Dampf im Kessel: Druck- und Siedewasserreaktoren

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Kommentare

Ein Kohlekraftwerk und eine Wiese. Welten, die aufeinander prallen.

Nachtrag: Dieser Artikel wurde am 17. März aktualisiert. Es finden ein paar nachgefragte Informationen Erwähnung, es wurden Aktualisierungen an die Situation eingebaut.
Kinder, da ist ganz schön was los in Japan. Aus aktuellem Anlass, aber auch weil wir es prinzipell ganz Interessant finden, ein paar Informationen zu Druck- und Siedewasserreaktoren und deren Kühlsystem. Zu unserem Hintergrund: wir haben im Zuge unseres Physikstudiums Reaktortechnik als Nebenfach gewählt.

Atomkraftwerk. Das ist das graue Dingen hinten auf der Kuhwiese, wo die dreiäugigen Fische produziert werden und günstige Energie rauskommt. Und je nach dem, wen man fragt, sind die Dinger super oder super bescheuert. So wie Karneval oder Oliven.
Nach dem Erdbeben in Japan haben die Kraftwerksanlagen von Fukushima arge Probleme mit der Kühlung bekommen und man spricht mit schnell ändernden Wissensgehalt in Bezug auf Fukushima I von eingetretener Kernschmelze und Super-GAU, dem Super-»größten anzunehmenden Unfall«. Das Super deutet an, dass es bei dem Unfall unkontrollierbar wird und die Umgebung in Mitleidenschaft gezogen wird. In der Debatte darum, was da eigentlich passiert, ist ziemlich viel Kuddelmuddel mit technischen Details involviert. Kurze Erklärungen gibt es zwar mittlerweile, wer aber mehr Hintergrundwissen haben möchte, muss sich direkt an Fachliteratur etc. wenden.

Es folgt ein Versuch, diesen Misstand auszugleichen.

Kettenreaktion im Kernkraftwerk

Fangen wir ganz vorne an. Die Energie in einem Kernkraftwerk kommt aus der radioaktiven Umwandlung des verwendeten Brennstoffs. Radioaktiv bedeutet, dass da was strahlt — auch wenn es nicht grün-leuchtend ist. Die Strahlung trägt Energie huckepack, die sie wieder ablädt, wenn sie auf etwas trifft1. Im Allgemeinen wird es dann warm, so wie die Bremsen am Auto heiß werden, wenn ihr mal wieder für ein kleines süßes Kätzchen bremst.

Reaktorkern eines Kraftwerks. Von Vattenfall auf flickr.

Im Kernkraftwerk nutzt man bei radioaktiven Zerfällen den Turbo-Modus und schafft Rahmenbedingungen, sodass eine Kettenreaktion entsteht. Die läuft so ab: Atomkern A zerfällt in zwei kleinere Kerne sowie ein paar Neutronen. Die Neutronen gehen auf die Reise und finden irgendwann einen weiteren Atomkern A, den sie wiederum zum Spalten anregen. Die dabei freiwerdende Energie heizt das Kühlmittel auf, das dann (eventuell über Zwischenschritte) eine Turbine antreibt und elektrische Energie erzeugt.

Jetzt ist es aber so, dass die Neutronen, die Kern A bei der Spaltung abgibt, nicht dafür geeignet sind, einen weiteren Kern zu spalten. Sie sind zu schnell und rauschen einfach an potentiellen Spaltkernen vorbei. Wusch! Wie ein übereifriger Redner in einer Talkshow muss ein Moderator eingreifen, damit die Show weiterlaufen kann. Im Kernkraftwerk sorgt ein Moderator dafür, dass die Neutronen so langsam werden, dass sie einen weiteren Kern spalten können.

Kurze Zusammenfassung: Damit die Kettenreaktion läuft brauchen wir einen Moderator, damit wir die Energie nutzen können (und es nicht zu heiß wird) brauchen wir einen Kühlkreislauf.

