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08. Juli 2008, 11:52 Uhr

Neue Reaktoren

Wie Forscher Atomkraft sicher machen wollen

Von Ulrich Jaeger

Mehr Sicherheit für eine umstrittene Technik: Eine neue Reaktorgeneration soll sogar Abstürze großer Verkehrsflugzeuge unbeschadet überstehen. Mit diesen Kraftwerken will die Strombranche die Zukunft der Atomkraft einläuten - doch bislang existieren sie nur auf dem Papier.

Manfred Popp vergleicht die Atomenergie gern mal mit dem Glücksspiel: Die "rechnerische Wahrscheinlichkeit" für einen atomaren GAU liege "in derselben Größenordnung wie die Chance, einen großen Lotto-Jackpot zu knacken", sagt der Physiker und ehemalige Vorstandsvorsitzende des Karlsruher Kernforschungszentrums. "Natürlich hinkt der Vergleich", räumt Popp ein. Und das nicht nur "weil es 10.000-mal mehr Lottospieler" gebe, als alle 453 Reaktoren weltweit an Betriebsjahren gemeinsam aufzuweisen haben. Für die Gesellschaft, weiß Popp, sei schon der Gedanke an einen größeren Atomunfall "letztlich undenkbar".

AKW Biblis: Wie viel Sicherheit zu welchem Preis?
AP

AKW Biblis: Wie viel Sicherheit zu welchem Preis?

Das hat seinen Grund. Knackte ein russischer Reaktor doch am 26. April 1986 den Jackpot des atomaren Grauens. An diesem Tag explodierte ein Atommeiler nahe der ukrainischen Stadt Tschernobyl. Hunderte von Reaktortechnikern, Hilfskräften und Feuerwehrleuten starben, eine atomare Giftwolke zog von der Ukraine bis nach Finnland. Den Gau (größten anzunehmenden Unfall) lasten Experten Schlampereien der Reaktor-Crew an, die einen Test fuhr, ohne den Reaktor abzuschalten. Marode russische Sicherheitsstandards taten das Übrige.

Dass es bereits sieben Jahre zuvor, im März 1979, in einem Reaktor des US-Staates Pennsylvania zur Beinahe-Katastrophe gekommen war, gilt der westlichen Atomgemeinde nicht als Menetekel, sondern eher als Beleg überlegener Technik. Nach einem Ausfall von Wasserpumpen versagte am Reaktor Nummer zwei von Three Miles Island die Kühlung des radioaktiven Kerns. Fünf Tage lang rangen Techniker um die Kontrolle des Reaktors, dann endlich war die drohende Katastrophe abgewendet. Obschon die Hälfte des Uranbrennstoffs schmolz, blieb die radioaktive Lava im Reaktor gefangen.

Im Karlsruher Kernforschungszentrum spricht man trotz aller Zwischenfälle von einem "bemerkenswerten Sicherheitsrekord" der mehr als 350 nach westlichem Design gebauten Reaktoren. Sei doch selbst die Kernschmelze in Three Mile Island ohne schwerwiegende Folgen für Mensch und Umwelt beherrscht worden.

So viel Sicherheit macht süchtig. Selbst für Deutschland sieht daher Atomenergie-Papst Popp die Kerntechnik trotz "übereifriger Gegner" als "Zukunftsoption". Für Europa sowieso: Frankreich, mit 53 Reaktoren Europas Atom-Primus, plant bis 2020 zehn neue Kernkraftwerke. Finnland, Schweden, die Schweiz - neuerdings auch Italien -, sie alle setzen auf Atomkraft.

Europas Reaktorbauer wissen sich mit ihren Meilern der dritten Generation, wie sie derzeit in Frankreich und Finnland entstehen, bestens für das atomare Comeback gerüstet. Durch den "Europäischen Druckwasserreaktor EPR", rühmt etwa Popp die Vorzüge der Meiler, werde, "was immer in der Anlage geschehen mag", ohne "katastrophale Auswirkungen" für die Umgebung bleiben.

Entwickelt wurde der EPR von Siemens und der französischen Framatome. Bei gleicher Leistung im Vergleich zu etwa dem deutschen Biblis-Meiler soll der Reaktor 15 Prozent weniger Uranbrennstoff benötigen und entsprechend weniger atomare Abfallstoffe erzeugen.

Die Sicherheitsauslegung der Euro-Meiler unterscheidet sich von der Biblis-Generation. Beide Reaktortypen erzeugen durch Kernspaltung Wärme, die an das Wasser im Reaktor abgegeben wird. Das auf rund 330 Grad erhitzte, unter hohem Druck stehende Reaktorwasser (Primärkreislauf) gibt seine Energie mittels eines Dampferzeugers an einem zweiten, eigenständigen Wasserkreislauf (Sekundärkreislauf) ab. Der Dampf liefert die Triebkraft für die angeschlossene Turbine.

