rohrleitungssystem). Auch nach Ausfall der Hauptk√ľhlmittelpumpen (RESA ist die Folge) ist die Umw√§lzung und somit die W√§rmeabfuhr durch sog. Naturumlauf gew√§hrleistet. Beim Siedewasserreaktor sind im Reaktordruckbeh√§lter Zwangumw√§lzpumpen angebracht, deren Auslegung etwa denen in einem gleich gro√üen DWR entspricht. Sie stabilisieren den Durchfluss und sind √ľber die Drehzahlregelung in die Leistungsregelung des Reaktors eingebunden. Bei gr√∂√üerem Durchsatz sinkt der Dampfblasengehalt im K√ľhlmittel, wodurch die Reaktivit√§t steigt. F√ľr die Nachw√§rmeabfuhr nach der Abschaltung sind die Pumpen nicht erforderlich, der Naturumlauf ist dann ausreichend.

Neben diesen Hauptk√ľhlmittelpumpen verf√ľgt ein Kernkraftwerk √ľblicherweise noch √ľber mehrere Notfalleinspeisungen auf unterschiedlichen Druckniveaus, die bei St√∂rungen (siehe Auslegungsst√∂rfall) die K√ľhlung des Reaktorkerns aufrechterhalten.

Sicherheitsventile

Um den Druck im Reaktordruckbeh√§lter bei einem St√∂rfall nach oben zu begrenzen, sind zwei voneinander unabh√§ngige Sicherheitsventile vorhanden. Die Druckbegrenzung soll ein Bersten von Rohrleitungen oder Reaktordruckbeh√§lter verhindern. Die Ventile sind in ihrer Kapazit√§t so ausgelegt, dass sie die zugef√ľhrten Volumenstr√∂me bei nur geringem Druckanstieg ableiten k√∂nnen. Im Falle des SWR wird der Dampf in die Kondensatkammer geleitet und dort kondensiert. Die Kammern sind √ľber W√§rmetauscher mit dem Zwischenk√ľhlkreislauf verbunden. Werden Gas-Dampfgemische (ggf. nach Filterung) in die Umgebung au√üerhalb der Sicherheitsbeh√§lter geblasen, spricht man von Venting (siehe auch Wallmann-Ventil).

Die Sicherheitsventile im DWR sind nicht absperrbar, um ihre sicherheitstechnische Funktion nicht zu gef√§hrden. Den Sicherheitsventilen im Ansprechdruck vorgelagert existiert jedoch zumindest ein separates Abblaseventil zur Druckbegrenzung im RKL. Dieses kann im Bedarfsfall mit einem vor- oder nachgelagertem Ventil abgesperrt werden und somit einen K√ľhlmittelst√∂rfall auf Grund von Nicht-Schlie√üen des Ventils vermeiden. Das Nicht-Schlie√üen eines solchen Abblaseventils f√ľhrte zusammen mit dem erst sp√§ter erfolgtem Schlie√üen der Absperrarmatur zu einem folgenschweren Unfall im Kernkraftwerk Three Mile Island.

Speisewasserpumpen

Die Speisewasserpumpen haben die Aufgabe, das Wasser aus dem Speisewasserbeh√§lter auf den Dampfdruck im Reaktor und im Dampferzeuger zu bringen und das Wasser mit ca. 2200 kg/s zu f√∂rdern. Die ben√∂tigte Leistung bel√§uft sich dabei auf ca. 20 MW pro Pumpe. √úber das Speisewassersystem wird der Wasserstand im Dampferzeuger und Kernreaktor geregelt.

Notstromversorgung

Die Notstromversorgung eines Kernkraftwerks ist mehrfach redundant durch Dieselaggregate und Batteriepufferungen aufgebaut. Die Batteriepufferung stellt die unterbrechungsfreie Einkoppelung der Dieselaggregate in das Netz sicher. Wenn n√∂tig, erlaubt die Notstromversorgung das sichere Herabfahren des Kernreaktors. Weniger wichtige Hilfssysteme wie bspw. Begleitheizungen von Rohrleitungen werden dabei nicht versorgt. Der Gro√üteil der ben√∂tigten Leistung dient der Versorgung der Speisepumpen und Notspeisepumpen, um nach dem Herunterfahren des Kernreaktors die Nachzerfallsw√§rme auch bei einem Ausfall des Stromnetzes, einem Blackout dauerhaft abzuf√ľhren.

Betrieb

Betriebsweise

Bei Kernkraftwerken ist die Investition in den Bau hoch; die Kosten im laufenden Betrieb sind vergleichsweise niedrig. Aus diesem Grund ist es betriebswirtschaftlich vorteilhaft, sie m√∂glichst durchgehend mit Maximalleistung als Grundlastkraftwerke zu betreiben. Da aber die Anforderungen an die Flexibilit√§t der Stromnetze zugenommen haben, nicht zuletzt durch den Ausbau der regenerativen Energien, beteiligen sich Kernkraftwerke mehr als fr√ľher an der Lastregelung. Dies tun sie auch deshalb, weil je nach Strompreis an der Stromb√∂rse dieser zu manchen Tages- und Jahreszeiten null betr√§gt und ein Stromlieferant sogar Netzdurchleitungsentgelte zahlen muss (sein ‚ÄěErl√∂s‚Äú also sogar negativ ist).