Prinzip bei Druck- und Siedewasserreaktoren

Wie ein Kernkraftwerk im Detail realisiert wird, hängt erstmal vom verwendeten Konzept ab. Häufig verbreitet sind Druck- und Siedewasserreaktoren (DWR bzw. SWR)2, die auch die Funktionsweise aller in Deutschland und Japan betriebenen Kraftwerke darstellen. Die kritischen Reaktoren in Fukushima sind übrigens Siedewasserreaktoren.

Schema eine SWRs. Aus der Wikipedia.

Sowohl SWR, wie auch DWR, benutzen Wasser für den Kühlkreislauf, das dabei verdampft und eine Turbine antreibt. Beim SWR kommt nur ein interner Kühlkreislauf zu tragen, bei dem das Wasser an den Brennelementen vorbeigepumpt wird und direkt dort verdampft — siehe Abbildung rechts. Der Wasserdampf wird zu einer Turbine geleitet, und anschließend mit einem externen Kühlkreislauf zum Kondensieren gebracht. Beim DWR ist ein Kreislauf zwischengeschaltet, so dass das Wasser aus dem Reaktor wegen höherem Druck nicht verdampft und somit keine Turbine antreibt. Erst der zweite Kreislauf wird zum Verdampfen gebracht und erzeugt die Energie.

Schema eines DWRs. Hier bereits erkennbar: Der zusätzliche Wasserkreislauf. Bild aus der Wikipedia.

Das Wasser hat neben der erfrischenden und kühlenden Wirkung auf den Kern auch noch eine andere nette Eigenschaft: es kann Neutronen gut abbremsen und stellt somit gleichzeitig den Moderator des Reaktors dar. Wie intensiv das Wasser moderieren soll wird zum einen über den Aufbau bestimmt (Abstand der Brennstäbe zueinander) und zum anderen über Zusätze wie Borsäure. Bor ist ein Neutronengift und nimmt sehr gerne Neutronen aus der Umgebung auf *schlürp*. Man kann es sich wie die Katzenhaarrolle für die Kleidung vorstellen: die Haare bleiben dran kleben und man fühlt sich wieder gut.

Und jetzt kommt das Superfeature, das Steve Jobs erst im siebten Update einführen würde: Wird der Reaktor im Regelbetrieb zu heiß, weil wasauchimmer, entstehen mehr Bläschen mit Wasserdampf, die natürlich eine geringere Dichte als flüssiges Wasser haben. Geringere Dichte bedeutet aber auch weniger Moleküle, die die Neutronen moderieren können und somit zuviele schnelle Neutronen. Die Folge ist, dass die Kettenreaktion nicht mehr so gut läuft, die Reaktivität sinkt und der Brennstroff abkült.

Wieder in Kürze: Druck- und Siedewasserreaktoren laufen mit Wasser. Das kühlt und moderiert gleichzeitig und vor allem reguliert (in Maßen) automatisch die Intensität der Kernreaktionen. Voll supi. Eigentlich.

Notfalleinrichtungen bei Störungen

Aber natürlich ist nicht alles immer easy-peasy, ein Kraftwerk muss auch das ein oder andere Ereignis überstehen, ohne Gefahren für die Umwelt darzustellen. Dass sich die Intensität der Kernreaktionen in gewissem Maße selber regelt ist dabei schonmal ein guter Anfang. Hilft aber im Zweifelsfall nichts, denn es ist genug Brennmaterial vorhanden, um auch mit wenig Moderator noch genug rumzustänkern.

Stabfahrvorrichtung des Baseler Forschungsreaktors. Bild von flickr.

Kommt es zu einer Notabschaltung, werden auf verschiedene Weisen massiv Neutronengifte in den Reaktorkern gebracht. Borsäure wird dem Kühlwasser in großen Mengen beigefügt und Regelstäbe werden in den Kern eingebracht. Hä? Regelstäbe? Regelstäbe bestehen aus Neutronengiften wie Bor oder Cadmium und befinden sich in Führungen zwischen den Brennstäben und normalerweise außerhalb des Reaktorkerns oder sind zur Regelung der Reaktivität nur teilweise eingefahren.
Bei Druckwasserreaktoren werden sie üblichweise oberhalb des Kerns mit elektronischen Klammern gehalten, die beim Ausfallen des Stroms die Regelstäbe sofort herunterfallen lassen. Bei Siedewasserreaktor klappt das Konstruktionsbedingt nicht so gut (der Dampf, der nach oben weggeht), so dass die Stäbe hier von unten elektrisch eingefahren werden.

