Wie funktioniert die Kernenergie?

Eine der großen Diskussionen in der Öffentlichkeit in den letzten zehn Jahren war die der Nachhaltigkeit und der Frage, wie eine nachhaltigere, insbesondere umweltverträglichere Zukunft gestaltet werden kann. Ein Teil dieser Diskussion drehte sich um die Idee, die Treibhausgasemissionen, die zum Klimawandel beitragen, zu reduzieren, indem mehr saubere Energie durch erneuerbare Energiequellen erzeugt wird. Die Kernenergie ist ein viel diskutiertes Thema, da sie nicht unbedingt als erneuerbare, sondern als saubere Energie gilt; allerdings hat sie aufgrund einiger aufsehenerregender Nuklearkatastrophen im letzten halben Jahrhundert keine gute Bilanz vorzuweisen. Trotz der Debatte über ihre Vorzüge und ihre Erfolgsbilanz ist die Kernenergie in Europa nach wie vor eine weit verbreitete Energiequelle. Kernkraftwerke sind auch ein Ort, an dem die ATEX-Beleuchtungswerkzeuge von Peli aufgrund der gefährlichen Atmosphären häufig eingesetzt werden. Angesichts des ganzen Trubels um die Kernenergie haben wir uns entschlossen, in diesem Beitrag einen kurzen Überblick über ihre Funktionsweise zu geben und die wichtigsten Streitpunkte in Bezug auf ihre Nutzung zu diskutieren.

Woher kommt die Kernenergie?

Die Antwort auf diese Frage lautet Kernspaltung. Die Kernspaltung ist der Prozess, der im Reaktor eines Kernkraftwerks abläuft. Dabei werden Atome aufgespalten, um kleinere Atome zu bilden, wodurch Energie freigesetzt wird.

Der Brennstoff, der am häufigsten für die Energieerzeugung durch Kernspaltung verwendet wird, ist Uran. In Kernkraftwerken wird eine bestimmte Art von Uran verwendet, die als U-235 bekannt ist. Der Grund dafür ist, dass seine Atome leicht gespalten werden können, um eine Kernspaltung durchzuführen.

Der Uranbrennstoff wird zu Keramikkügelchen geformt, die einen Durchmesser von etwa 1 cm und eine Länge von 1 cm haben. Nach Angaben der U.S. Energy Information Administration liefert jedes Pellet etwa die gleiche Energiemenge wie 568 Liter Öl (150 Gallonen). Diese energiereichen Pellets werden Ende an Ende in 12 Fuß langen Metallbrennstäben gestapelt, die in den Reaktorkern des Kernkraftwerks eingesetzt werden.

Die bei der Kernspaltung freiwerdende Energie wird genutzt, um Wasser bis zum Siedepunkt zu erhitzen, wodurch Dampf entsteht. Dies geschieht im Reaktorkern. Der Dampf wird dann verwendet, um große Turbinen in Gang zu setzen, die Strom erzeugen, indem sie Generatoren antreiben, die wiederum Strom erzeugen.

Danach kühlt das Kernkraftwerk den Dampf wieder zu Wasser ab.Dies geschieht in einem separaten Bauwerk, dem Kühlturm. In einigen Anlagen gibt es keine Kühltürme, so dass Wasser aus Teichen, Flüssen oder dem Meer verwendet wird, um den Dampf wieder in Wasser zu verwandeln. Das abgekühlte Wasser wird dann zur Erzeugung von Dampf für die Stromerzeugung wiederverwendet.

Worum geht es bei der Debatte um die Kernkraft?

Einer der Hauptvorteile der Kernenergie, der von ihren Befürwortern angepriesen wird, ist, dass Uran zwar abgebaut wird, aber nicht zu den fossilen Brennstoffen zählt. Fossile Brennstoffe sind solche, die aus Materialien stammen, die einst lebende Organismen waren. Uran ist ein Metall, ähnlich wie Silber, Kupfer und Gold. Im Gegensatz zur Energieerzeugung aus fossilen Brennstoffen erzeugen Kernreaktoren während ihres Betriebs keine Luftverschmutzung und kein Kohlendioxid und tragen somit nicht direkt zum Klimawandel bei.

Man könnte sich also fragen, warum man bei der Kernenergie zögert; die Kernenergie ist eine äußerst leistungsfähige Energiequelle, die nicht zum Klimawandel beiträgt. Es gibt jedoch eine Reihe stichhaltiger Argumente, die von den Gegnern der Kernenergie vorgebracht werden.

Der erste ist, dass die Kernenergie zwar kein direktes Kohlendioxid erzeugt, dass aber der Bau von Kernkraftwerken sowie der Abbau und die Veredelung des Uranerzes viel Energie erfordern. Manchmal wird diese Energie ironischerweise durch fossile Energieträger erzeugt.