Keine Gefahr selbst bei Kernschmelze?

Eine Besonderheit der Euro-Reaktoren sind "Core Catcher" genannte Sicherungen gegen eine Kernschmelze. Brennt der Uranbrennstoff durch, weil alle Kühlsysteme versagen, so soll der Kernfänger den mehr als 2000 Grad heißen Atombrei auffangen. Dabei soll eine Rampe die strahlende Lava in ein Becken leiten, wo der Brei sich flächig ausbreiten kann - und so besser mit Wasser zu kühlen ist.

Die EPR-Hersteller versichern, eine Kernschmelze sei durch die Redundanz der Systeme zehn mal weniger wahrscheinlich als in herkömmlichen Druckwasserreaktoren. Zudem seien durch den Kernfänger die Folgen auch im Ernstfall beherrschbar.

Greenpeace-Experten warnen, dass sich das Verhalten des Kernfängers nicht simulieren lässt. Die mehrere Meter dicke Keramikwanne des Core Catchers etwa könne Risse bekommen, durch die hochradiokative Kernschmelze in die Umwelt gelangt.

Eine Schwachstelle bleibt auch den neuen Reaktoren erhalten. Sie sind zwar gegen den Absturz eines Militärjets gesichert, nicht aber gegen den Einschlag großer Passagierflugzeuge. Auch wenn weltweit noch kein Passagierjet in ein Kernkraftwerk stürzte, so bleibt doch das Risiko eines Terroranschlags. Sollte es Selbstmordattentätern gelingen, eine Passagier- oder Frachtmaschine in ihre Gewalt zu bringen und in ein Atomkraftwerk zu lenken, droht trotz redundanter Reaktortechnik der Gau.

Flugzeugabsturz auf Atomkraftwerk kein Problem mehr

Geht es nach dem exklusiven Atomclub, der sich unter Federführung des US-Energieministeriums 2001 als Generation IV International Forum (GIF) etabliert hat, könnten von spätestens 2030 an auch solche Horrorszenarien beherrschbar sein. Der GIF gehören 27 Nationen an, darunter neben den westlichen Industrienationen auch China und Russland. Ziel des multinationalen Atomforums ist es, einen Reaktor der vierten Generation aus der Taufe zu heben.

Als aussichtsreichste Kandidaten der möglichen nächsten Reaktor-Generation gelten derzeit Hochtemperatur- und schnelle Brutreaktoren. Beide Typen würden statt mit derzeit rund 330 Grad Betriebstemperatur mit 510 oder 1000 Grad betrieben werden. Höhere Temperaturen erlauben nicht nur eine bessere Umwandlung der Kern- in Wärme- und elektrische Energie. Hochtemperatur-Reaktoren könnten bei Temperaturen zwischen 700 und 900 Grad neben Strom sogar Wasserstoff aus Wasser abspalten. Damit könnten die Reaktoren den Treibstoff für wasserstoffgetriebene Fahrzeuge liefern.

Schützender Graphitmantel

Schnelle Brutreaktoren haben den Vorteil, dass sie kein angereichertes Uran benötigen. Sie erbrüten ihren Brennstoff aus Natururan selbst und könnten so die weltweiten Uranvorräte auf mehrere Tausend Jahre strecken. Allerdings: Wasser taugt nicht, um schnelle Brüter zu kühlen. Dafür braucht man Natrium.

Das aber hat eigene Schrecken: Kommt Natrium mit Luft oder Wasser in Berührung, drohen Brände oder, bei Wasserkontakt, Explosionen. So endeten bislang alle Versuche, schnelle Brüter zu betreiben, im Fiasko. Das deutsche Schnellbrüterprojekt von Kalkar etwa wurde nach 18 Baujahren und Kosten von acht Milliarden Mark aufgegeben.

Hochtemperatur-Reaktoren nutzen für ihr atomares Feuer Tausende kugelförmiger Brennelemente, die während des Betriebs zugeführt werden. Für Kühlung sorgt das Edelgas Helium, das sich auf bis zu tausend Grad erhitzt. Das für die Umwelt unbedenkliche Gas kann unmittelbar auf eine Turbine gelenkt werden und diese antreiben.

Auch verfügen Hochtemperatur-Meiler über einen Schutz vor der Kernschmelze, die sie selbst für Terroristen uninteressant macht. Sowohl die Brennstoffkugeln als auch das Innere des Reaktors sind mit Graphit ummantelt. Und der schützt die Meiler vor dem Durchbrennen: Selbst bei Ausfall der Reaktorkühlung kann der Reaktorkern nicht schmelzen.

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Korrektur: In dem Text hieß es ursprünglich, dass Biblis-Reaktoren nur über einen Primärkreislauf verfügen. Dies ist jedoch falsch, es sind vier.

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