Ist der Reaktor abgeschaltet heißt das aber erstmal nur, dass die Kettenreaktion unterbrochen wurde. Da die Zerfallsprodukte in den Brennstäben aber auch ohne Kettenreaktion noch radioaktive Strahlung und somit Wärme absondern, kann man nicht einfach ein Täßchen Kaffee trinken gehen. Die Kühlung muss weiter sichergestellt werden, sonst wirds dem Reaktor was warm.
Weil das Wasser mit Pumpen in den Kern befördert wird, braucht man dafür Strom. Für die Primärkreis-Pumpen pro Stück alleine etwa 7 MW3! Sollte der ausfallen, weil (wie jetzt gerade in Japan) nicht nur das eigene Kernkraftwerk sondern auch alle Kraftwerke in der Umgebung abgeschaltet wurden, muss der Strom woanders herkommen.
Die erste Stufe sind Notstromaggregate. So wie ein Krankenhaus sich im Zweifelsfall auch selber mit dem Nötigsten an Strom versorgen kann, sollen die Geräte den Kühlkreislauf sicherstellen. In Fukushima sind diese erst korrekterweise angesprungen, mit Eintreffen des Tsunamis aber abgesoffen4.
Dann tritt Stufe zwei der Notstromversorgung in Kraft: Batterien. Aber wie euer iPhone auch irgendwann wieder an die Steckdose will, so wollen auch die Batterien der Pumpen irgendwann nicht mehr. Und dann wirds heikel.

Zusammengefasst: Reaktoren haben durchaus ausgeklügelte Notfalleinrichtungen, insbesondere für die Schnellabschaltung. Auf lange Sicht wird aber Strom benötigt.

Aussetzen des Kühlkreislaufs und die Kernschmelze

Setzt der Kühlkreislauf aus, wirds warm. Soweit recht einfach.
Die Kettenreaktion ist gestoppt, es kommt also nicht knüppel-dicke mit der Wärme. Trotzdem sind in den ersten Tagen noch bis zu 5% der Norm-Leistung vorhanden5 und die Temperatur steigt kontinuierlich und bringt immer mehr Wasser zum Verdampfen. Dadurch steigt der Druck im Reaktorkern, der kontrolliert abgelassen werden kann, um ein Platzen zu vermeiden. Das Problem dabei: da steht keiner und dreht an einem Rädchen, das geht über elektrisch gesteuerte Ventile. Und die brauchen ebenso Strom. Aber nehmen wir mal an, wir haben noch ein bisschen Rest in der Leitung und können nachregulieren. Um ein Austreten in die Umwelt zu vermeiden, ist der Reaktorkern und beim DWR der erste Kühlkreislauf in einem überdruckresistenten Sicherheitsgebäude eingeschlossen (das sog. Containment, siehe die Abbildung des DWR weiter oben). Aber auch so ein Sicherheitsgebäude hat seine Grenzen, so dass auch hier irgendwann kontrolliert abgelassen werden muss.

Wird hoffentlich nicht benötigt werden: Ein Sicherheitsraum. Bild von holycalamity auf flickr.

Das ist schon ziemlich blöd, aber die Stoffe, die dort in die Umwelt kommen, sind nur relativ kurz radioaktiv schädlich (maßgeblich Stickstoff-16). Viel schlimmer ist der Kram, der noch im Reaktor ist. Und der hört mit seiner Nachzerfallswärme ja nicht auf, nur weil wir Druck ablassen.
Durch das verdampfende Wasser sinkt der Wasserstand, der zum Teil mit Ausgleichsbehältern wiederhergestellt werden kann. Mehrere redundante Systeme sollen dafür sorgen. Aber auch die sind irgendwann leer. Und benötigen ebenfalls Strom.

