Arbeitsblatt: Was ist ein Atomkraftwerk

Was ist ein Atomkraftwerk? Ein Atomkraftwerk ist ein Kraftwerk das durch die Spaltung von Atomkernen Strom gewinnt. In den Brennstäben des Reaktors werden Urankerne gespalten. Dabei wird Wärme freigesetzt. Die Brennstäbe werden vom Kühlwasser umflossen, das die Wärme aufnimmt. So entsteht Wasserdampf. Dieser wird durch eine riesige Turbine geleitet. Die Turbine fängt an zu rotieren und treibt mit der Drehbewegung einen Generator an. Der Generator erzeugt Strom. Der Wasserdampf wird dann von der Turbine in einen Wärmetaucher weitergeleitet, wo er dann seine Wärme an ein zweiten Wasserkreislauf abgibt. Danach wird das Wasser wieder in dem Dampfkessel geleitet. Die abgegebene Wärme im zweiten Wasserkreislauf wird durch ein Rohr in einen riesigen Kühlturm geleitet, wo es dann abkühlt und wieder in den Kreislauf eingespeist wird. Was ist radioaktive Strahlung? Radioaktive Strahlung kann man nicht sehen, riechen oder schmecken. Sie wird zum Beispiel von radioaktiven Stoffen wie Uran oder Plutonium freigesetzt. Uran ist ein Brennstoff, der für Atomkraftwerke verwendet wird. Radioaktive Strahlung ist für den Menschen gesundheitsgefährdend. Was kann passieren? Gefährlich wird es, wenn radioaktive Stoffe aus dem Reaktor nach außen gelangen. Der schlimmste Unfall tritt ein, wenn die Kernspaltung nicht mehr kontrolliert werden kann und es zu einer Explosion kommt. Man spricht von einem GAU. Nach einem bleibt die Region um das Atomkraftwerk über Tausende Jahre verseucht. Eine radioaktive Wolke entsteht, die über mehrere Länder ziehen kann. Dies geschah 1986 in Tschernobyl. Dabei gab es nach einigen Schätzungen bis heute mehr als 80.000 Tote. Wie funktioniert ein Atomkraftwerk? Lösungswörter: Kühlwasser, Wasserpumpe, Generator, Dampfturbine, Grosser Dampfkessel, Brennstäbe, Wärmetauscher, Kühlturm Was passiert bei einer Kernschmelze? Bei einer Kernschmelze gerät der atomare Kern eines Reaktors außer Kontrolle. Das Brennmaterial heizt sich auf, bis es unkontrolliert zusammenschmilzt und sich möglicherweise durch alle Sicherheitsschranken an die Luft und in die Biosphäre frisst. Im Normalbetrieb lassen die heißen Atombrennstäbe Wasser im Reaktorkern, dem Druckbehälter, verdampfen. Der Wasserdampf treibt eine Turbine an und erzeugt Strom. Dafür muss der Reaktor ständig gekühlt werden. Fallen, wie jetzt in Japan, die Kühlsysteme aus, überhitzt sich der Reaktor. Das Wasser verdampft, der Wasserpegel sinkt, und die Hitze im Reaktor kann auf etwa 2.000 Grad Celsius steigen. Bei diesen Temperaturen verformen sich die Metallstäbe der Brennelemente, die den nuklearen Brennstoff halten, zu einem Amalgam aus Uran und Metall. Dieser glühende Klumpen sinkt auf den Boden des Druckbehälters und kann ihn durchschmelzen. Schafft er das, frisst er sich möglicherweise auch durch den Beton der Atomanlage und in den Boden. Die neueste AKW-Bauart, der französische Druckwasserreaktor, hat für diesen Fall ein Auffangbecken unter dem Reaktor. In Japan gibt es nichts Vergleichbares. Falls der schmelzende Kern im AKW Fukushima Daiichi 1 den Druckbehälter sprengen sollte, könnten die radioaktiven Teilchen und Gase aus der Kernschmelze relativ ungehindert in die Atmosphäre gelangen. Die Kernschmelze kann aber auch im Druckbehälter gefangen bleiben – so wie 1979 in Harrisburg. Ist es so schlimm wie Tschernobyl? Bisher hat die japanische Katastrophe wenig Ähnlichkeit mit der von Tschernobyl. Dort ging 1986 ein Reaktor in vollem Betrieb in die Kettenreaktion, mit seinem ganzen Potenzial von 1.000 Megawatt – damit kann man eine Großstadt versorgen. Dieses Potenzial wurde binnen Sekunden in einer Riesenexplosion freigesetzt. Im Reaktorblock Tschernobyl 4 wurden die für die Kettenreaktion nötigen Neutronen auch nicht wie bei fast allen anderen Reaktortypen durch Wasser gebremst, sondern durch die Kohlenstoffverbindung Grafit. Dieses brennende Grafit behinderte die Katastrophenhelfer zusätzlich zur Strahlung. Die Reaktoren in Fukushima sind abgeschaltet und glühen nun mit einer Leistung von vielleicht einem Dutzend Megawatt nach – offizielle Angaben gibt es nicht. Auch so kann sich erheblicher Druck im Reaktor aufbauen. Wenn er dann explodiert, wird die nähere Umgebung verstrahlt, potenziell sogar ähnlich stark wie die Zone um Tschernobyl. Aber der Fallout reicht nicht bis in die obere Atmosphäre und verteilt sich auch nicht über die Kontinente. Es sind höchstens hunderte Kilometer. Dies hilft den Anwohnern allerdings wenig. Der atomkritische Trinationale Atomschutzverband aus der Schweiz rechnet vor: In einem AKW, egal ob Siedewasser- oder Druckwasserreaktor, wird pro Megawatt elektrische Leistung jährlich etwa die Radioaktivität einer Hiroshima-Bombe erzeugt. Die drei kritischsten japanischen Fukushima-Reaktoren haben eine gemeinsame Leistung von über 2.000 Megawatt. Also produzierten sie die kurz- und langlebige Radioaktivität von gut 2.000 Hiroshima-Bomben. Pro Betriebsjahr. Darüber hinaus sammeln Reaktoren in ihrem Inneren radioaktives Inventar aus mehreren Jahren an. Im Fall einer Explosion drohen also enorme Schäden.