Lexikon: Kernenergie (Atomkraft)
Was ist die Kernenergie?
Kernenergie (auch Atomenergie, Atomkraft, Kernkraft oder Nuklearenergie) bezeichnet die im Atomkern des fossilen Rohstoffes Uran gespeicherte Energie. Ein Atom ist das kleinste Teilchen, in das ein Stoff zerlegt werden kann. Der Atomkern besteht dabei aus zwei Arten von Teilchen: den Protonen und den Elektronen. Die Kernenergie ist dabei die Energie, die diese beiden Teilchenarten zusammenhält.
Stromerzeugung durch Kernenergie
Durch die Freisetzung von Kernenergie kann großtechnisch Strom erzeugt werden. Für die Stromerzeugung durch Kernenergie wird das Verfahren der Kernspaltung genutzt. Wie der Name schon verrät, wird bei der Kernspaltung der Atomkern in mehrere Fragmente geteilt, deren Masse ungefähr die Hälfte der ursprünglichen Masse des Atomkerns beträgt (plus zwei oder drei Neutronen). Bei dieser physikalischen Reaktion verlieren die Atome geringfügig an Masse. Die Summe der Masse der gespaltenen Teilchen ist also geringer als die ursprüngliche Masse des Atoms (ca. 0,1 % der ursprünglichen Masse geht verloren). Diese verlorene Masse wird in eine große Menge thermischer Energie umgewandelt, wie die berühmte Gleichung E=mc² von Albert Einstein beschreibt.
Nukleare Kettenreaktionen in Kernkraftwerken
Um kontinuierlich Strom erzeugen zu können, nutzen Kernkraftwerke kontrollierte nukleare Kettenreaktionen. Bei diesem Prozess trifft genau eines von den zwei oder drei bei der Kernspaltung freigesetzten Neutronen auf einen anderen Atomkern und spaltet diesen. Der frisch gespaltene Atomkern gibt dann auch wieder Neutronen frei, sodass sich der Vorgang fortwährend wiederholt (mit der Einhaltung der kritischen Masse). Bei unkontrollierten nuklearen Kettenreaktionen spaltet mehr als ein Neutron einen anderen Atomkern. Es kommt zu einem unkontrollierten Wachstum, welches eine nukleare Explosion zur Folge hat. Unkontrollierte Kettenreaktionen kommen in Atomwaffen zum Einsatz.
Gesundheitsrisiko: Uranabbau
Schon der Abbau des Rohstoffes Uran bringt einige Risiken und Schäden für Mensch und Umwelt mit sich. Der Großteil des abgebauten Urans stammt aus Staaten, deren Umweltstandards im Bergbau als unterentwickelt gelten. Der Abbau verursacht dabei eine erhöhte Uran- und Radiumbelastung, die Gewässer, Luft und Sedimente verschmutzen und die Arbeiter und Anwohner in der Nähe von Uranminen gefährden.
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Gesundheitsrisiko: Betrieb von Kernkraftwerken
Der Betrieb von Atomkraftanlagen birgt zum einen das Risiko eines nuklearen Unfalls (Kernschmelze), bei dem möglichen Folgen von mehreren hunderttausend Toten und einem kontaminierten Gebiet von bis zu 5.600 Quadratkilometern prognostiziert werden. Die Reaktorunfälle in Tschernobyl (1986) und Fukushima (2011) zeigen noch heute, welche weitreichenden Folgen eine Kernschmelze haben kann. Neben dem Risiko einer Kernschmelze ist aber auch die Belastung für Mensch und Umwelt im Normalbetrieb recht hoch. Eine Studie des Bundesamtes für Strahlenschutz aus dem Jahr 2007 sieht eine deutliche Korrelation zwischen der erhöhten Zahl an Leukämieerkrankung bei Kindern, die im Umkreis von fünf Kilometern eines Kernkraftwerks aufgewachsen sind. Allerdings gilt dieser Zusammenhang als nicht bewiesen.
Gesundheitsrisiko: Endlagerung der Abfallprodukte
Die Entsorgung der radioaktiven Brennelemente ist eine der umstrittensten Fragen der Kernenergienutzung. Die Halbwertszeiten einiger Abfallprodukte der Kernenergie betragen mehr als 24.000 Jahre, wodurch an die geologische Langzeitstabilität extrem hohe Ansprüche gestellt werden müssen. Bis heute ist weltweit kein Endlager zum Abbau der radioaktiven Abfallprodukte gefunden und die Nuklide werden in sogenannten Zwischenlagern abgestellt.
Kernenergie in Deutschland
Kurze Zeit nach der Reaktorkatastrophe in Fukushima, Japan (2011) beschloss die Regierung unter Kanzlerin Angela Merkel den Atomausstieg in Deutschland bis Ende 2022 im Rahmen des „13. Gesetzes zur Änderung des Atomgesetzes“ (6. August 2011). Folgendermaßen ist die Lage bei den Atomkraftwerken, die abgeschaltet werden müssen:
- Kernkraftwerk Gundremmingen (nahe Günzburg), Block B: Ende 2017 wurde Block B abgeschaltet, während Block C noch bis Ende 2021 in Betrieb bleiben soll.
- Kernkraftwerk Philippsburg (nahe Karlsruhe) wurde am 31.12.2019 abgeschaltet.
- Kernkraftwerk Grohnde (nahe Emmerthal): Die Abschaltung ist für Ende 2021 geplant.
- Kernkraftwerk Brokdorf (nahe Itzehoe): Die Abschaltung soll bis spätestens 31. Dezember 2021 durchgeführt werden.
- Die Kernkraftwerke Isar 2, Neckarwestheim 2 und Emsland sollen spätestens am 31. Dezember 2022 abgeschaltet werden.
Der Ausstieg aus der Kernenergie in Deutschland steht im engen Zusammenhang mit den Klimaschutzzielen der Bundesregierung und dem Fortschreiten der Energiewende, nach denen der Ausstoß von Treibhausgasen bis 2020 um 40 Prozent gesenkt werden soll (im Vergleich zu 1990). Bis 2050 sollen dann 80 Prozents des in Deutschland produzierten Stroms (bundesweiter Strommix) aus erneuerbaren Energien stammen.