Ein Lastwechsel kann in einem Bereich von 50 % bis 100 % der Nennleistung im Normalbetrieb mit Geschwindigkeiten von ca. 4 bis 5 Prozent der Nennleistung pro Minute vorgenommen werden. Die Prim√§rregelung der Leistung √ľbernimmt die Frequenzregelung des Generators. Eine st√§rkere Leistungsreduktion √ľber Dampfparameter kann zu lokaler √úberhitzung von Brennelementen mit Materialverspr√∂dung oder Rissbildung f√ľhren. Eine Leistungsreduktion durch Steuerst√§be kann zu einem ungleichm√§√üigen Abbrand der Brennelemente f√ľhren, was verschiedene Reaktorkernparameter ver√§ndern w√ľrde. Um damit einhergehende technische Risiken zu minimieren, m√ľssten Wartungsintervalle verk√ľrzt werden. Dies w√ľrde wiederum die Betriebskosten erh√∂hen, weshalb die Betreiber eine st√§rkere Drosselung der Leistung m√∂glichst vermeiden.

Im Jahr 2009 waren die deutschen Kernkraftwerke ‚Äď Revisionsstillst√§nde und technische Betriebsst√∂rungen mitgerechnet ‚Äď im Schnitt zu rund 73% zeitverf√ľgbar und zu rund 74% arbeitsverf√ľgbar.[15] Die t√§gliche Stromerzeugung schwankt st√§rker, aufgrund von Revisionsstillst√§nden und Betriebsst√∂rungen. Sie wurde im Jahresverlauf 2009 in Deutschland aus rund 53 % bis 89 % der installierten Nennleistung[16] gewonnen.

Beispiele f√ľr reinen Grundlastbetrieb sind die KKW Biblis B, Neckarwestheim II, Grafenrheinfeld und Emsland, die au√üerhalb der Revisionen fast durchgehend unter Volllast betrieben wurden.[17] Beispiele f√ľr Betrieb nach Lastanforderung sind die KKW Brokdorf und Grohnde.[17]

Brennstoff

Als Kernbrennstoff wird in den meisten heute betriebenen Kernkraftwerken angereichertes Uran (Anteil des Isotops 235U ca. 3 bis 4 %) eingesetzt. Jedes Brennelement bleibt √ľblicherweise drei Jahre im Reaktor; j√§hrlich wird das √§lteste Drittel der Brennelemente ausgetauscht, weil der Gehalt an 235U zu weit gesunken und andererseits ein Gehalt an neutronenabsorbierenden Spaltprodukten aufgebaut ist. Durch Neutroneneinfang ist au√üerdem ein Teil des nicht spaltbaren Uranisotops 238U in Plutonium umgewandelt worden, und zwar haupts√§chlich in 239Pu, in geringerer Menge auch 240Pu.

Dieses Plutonium eignet sich als Kernbrennstoff. Durch seine Nutzung l√§sst sich die Energiemenge, die sich aus einem Kilogramm Natururan gewinnen l√§sst, erheblich steigern. Zur Nutzung des Plutoniums m√ľssen die Brennelemente eine Wiederaufarbeitung durchlaufen, bei der die Spaltprodukte und das noch nicht verbrauchte Uran abgetrennt werden. Es gibt weltweit, auch in Deutschland, viele Kraftwerke mit einer Nutzungslizenz f√ľr MOX-Brennelemente. Mischoxid (MOX) ist ein Gemisch aus Uranoxid und Plutoniumoxid. Die Verwendung von h√∂heren Plutoniumanteilen im MOX ist wegen der M√∂glichkeiten zur Proliferation und den h√∂heren Sicherheitsanforderungen an einen mit Plutonium betriebenen Reaktor umstritten.[18]

Ohne Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente kann ein Kernkraftwerk aus einem Kilogramm Natur-Uran je nach eingesetztem Reaktortyp und Brennstoffkreislauf etwa 36‚Äď56 MWh Strom erzeugen. Zusammengenommen haben die rund 439 Kernreaktorbl√∂cke, die es weltweit in 31 L√§ndern gibt, die Kapazit√§t zur Bereitstellung von etwa 370 Gigawatt elektrischer Leistung, woraus rund 15 % der Gesamtmenge weltweit erzeugten Stroms gewonnen werden.[19] Hierbei fallen pro Jahr rund 12.000 Tonnen radioaktiver Abfall an, welcher mit Plutonium kontaminiert ist.[19]

Am weltweiten Gesamtverbrauch von Prim√§renergie hatte die Kernkraft 2008 einen Anteil von 5,5 %.[20]

Wirkungsgrad

Bezogen auf den Energiegehalt des im Brennstab umgesetzten 235U betr√§gt der Wirkungsgrad eines Kernkraftwerks etwa 35 Prozent. Bei Leicht- und Schwerwasserreaktoren wird der Wirkungsgrad durch vergleichsweise niedrige Frischdampftemperaturen von ca. 330 ¬įC begrenzt (zum Vergleich: Die Frischdampftemperatur eines modernen Steinkohlekraftwerks betr√§gt ca. 580 ¬įC). Eine Erh√∂hung der Frischdampftemperatur ist nur schwer zu realisieren, da die hohen W√§rmestromdichten im relativ kompakten Kernreaktor die Verwendung von unterkritischem Wasser voraussetzen.

Durch den Umstand, dass es sich bei einem Kernkraftwerk um ein Gro√ükraftwerk handelt, ergeben sich zudem im Durchschnitt l√§ngere Leitungen zum Endverbraucher, womit auch das Total der √úbertragungsverluste steigt; in Deutschland gehen durch Netzverluste rund 6 % der bereitgestellten Elektroenergie im Stromnetz verloren.[21]

Der Wirkungsgrad des gesamten Systems wird wie bei allen Energieerzeugungsanlagen reduziert durch den Energiebedarf zum Bau, Betrieb und R√ľckbau des Kraftwerks. Der Aufwand des Uranabbaus steigt aufgrund des knapper werdenden Rohstoffes stetig.