Kann man also innerhalb der ersten Stunden nach Kühlungsausfall diese nicht wieder in Gang setzen, ist es möglich, dass der Brennstoff so heiß wird, dass erst die Tragestrukturen aus Zirkaloy und schließlich auch der Brennstoff selber schmelzen6: die Kernschmelze. Spätestens jetzt darf man laut »FUCK!« rufen.
Sie ist nämlich aus zwei Gründen gefährlich: Erstens kann sie sich regelrecht durch Druckbehälter und Sicherheitsgebäude fressen und schließlich Boden und Grundwasser kontaminieren. Nicht gut.
Noch weniger gut ist zweitens: hat man es vor der Kernschmelze nicht geschafft, den Druck im Druckbehälter ausreichend zu senken, kann es durch die Abschwächung der Konstruktion zu einer Explosion kommen. Häufig entsteht vom Restkühlwasser Wasserstoff, dass durch eine Knallgasexplosion dem ganzen noch ein gutes Stück mehr Wumms gibt. Spätestens hier ist man beim Super-GAU angelangt: Radioaktives Material wird bei der gewaltigen Explosion in die Umwelt und insbesondere hoch in die Atmosphäre abgegeben. Man hat also nicht nur die nähere Umgebung verseucht sondern mit ein bisschen Pech beim Wind ganze Gegenden.

Das gilt es natürlich möglichst zu vermeiden. Glücklicherweise muss es selbst bei einer Kernschmelze nicht dazu kommen. Der Druckbehälter ist ziemlich stabil und ist selbst beim Unglück in Tschernobyl nicht vollständig geschmolzen. Schafft man also irgendwie eine äußere Kühlung her7, kann es ausreichen, die Schmelze im Behälter zu halten.
Leider (oder zum Glück!) sind Erfahungswerte auf dem Gebiet spärlich und Vorhersagen in solch extremen Bereichen schwierig. Daher kann man nicht darauf bauen, dass die Schmelze nicht austritt.

Dummerweise sind gerade ältere Kernkraftwerke nicht unbedingt super auf ein ‘Durchbrennen’ der Kernschmelze vorbereitet. Bei neueren Konzepten wie der Weiterentwicklung des Druckwasserreaktors, dem Europäischen Druckwasserreaktor (EPR), gibt es eine Auffangwanne, die eine eventuelle Kernschmelze zurückhalten soll. Daneben gibt es dann noch weitere, verfeinerte Sicherheitskonzepte, die ein Austreten von radioaktiven Stoffen vermeiden sollen.

Helfen tut einem das bei der aktuellen Situation in Japan natürlich nichts. Dort kam es nach dem Ausfall der Kühlsysteme zu drei Wasserstoffexplosionen, die die Reaktorgebäude beschädigt haben. Aber trotzdem mittlerweile vier Tage vergangen sind, ist eine genaue Beurteilung der Lage immer noch schwierig.
Mehr dazu z.B. bei Jörgs Linksammlung oder natürlich bei uns (auch die Kommentare lesen!).

  1. Daher ist es auch so schädlich für uns: Ein Strahlungsquant trägt genug Energie, um die DNA in unseren Zellen zu verändern so dass unser Körper durcheinander kommt und irgendwann die weiße Fahne hißt. []
  2. Alternativ gibt es den letztens schon erwähnten Brutreaktor, den in Hamm-Uentrop gebauten aber nie benutzten Hochtemeraturreaktor oder ein RBMK-Reaktor, wie er häufig in Russland gebaut wurde. []
  3. Es gibt aber auch noch Notfallkreisläufe für die Nachzerfallswärme, die mit weniger auskommen. []
  4. Vermutlich, im Ergebnis waren sie jedenfalls aus. Und zufällig stand gerade ein Tsunami vor der Tür. []
  5. Konkrete Abschätzungen zur Nachzerfallswärme haben wir in einem extra Artikel behandelt. []
  6. Zirkaloy hat einen Schmelzpunkt etwa bei 2000°C, Uronoxid (UO2) bei 2870°C []
  7. in Fukushima benutzt man hierzu Meerwasser von außen []
Kurzlink
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123 Antworten auf Dampf im Kessel: Druck- und Siedewasserreaktoren