Außerdem besteht die Gefahr einer unkontrollierten Kernreaktion, die, wie die Katastrophen in Tschernobyl und Fukushima gezeigt haben, zu einer weitreichenden Verseuchung von Luft und Wasser führen kann. Bei moderneren Kernkraftwerken ist dieses Risiko jedoch dank einer Vielzahl komplexer Sicherheits- und Sicherungsmaßnahmen, die jetzt an diesen Standorten vorhanden sind, deutlich verringert worden. Dazu gehören gut ausgebildete und qualifizierte Reaktorbetreiber, regelmäßige und strenge Prüf- und Wartungstätigkeiten sowie strenge Anforderungen und Kontrollen durch Aufsichtsbehörden wie die Europäische Atomgemeinschaft. Auch die Umgebung von Kernkraftwerken ist abgesperrt und wird von Sicherheitsteams bewacht. Außerdem werden moderne Kernkraftwerke mit Sicherheitsbehältern gebaut, die speziell dafür ausgelegt sind, extremen Wetterereignissen wie Erdbeben und Tsunamis standzuhalten.

Das größte Umweltproblem im Zusammenhang mit der Kernenergie ist die Frage des Atommülls, der bei der Kernenergie anfällt. Diese Materialien können bis zu Tausende von Jahren radioaktiv und natürlich auch gefährlich für die menschliche Gesundheit bleiben.

Radioaktive Abfälle werden als schwach- oder hochradioaktive Abfälle eingestuft. Die Radioaktivität der Abfälle nimmt mit der Zeit in einem Prozess ab, der als radioaktiver Zerfall bezeichnet wird. Der größte Teil der radioaktiven Abfälle, gemessen am Volumen, gehört zur Kategorie der schwachaktiven Abfälle. Sie werden in einer abdichtenden Barriere aus Material wie Ton gelagert, um zu verhindern, dass die Strahlung in die Atmosphäre entweicht. So können die Abfälle vor der Entsorgung sicher abklingen.

Auch Kleidung, Werkzeuge und andere Einwegartikel, die bei der Arbeit in kerntechnischen Anlagen verwendet werden, werden mit winzigen Mengen radioaktiver Stoffe kontaminiert. Diese werden als schwach radioaktive Abfälle eingestuft, unterliegen aber dennoch strengen Vorschriften für ihre Handhabung, Lagerung und Entsorgung, um sicherzustellen, dass sie nicht mit der Außenwelt in Kontakt kommen.

Natürlich gibt es auch hochradioaktive Abfälle, die größtenteils aus dem verbrauchten Kernreaktorbrennstoff, den Uranpellets in den oben erwähnten Stäben, bestehen. Diese Materialien müssen in speziellen Wasserbecken gelagert werden, die den Brennstoff kühlen und vor Strahlung abschirmen. Außerdem wird ein Teil der abgebrannten Brennelemente in speziellen Trockenlagerbehältern gelagert, die mit Luft gekühlt werden.

Und schließlich müssen Kernreaktoren manchmal auch stillgelegt werden, wenn sie nicht mehr in Betrieb sind. Es liegt auf der Hand, dass diese Kernreaktoren hochradioaktiv sind. Die Stilllegung dieser Reaktoren muss daher in einem streng geregelten Verfahren erfolgen, bei dem der Reaktor zusammen mit allen radioaktiv gewordenen Ausrüstungen sicher außer Betrieb genommen und die Radioaktivität des Standorts auf ein Niveau reduziert wird, das eine andere Nutzung des Grundstücks ermöglicht.

Die Zukunft der Kernkraft

Angesichts des weltweit steigenden Energieverbrauchs ist die Zukunft der Kernkraft noch unklar. Aufgrund der wachsenden Besorgnis über den Klimawandel und die Kohlendioxidemissionen, die zu diesem Klimawandel beitragen, gibt es jedoch eine wachsende Bewegung hin zu erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne. Leider wird es Jahrzehnte, wenn nicht länger, dauern, bis erneuerbare Energiequellen wie diese den Markt erobern. Trotz ihrer Gegner wird die Kernenergieerzeugung also zunehmen, um die Kohlendioxidemissionen zu bekämpfen, wenn auch nur vorübergehend. Wir müssen abwarten und sehen.

Mit diesem potenziellen Anstieg der Kernenergieerzeugung ist die Wahrscheinlichkeit verbunden, dass mehr Kernkraftwerke gebaut werden. Diese erfordern explosionssichere Maschinen für den Betrieb in den gefährlichen Atmosphären innerhalb dieser Anlagen. Peli Products stellt eine breite Palette von ATEX-zertifizierten eigensicheren Beleuchtungsgeräten her, die in diesen gefährlichen explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können. Um mehr über die ATEX-Beleuchtungswerkzeuge von Peli zu erfahren, klicken Sie auf die Schaltfläche unten.