Risiken

Block 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl (2006)

Neben den allgemeinen Unfallrisiken eines thermischen Gro√ükraftwerkes ergeben sich spezielle Risiken aus der Nutzung der Kernenergie. Besonders die Radioaktivit√§t der Spaltprodukte stellt eine Gefahr dar. Unf√§lle k√∂nnen von geringf√ľgigen internen Betriebsst√∂rungen bis zu einer Katastrophe mit internationalen Auswirkungen reichen, wie es bei der Katastrophe von Tschernobyl der Fall war. Kernkraftwerke k√∂nnen au√üerdem im Rahmen von Kernwaffenprogrammen genutzt werden.

Risiko des Austritts von radioaktivem Material

Im normalen Betrieb entweichen kleine Mengen radioaktiven Materials vom Kernkraftwerk durch den Abluftkamin in die Umwelt. Dieses Material umfasst radioaktive Edelgase (Krypton-85) sowie das instabile Wasserstoffisotop Tritium, deren Entweichen gemessen wird und Auflagen unterliegt.[22]

Durch Unf√§lle oder St√∂rungen der Sicherheitsbarrieren k√∂nnen gr√∂√üere Mengen radioaktiven Materials in die Umwelt und in die Nahrungskette gelangen. Viele konstruktive Ma√ünahmen dienen dazu, das auch dann noch zu verhindern, wenn gro√üe Teile des Reaktors funktionsunt√ľchtig oder zerst√∂rt worden sind (siehe Auslegungsst√∂rfall). Ein Beispiel daf√ľr, dass Fehlbedienung zu einer Freisetzung von Radioaktivit√§t f√ľhren kann, ereignete sich 1987 im KKW Biblis. Ein Ventil, das w√§hrend des normalen Betriebs geschlossen sein sollte, schloss nicht. Die Betriebsmannschaft versuchte es durch die √Ėffnung eines Pr√ľfventils ‚Äěfrei zu blasen‚Äú, was nicht gelang. Durch die Pr√ľfleitung entwich K√ľhlwasser des Prim√§rkreislaufs. Die radioaktive Belastung der Umgebung des Kernkraftwerkes blieb unter den g√ľltigen Grenzwerten,[23] da weitere Barrieren wie Auffangbecken und Containment funktionierten.

Risiko der Kernschmelze

‚Üí Hauptartikel: Kernschmelze
Das Kernkraftwerk Three Mile Island

Durch die extrem hohe Energiedichte im Kernreaktor ist es m√∂glich, dass beim Ausfall der K√ľhlung der Reaktorkern schmilzt und sich dadurch selbst zerst√∂rt. Die Konsequenzen der Kernschmelze k√∂nnen je nach den genauen Umst√§nden im Wesentlichen auf das Kernkraftwerk beschr√§nkt bleiben oder der Ausl√∂ser eines unkontrollierten Austritts von gro√üen Mengen Radioaktivit√§t sein.

Die Havarie im Kernkraftwerk Three Mile Island im Jahre 1979 ist ein Beispiel f√ľr eine Beschr√§nkung auf das Kernkraftwerk. Hier gelang es das Schmelzen zu stoppen, bevor der Reaktordruckbeh√§lter zerst√∂rt wurde. Der bei der Schmelze entstehende Wasserstoff wurde an die Atmosph√§re abgelassen. Mit ihm entwich das radioaktive Gas Krypton-85 (10,75 Jahre Halbwertszeit) mit einer Aktivit√§t von etwa 1,665 ¬∑ 1015 Bq.[24] 38 Versuche im Loss-of-Fluid-Test (LOFT) Reaktor im Idaho Test Area North (gebaut 1965-1975) halfen zwar bei der Dimensionierung der Notk√ľhlsysteme, mussten zur Kernschmelze jedoch unbefriedigend bleiben, weil dort zu keiner Zeit der Reaktorkern schmolz und die W√§rme- und Strahlungsgeometrie der um den Faktor 60 gr√∂√üeren kommerziellen Reaktoren nicht ad√§quat nachgebildet werden konnte.[25] Forschungsmittel f√ľr die LOFT-Versuche waren schwer zu erhalten und wurden f√ľr die Schnelle-Br√ľter-Technologie umgeleitet.[26] Beim Unfall in Tschernobyl wurde der Reaktorkern prompt √ľberkritisch, die Kernschmelze riss die Brennst√§be auf und bildete Wasserstoff. Dampf- und Wasserstoff-Explosionen zerst√∂rten die Abdeckung des Reaktors und warfen Teile des radioaktiven Brennstoffs in die unmittelbare N√§he des Kraftwerks aus. Ein dadurch entfachter Graphitbrand f√ľhrte zur massiven Freisetzung des radioaktiven Inventars und erzeugte eine radioaktive Wolke, deren Fallout sich bis nach Nordeuropa erstreckte.

Eine Kernschmelze mit unkontrollierter Freisetzung radioaktiven Materials nennt man einen Super-GAU. Ein Core-Catcher ‚ÄěKernf√§nger‚Äú soll in Anlagen ab der Generation 3+, wie zum Beispiel im chinesischen Kernkraftwerk Tianwan, die Folgen einer m√∂glichen Kernschmelze verringern und den Kern vor dem Absacken in das Erdreich auffangen.

Entsorgungs- und Endlagerungsproblematik

‚Üí Hauptartikel: Radioaktiver Abfall

Die im Betrieb entstandenen Spaltprodukte und erbr√ľteten Transurane (Plutonium, Americium, Neptunium, etc.) m√ľssen anschlie√üend f√ľr l√§ngere Zeit aus der Biosph√§re ferngehalten werden, bis sie zum gr√∂√üten Teil zerfallen sind. Diese Zeit reicht je nach Isotop von einigen Monaten bis zu vielen tausend Jahren. Zu den Spaltprodukten z√§hlt das zu 0,7 % anfallende Iod-Isotop 129I mit einer Halbwertszeit von 15,7 Mio. Jahren. Iod und seine Isotope werden als essentielles Spurenelement vom menschlichen Organismus aktiv aufgenommen, vor allem von der Schilddr√ľse. Das Risiko besteht vor allem in einer Freisetzung w√§hrend der Zeit der Lagerung. Mithilfe von Wiederaufbereitung und Transmutation k√∂nnte versucht werden, die n√∂tige Lagerzeit auf wenige hundert Jahre zu senken, jedoch sind die daf√ľr n√∂tigen Anlagen und Verfahren auch in der Kritik und bisher nicht anwendungsreif.

Vor der Endlagerung werden die abgebrannten Brennst√§be chemisch aufgel√∂st und in ihre Bestandteile getrennt. Bei dieser Konditionierung, die in Wiederaufbereitungsanlagen erfolgt, kann im Betrieb wie auch durch Unf√§lle und Irrt√ľmer radioaktives Material in die Umwelt gelangen. Abgebrannter Kernbrennstoff aus deutschen Kernkraftwerken wird in der Wiederaufarbeitungsanlage La Hague an der franz√∂sischen Kanalk√ľste verarbeitet und zur Zwischen- und Endlagerung wieder zur√ľck nach Deutschland gebracht. Der Transport erfolgt mit Hilfe von Castor-Beh√§ltern. Seit 2005 sind in Deutschland Transporte abgebrannter Brennelemente aus deutschen Kernkraftwerken per Atomgesetz verboten, die direkte Endlagerung ist daher die einzige M√∂glichkeit.

Proliferation von Kernwaffen

Beim Betrieb von Kernkraftwerken mit Uran wird Plutonium erbr√ľtet. Dieses kann f√ľr die Herstellung von Atombomben verwendet werden. Anders als beim Uran als spaltbarem Material kann f√ľr den Bau einer Bombe taugliches Plutonium mit rein chemischen Mitteln aus dem Abbrand eines Kernkraftwerks gewonnen werden. Der Bau und Betrieb einer Anreicherungsanlage zur Gewinnung spaltbarer Isotope ist nicht n√∂tig. Der Betrieb von Kernkraftwerken erh√∂ht auf diese Weise das Risiko der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Um die Verbreitung von Kernwaffen m√∂glichst gering zu halten, wurden verschiedene internationale Vertr√§ge geschlossen. Der wichtigste dieser Vertr√§ge ist der Atomwaffensperrvertrag.

Krankheitsfälle im Zusammenhang mit Kernkraftwerken

M√∂glicherweise hat auch der Normalbetrieb von Kernkraftwerken Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Eine epidemiologische Studie im Auftrag des Bundesamtes f√ľr Strahlenschutz im Jahr 2007 zeigte eine signifikant erh√∂hte Leuk√§mie-Rate bei Kindern in der N√§he (5 km) von Kernkraftwerken. Danach erkrankten von 1980 bis 2003 im 5-km-Umkreis um die Kernkraftwerke in Deutschland 37 Kinder neu an Leuk√§mie ‚Äď im statistischen Mittel w√§ren es 17 Kinder gewesen. Im betrachteten Zeitraum erkrankten in Deutschland demzufolge aus obigem Grund durchschnittlich etwa 0,8 Kinder pro Jahr mehr an Leuk√§mie, nimmt man andere Krebsarten hinzu, sind es 1,2 Kinder pro Jahr.[27]

√úber 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 h√∂heren nat√ľrlichen Strahlenbelastung nicht als Ursache in Betracht kommt. Das externe Expertengremium des BfS zur KiKK-Studie kommt hingegen zur √úberzeugung, dass aufgrund des besonders hohen Strahlenrisikos f√ľr Kleinkinder sowie der unzureichenden Daten zu Emissionen von Leistungsreaktoren dieser Zusammenhang keinesfalls ausgeschlossen werden kann.[27][28] Andere Studien dagegen fanden nur geringen oder gar keinen Zusammenhang zwischen dem Wohnen in der N√§he eines Kernkraftwerkes und dem Auftreten von Krebsf√§llen.[29][30][31]

Wirtschaftlichkeit

F√ľr die Investitionen bei Kernkraftwerken gibt es keine aktuellen Zahlen, weil in Westeuropa zuletzt vor etwa 20 Jahren Anlagen fertiggestellt wurden. Die Investitionen des seit 2003 im Bau befindlichen EPR im Kernkraftwerk Olkiluoto mit einer Leistung von 1600 MW werden auf etwa 5,47 Milliarden Euro (8,25 Milliarden SFr) gesch√§tzt.[32] Dieser Reaktortyp repr√§sentiert den aktuellen Stand der Kerntechnik in Europa und ist relativ weit fortgeschritten im Bau. Die Gestehungskosten f√ľr eine Megawattstunde Strom sind aufgrund der hohen Anfangsinvestitionen stark abh√§ngig von der Laufzeit eines Reaktors. Die Baukosten des zwischen 1994 und 1995 betriebenen Brutreaktors Monju in Japan beliefen sich auf etwa 4 Milliarden Euro.[33]

Im Jahr 2000 lagen die Stromgestehungskosten f√ľr wirtschaftlich abgeschriebene KKW bei 1,70 Cent/kWh.[34]

Den Erzeugerpreis in deutschen Kernkraftwerken gab das Bundesministerium f√ľr Wirtschaft und Technologie (BMWi) 2007 als sehr preisg√ľnstig an.[35]. Ein Vergleich der Erzeugerpreise zu Braunkohle, Steinkohle, Wasserkraft, Erdgas, Windenergie und Photovoltaik findet sich unter Stromgestehungskosten.

Eine 2003 ver√∂ffentlichte Studie vom Massachusetts Institute of Technology hat f√ľr neue Kernkraftwerke Kosten von etwa 4,6 Cent f√ľr eine Kilowattstunde ermittelt.[36] 2009 aktualisierten die Autoren die Studie und kamen zum Schluss, dass die Kosten auf 5,8 Cent/kWh gestiegen waren. Damit seien neue Kernkraftwerke nicht wettbewerbsf√§hig mit Kohlekraft- und Gaskraftwerken unter den heutigen Randbedingungen.[37]

Die Kosten f√ľr den R√ľckbau von Kernkraftwerken sind wegen der kontaminierten und aktivierten Anlagenteile hoch, daf√ľr haben die Energieversorgungsunternehmen entsprechende R√ľckstellungen gebildet. Die prognostizierten Kosten bei derzeit im R√ľckbau befindlichen Kernkraftwerke betragen f√ľr das Kernkraftwerk M√ľlheim-K√§rlich 750 Millionen Euro (1302 MW),[38] Stade 500 Millionen (672 MW),[39] Obrigheim 500 Millionen Euro (357 MW)[40] und Greifswald 3,2 Milliarden Euro (1760 MW).[41]

F√ľr den R√ľckbau der Schweizer Kernkraftwerke wird ein Fond ge√∂ffnet; nach Laufzeiten der Schweizer Kraftwerke von 27, 31, 38 und 41 Jahren ist der Fond erst mit 1,3 Milliarden von den 2,2 Milliarden Franken dotiert, welche f√ľr die Stilllegung einst berechnet wurden.[42] Gem√§√ü Handelszeitung zerstreut die Atombranche Bedenken √ľber eine Finanzierungsl√ľcke wegen zu tiefer angenommener Kosten und trotz des absehbaren Fehlens der n√∂tigen Fachkr√§fte.[43] Die M√∂glichkeit einer Abschaltung vor der theoretisch maximal m√∂glichen Betriebszeit der Werke wurde bei der Berechnung des Fonds nicht in Betracht gezogen.[44]

Rechtliche Aspekte

Genehmigungsrecht

Die Errichtung und der Betrieb eines Kernkraftwerkes sowie alle wesentlichen √Ąnderungen bis hin zu Stilllegung und Abbau m√ľssen in Deutschland nach Atomrecht genehmigt werden. Wesentlich ist hier ¬ß 7 ‚ÄěGenehmigung von Anlagen‚Äú des Atomgesetzes.

Da derzeit in Deutschland keine neuen Kernkraftwerke errichtet werden d√ľrfen (siehe Atomausstieg), bezieht sich daher ¬ß 7 Atomgesetz nicht mehr auf Errichtung.

Es besteht in atomrechtlichen Genehmigungsverfahren f√ľr Kernkraftwerke eine Pflicht zur Durchf√ľhrung einer Umweltvertr√§glichkeitspr√ľfung (UVP) als Teil des atomrechtlichen Genehmigungsverfahrens.[45]

Zus√§tzlich gelten hier die Regelungen des Euratom-Vertrags. Art. 37 des Euratom-Vertrags verpflichtet jeden Mitgliedstaat, bestimmte Angaben zur Freisetzung radioaktiver Stoffe, auch beim Neubau oder Abbau von Kernkraftwerken, der EU-Kommission zu √ľbermitteln. Erst nach Ver√∂ffentlichung einer Stellungnahme der EU-Kommission darf mit dem Vorhaben begonnen werden.[46]

Die Eintrittswahrscheinlichkeit und die Schwere der Auswirkungen von Unf√§llen in Kernkraftwerken ist nicht unmittelbar einsichtig. Um der Regierung und Ministerien die f√ľr Entscheidungen n√∂tigen sachlichen Informationen zur Verf√ľgung zu stellen, wurde Mitte der 70er Jahre die Gesellschaft f√ľr Anlagen- und Reaktorsicherheit gegr√ľndet. Ein Ergebnis dieses in staatlichem Eigentum befindlichen Forschungsinstituts ist die Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke, in der versucht wurde, das Risiko von Unf√§llen realistisch abzusch√§tzen. Sie gibt als Gr√∂√üenordnung der Eintrittswahrscheinlichkeit f√ľr das Kernkraftwerk Biblis B[47] folgende Werte an: Kernschmelze einmal pro 10.000 bis 100.000 Jahre, bei Ber√ľcksichtigung anlageninterner Notfallma√ünahmen einmal pro 100.000 bis 1.000.000 Jahre, Kernschmelze mit bedeutender Belastung des Sicherheitsbeh√§lters einmal pro 1.000.000 bis 100.000.000 Jahre.[48] Dem gegen√ľber steht die 1992 vom Bundeswirtschaftsministerium in Auftrag gegeben Prognos-Studie ‚ÄěAbsch√§tzung der Sch√§den durch einen sogenannten Super-Gau‚Äú,[49] die die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Super-GAU bei 33.333 Betriebsjahren pro Reaktor bzw. bei 1.666 Betriebsjahren f√ľr 20 Reaktoren in Deutschland sieht.

Angesichts der Schwere der m√∂glichen Folgen von Unf√§llen ist die Genehmigung zum Betrieb von Kernkraftwerken generell an strenge technische und organisatorische Auflagen gebunden, die staatlich √ľberwacht werden. In Deutschland verpflichtet das Atomgesetz die Betreiber eines Kernkraftwerks, die erforderliche Vorsorge vor Sch√§den stets auf dem ‚ÄěStand von Wissenschaft und Technik‚Äú zu halten.[50] F√ľr die Erteilung von Genehmigungen sind Ministerien zust√§ndig. In Deutschland ist das zun√§chst ein Landesministerium und √ľbergeordnet auf Bundesebene das Bundesministerium f√ľr Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU). In seinem Auftrag √ľberwacht das Bundesamt f√ľr Strahlenschutz (BfS) den Betrieb kerntechnischer Anlagen.

Haftung der Betreiber von Kernkraftwerken

Die Sch√§den im Fall eines nuklearen Super-GAUs in Deutschland werden h√∂chst unterschiedlich beziffert. Eine Studie, die das Prognos-Institut 1992 im Auftrag des Bundesministeriums f√ľr Wirtschaft erstellt hat, nannte eine Schadenssumme von umgerechnet etwa 5 Billionen Euro.[51] In der Praxis kann die Haftungssumme nicht h√∂her ausfallen als das Verm√∂gen der Betreibergesellschaften. Das Atomgesetz in Deutschland (¬ß13) legt eine Deckungsvorsorge von 2,5 Mrd. Euro fest, wobei die Haftung der Betreiber durch ¬ß26 des gleichen Gesetzes bei schweren Naturkatastrophen au√üergew√∂hnlicher Art, bewaffneten Konflikten und √§hnlichen Vorkommnissen auf eben nur diese Summe begrenzt ist. F√ľr einen Teilbereich der Deckungsvorsorge kann der Betreiber des Kernkraftwerkes beim Atompool eine Haftpflichtversicherung abschlie√üen, die f√ľr max. 256 Mio. EUR einsteht.

Das Deutsche Institut f√ľr Wirtschaftsforschung sieht in der begrenzten Deckungsvorsorge eine implizite Subvention. Da die m√∂glichen Schadenssummen um ein Vielfaches h√∂her sind, muss der Staat f√ľr dar√ľber hinausgehende Sch√§den aufkommen. M√ľssten die Kraftwerksbetreiber allerdings m√∂gliche Sch√§den vollst√§ndig versichern, w√§ren deren Versicherungsbeitr√§ge erh√∂ht, was sich direkt auf die Wirtschaftlichkeit auswirken w√ľrde.[51] Laut einer Greenpeace-Studie w√§re Atomstrom um bis zu 2,70 Euro pro kWh teurer, falls bei Kernkraftwerken die gleichen Haftungsregeln gelten w√ľrden wie in allen anderen Wirtschaftsbereichen.[52]

In √Ėsterreich sieht das Atomhaftungsgesetz 1999 (AtomHG) eine verschuldensunabh√§ngige Haftung des Betreibers einer Kernanlage f√ľr Sch√§den durch ionisierende Strahlung ohne Beschr√§nkung der Haftungssumme vor.[53]

In anderen EU-Staaten ist die Haftung jeweils in unterschiedlicher H√∂he begrenzt. In Spanien belaufe sich nach Angaben der deutschen Bundesregierung die Haftungssumme auf rund 700 Millionen Euro, in Belgien, Lettland, Rum√§nien 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 Gro√übritannien, Polen und Slowenien etwa 165 Millionen Euro und in Ungarn etwa 100 Millionen Euro. Die Haftungssumme f√ľr Frankreich gibt die deutsche Bundesregierung mit etwa 84 Millionen Euro, f√ľr die Slowakei mit etwa 82,5 Millionen Euro, f√ľr D√§nemark mit rund 66 Millionen Euro und f√ľr Bulgarien mit 16,5 Millionen Euro an. Die Haftungssumme Italiens bel√§uft sich den Angaben zufolge auf 5,5 Millionen Euro, die Litauens auf 3,3 Millionen Euro.[54]

In den √ľbrigen EU-Staaten gibt es keine gesetzlichen Regelungen, zum Teil, weil es dort keine Kernkraftwerke gibt.[54]

Emissions√ľberwachung

Deutschlandlastige Artikel Dieser Artikel oder Absatz stellt die Situation in Deutschland dar. Hilf mit, die Situation in anderen Ländern zu schildern.

Das Atomgesetz schreibt den Betreibern sowohl die Emissions√ľberwachung wie auch die Mitteilung an die zust√§ndigen Landesbeh√∂rden vor. Das Atomgesetz verpflichtet die Aufsichtsbeh√∂rden, neben Umgang und Verkehr mit radioaktiven Stoffen allgemein auch die Errichtung, den Betrieb und den Besitz von kerntechnischen Anlagen in einer Weise zu √ľberwachen, dass sie von der Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften und ihrer auf diesen Vorschriften beruhenden Anordnungen und Verf√ľgungen sowie der Bestimmungen des Bescheids √ľber die Genehmigung und nachtr√§glicher Auflagen durch die Betreiber dieser Anlagen √ľberzeugt sein k√∂nnen. Die L√§nder haben zu diesem Zweck dazu teilweise Beh√∂rden befugt. Alle Messungen m√ľssen √∂ffentlich zug√§nglich sein.

Bundesland zuständiges Ministerium beauftragte Behörde KKW in Betrieb (Block)
Land Baden-W√ľrttemberg[55] Ministerium f√ľr Umwelt, Naturschutz und Verkehr -- KKP Philippsburg (2) GKN Neckarwestheim (2) --
Freistaat Bayern[56] Staatsministerium f√ľr Umwelt und Gesundheit -- KKG Grafenrheinfeld KGG Gundremmingen (B+C) KKI Isar (2)
Land Niedersachsen[57] Ministerium f√ľr Umwelt und Klimaschutz Nieders√§chsischer Landesbetrieb f√ľr Wasserwirtschaft, K√ľsten- und Naturschutz (NLWKN) KKE Emsland KWG Grohnde
Land Schleswig-Holstein[58] Ministerium f√ľr Justiz, Gleichstellung und Integration Kernkraftwerksfern√ľberwachung Schleswig-Holstein (KF√ú-SH) KBR Brokdorf

Hersteller

Die Kraftwerk Union AG (KWU), ein Tochterunternehmen von Siemens und AEG entstand 1968/69. Sie baute Kraftwerke, insbesondere Kernkraftwerke. 1977 kaufte Siemens AEG deren Anteile ab. Zun√§chst baute KWU f√ľnf nahezu baugleiche Kernkraftwerke mit Siedewasserreaktoren ("Baulinie 69"), n√§mlich Isar I, Brunsb√ľttel (bei Hamburg), Philippsburg Block 1 und Kernkraftwerk Kr√ľmmel sowie das √∂sterreichische Kernkraftwerk Zwentendorf, das nach einer Volksabstimmung nie in Betrieb ging.[59] Daneben baute KWU die Siedewasserreaktoren W√ľrgassen, Gundremmingen B und Gundremmingen C.

In den 1980er Jahren baute die KWU die sogenannte Konvoi-Reaktorlinie: Die Druckwasserreaktor-Kraftwerke Isar 2, Emsland und Neckarwestheim 2.[60] Im Ausland war die KWU unter anderem engagiert beim Bau des Kernkraftwerks G√∂sgen in der Schweiz und beim Bau des Kernkraftwerk Zwentendorf in √Ėsterreich (siehe auch Leistungsreaktoren der KWU).

KWU wurde in Siemens Nuclear Power (SNP) umbenannt. 2001 wurde durch den Zusammenschluss von SNP und der franz√∂sischen Firma Framatome, einer Tochter der franz√∂sischen Areva, die Firma Framatome ANP gegr√ľndet. Sie wurde zum 1. M√§rz 2006 in Areva NP umbenannt. Am 26. Januar 2009 teilte der Aufsichtsrat der Siemens AG den beabsichtigten Ausstieg aus dem Joint-Venture mit. Dieser erfolgte nach den Nuklearunf√§llen von Fukushima: Am 18. M√§rz 2011 verkaufte Siemens seinen Anteil von 34% Prozent f√ľr 1,62 Milliarden Euro an den Mutterkonzern Areva. Dadurch sind wieder 100 % der Anteile von Areva NP im Besitz des franz√∂sischen Konzerns Areva.[61]

Weitere Hersteller von Kernkraftwerken sind General Electric und Toshiba.

Siehe auch

Literatur

  • J. Hala, J.D.Navratil: Radioactivity, Ionizing Radiation and Nuclear Energy. Konvoj, Brno 2003, ISBN 80-7302-053-X.
  • Leonhard M√ľller: Handbuch der Energietechnik. 2. Auflage. Springer, Berlin 2000, ISBN 3-540-67637-6.
  • Adolf J. Schwab: Elektroenergiesysteme - Erzeugung, Transport, √úbertragung und Verteilung elektrischer Energie. Springer, Berlin 2006, ISBN 3-540-29664-6.

Weblinks

 Commons: Kernkraftwerk ‚Äď Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary Wiktionary: Kernkraftwerk ‚Äď Bedeutungserkl√§rungen, Wortherkunft, Synonyme, √úbersetzungen

Einzelnachweise

  1. ‚ÜĎ IAEO: Power Reactor Information System
  2. ‚ÜĎ Energie-Fachmagazin BWK: Kernenergie. 62 (2010) Nr. 5, S. 2.
  3. ‚ÜĎ IEV 393-18-44 (Source: ISO 921/834)
  4. ‚ÜĎ Datenbank der IAEO
  5. ‚ÜĎ World Nuclear Power Reactors (World Nuclear Association)
  6. ‚ÜĎ New Nuclear Generating Capacity: Potential Credit Implications for U.S. Investor Owned Utilities
  7. ‚ÜĎ $26B cost killed nuclear bid
  8. ‚ÜĎ http://www.zeit.de/online/2008/03/interview-mez
  9. ‚ÜĎ Renaissance mit Hindernissen (Welt am Sonntag, 12. Juli 2009, Florian Hasse)
  10. ‚ÜĎ Energie-Geheimplan: London setzt auf strahlende Stromzukunft. Auf: spiegel.de, 19. Oktober 2009.
  11. ‚ÜĎ Michael Bauchm√ľller: Die M√§r von der Renaissance. In: S√ľddeutscher Zeitung. 14. Oktober 2009.
  12. ‚ÜĎ World Nuclear Association: World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements Abgerufen im August 2011
  13. ‚ÜĎ Siemens liefert gr√∂√üten Generator der Welt aus : Abschied von 900 Tonnen
  14. ‚ÜĎ Reaktorspeisepumpe des Herstellers KSB TYP RER
  15. ‚ÜĎ http://www.kernenergie.de/kernenergie/documentpool/Kernkraftwerke/2009betriebsergebnisse.pdf
  16. ‚ÜĎ Verf√ľgbare Kernkraftkapazit√§t in Deutschland
  17. ‚ÜĎ a b http://www.kernenergie.de/kernenergie/documentpool/Kernkraftwerke/601atw-betriebsergebnisse-kkw2008.pdf
  18. ‚ÜĎ MOX-Wirtschaft und Proliferationsgefahren (Link nicht mehr abrufbar), Christian K√ľppers und Michael Seiler, Uni M√ľnster
  19. ‚ÜĎ a b Gerstner, E.: Nuclear energy: The hybrid returns. In: Nature. 460, 2009, S. 25. doi:10.1038/460025a
  20. ‚ÜĎ BP Statistical Review of World Energy June 2009
  21. ‚ÜĎ Monatsbericht √ľber die Elektrizit√§tsversorgung Statistischen Bundesamts, Wiesbaden, Stand 4. Quartal 2008
  22. ‚ÜĎ Bundesamt f√ľr Strahlenschutz: Emissions√ľberwachung bei Kernkraftwerken (PDF-Datei)
  23. ‚ÜĎ Pressemitteilung des Bundesamtes f√ľr Strahlenschutz aus dem Jahr 1987
  24. ‚ÜĎ Frans Berkhout: Radioactive waste: politics and technology, S. 188, Routledge 1991, ISBN 0-415-05492-3
  25. ‚ÜĎ Herbert J.C. Kouts: ‚ÄěThe Future of Reactor Safety Research‚Äú, in: Bulletin of the Atomic Scientists, September 1975 S 32 ff
  26. ‚ÜĎ Robert Martin: The History of Nuclear Power Plant Safety - Teil The Seventies
  27. ‚ÜĎ a b Epidemiologische Studie zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken im Auftrag des Bundesamtes f√ľr Strahlenschutz 2007 - pdf 7 MB
  28. ‚ÜĎ Seite des Bundesamtes f√ľr Strahlenschutz zu Kinderkrebs und Kernkraftwerke
  29. ‚ÜĎ http://ije.oxfordjournals.org/content/early/2011/07/11/ije.dyr115.full
  30. ‚ÜĎ Michaelis J, Krebserkrankungen im Kindesalter in der Umgebung westdeutscher kerntechnischer Anlagen., in Deutsches √Ąrzteblatt, 89/1992, S.C-1386-90
  31. ‚ÜĎ Kinlen LJ et.al., Childhood leukaemia and non-Hodgkin`s lymphoma near large rural construction sites, with a comparison with Sellafield nuclear site., in BMJ, 310/1995, S.763‚Äď7
  32. ‚ÜĎ Pascal Schwendener (5. Dezember 2009): Der AKW-Prototyp verbrennt Milliarden. Basler Zeitung. Abgerufen am 10. Dezember 2009.
  33. ‚ÜĎ Japan entwickelt neuen kommerziellen Brutreaktor - Politik - International - Handelsblatt.com. www.handelsblatt.com. Abgerufen am 9. Juli 2009.
  34. ‚ÜĎ CO2-Vermeidungskosten im Kraftwerksbereich (Seite 21, Tabelle 3-5)
  35. ‚ÜĎ BMWi: Uran/Kernenergie, Detaillierte Darstellung zu Uran
  36. ‚ÜĎ Future of Nuclear Power
  37. ‚ÜĎ Update of the MIT 2003 Future of Nuclear Power Study
  38. ‚ÜĎ RWE Power Anlage M√ľlheim-K√§rlich
  39. ‚ÜĎ Reaktor Stade stillgelegt, Abriss des 660-Megawatt-Reaktors soll etwa 500 Millionen Euro kosten
  40. ‚ÜĎ ENBW: Abbau von Atomkraftwerk Obrigheim kostet 500 Mio. Euro
  41. ‚ÜĎ VDI Nachrichten: Kernreaktoren in Portionsh√§ppchen zerlegt
  42. ‚ÜĎ Dossier Stilllegungsfonds BFE Schweiz
  43. ‚ÜĎ ‚ÄěAusstieg in Handarbeit‚Äú in der Handelszeitung am 31. M√§rz 2011
  44. ‚ÜĎ Schweizer Stilllegungsfonds rechnet mit langen Betriebszeiten
  45. ‚ÜĎ B. Heuel-Fabianek und R. Lennartz: Die Pr√ľfung der Umweltvertr√§glichkeit von Vorhaben im Atomrecht. In: StrahlenschutzPRAXIS. 3/2009
  46. ‚ÜĎ B. Heuel-Fabianek, E. K√ľmmerle, M. M√∂llmann-Coers und R. Lennartz: The relevance of Article 37 of the Euratom Treaty for the dismantling of nuclear reactors. In: atw. Heft 6/2008, Einleitung in deutsch. Vollst√§ndiger Artikel in englisch beim Forschungszentrum J√ľlich [1]
  47. ‚ÜĎ Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke, Phase B. Verlag T√úV Rheinland, 1990, ISBN 3-88585-809-6, Seite 7
  48. ‚ÜĎ Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke, Phase B. Verlag T√úV Rheinland, 1990, ISBN 3-88585-809-6, Seite 83-84
  49. ‚ÜĎ http://www.zukunftslobby.de/Tacheles/prognstu.html
  50. ‚ÜĎ Atomgesetz ¬ß 7 Absatz 2 Nummer 3
  51. ‚ÜĎ a b Katastrophe mit beschr√§nkter Haftung auf sueddeutsche.de, 18. M√§rz 2011
  52. ‚ÜĎ Greenpeace: Atomstrom - mit 304 Milliarden Euro subventioniert
  53. ‚ÜĎ Seminar Nuklearhaftung bei umweltbundesamt.at
  54. ‚ÜĎ a b Bundestag: Antwort der Bundesregierung vom 15. Juli 2008
  55. ‚ÜĎ Radioaktivit√§t bei lubw.baden-wuerttemberg.de
  56. ‚ÜĎ Strahlenhygienischer Wochenbericht bei stmug.bayern.de
  57. ‚ÜĎ √úberwachung kerntechnischer Anlagen bei umwelt.niedersachsen.de
  58. ‚ÜĎ Kernkraftwerksfern√ľberwachung Schleswig-Holstein - Messwerte bei kfue-sh.de
  59. ‚ÜĎ Atomkraft ‚Äď Laufzeitverl√§ngerung trotz Sicherheitsdefiziten im ARD-Magazin ‚Äěkontraste‚Äú, 15. Juli 2010
  60. ‚ÜĎ Nuclear Energy Agency
  61. ‚ÜĎ www.welt.de: Siemens steigt aus franz√∂sischem Atomkonzern aus Abgerufen am 31. Mai 2011



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