  1. Andi sagt:
    #1

    Hier fehlt eigentlich noch ein Abschnitt/Artikel zur Katastrophe von Tschernobyl. Aber das würde den Rahmen sprengen. Außerdem bin ich mir da gar nicht mehr so sicher, wem ich glauben soll, nachdem ich bei Nicolas Semaks Elementarfragen Sebastian Pflugbeil zum Thema gehört habe…

  2. Andi sagt:
    #2

    André hat im nächsten Posting etwas über Tschernobyl angerissen: http://www.physikblog.eu/2011/03/12/die-probleme-beim-kernkraftwerk-fukushima-i/

  3. Caboose sagt:
    #3

    Hi,

    wieso kann man nicht den entstehenden Dampf dazu nutzen, um die Turbine weiter anzutreiben und somit weiterhin Strom zu produzieren? Wenn die Kerne noch nach Abschaltung 5 – 10% Leistung bringen, kann man diese Energie doch nutzen oder?

  4. Andi sagt:
    #4

    @Caboose: Ich würde einmal stark vermuten, dass der Dampf nicht an der richtigen Stelle entsteht. Und dann ist das mit der Turbine nicht so leicht: (Sehr) gut möglich, dass 5-10% tatsächlich nicht reichen, dass die anläuft. Das ist ein kompliziertes, schweres Bauteil, was auf den Betrieb unter Hochlast ausgelegt ist. Darüber hinaus befindet sich das Kraftwerk gerade im Abriegelungszustand. Damit die Turbine laufen kann, müssen viele Sekundärteile ebenfalls funktionstüchtig sein (die Turbine ist ja nicht einfach auf den Reaktordruckbehälter draufgeschraubt…) – und die sollten gerade nicht mehr funktionieren.
    Es spricht also sehr viel dagegen – und ich habe sicherlich noch nicht mal an alle Punkte gedacht ;).

  5. Caboose sagt:
    #5

    Aber theoretisch wäre es doch sicherlich mögliche eine Art Notturbine einzurichten (bei künftigen Kraftwerken), die kleiner ist nur nicht so viele Sekundärteile benötigt.

    Ich denke halt nur: Im Grunde ist ja durch den hohen Druck, genug Energie vorhanden. Man müssste sie halt nur noch in Strom umwandeln können.
    Ich denke jetzt auch eher an künftige AKW´s.

  6. Andi sagt:
    #6

    Bei künftigen, oder zumindest neueren AKWs gibt es andere Einrichtungen, die verhindern sollten, dass es überhaupt soweit kommt. Ich glaube nicht, dass eine Notturbine der richtige Ansatzpunkt ist ;).
    Der Dampf hat ja auch einen von Fall zu Fall und zeitabhängig unterschiedlichen Druck – damit muss man ja auch erstmal umgehen können.

    Aber prinzipiell ist das natürlich eine Idee!

  7. Martin sagt:
    #7

    Wie viel Leistung wird denn benötigt, wenn das Batterien 8 Stunden lang liefern können?

  8. Olli sagt:
    #8

    cooler Artikel, der das ganz gut zusammenfasst. Nur wenn ich lesen muss, dass an der Stelle XY dann die “Energie erzeugt wird”, da fangen die Fußnägel wieder an, sich aufzurollen… )-:

  9. Andi sagt:
    #9

    @Olli: Da musst du mal ganz kurz den Physikermodus verlassen und dich dem allgemeinen Sprachgebrauch hingeben ;). Wenn mechanische in elektrische Energie umgewandelt wird, spricht man im Volksmund von Energieerzeugung. Ich finde, solche Ungenauigkeiten darf man sich bei einem Artikel, der auf Allgemeinverständlichkeit ausgelegt ist, erlauben :).

  10. Caboose sagt:
    #10

    Sehe ich genauso.

    Im Allgemeinen Sprachgebrauch darf man meines Erachtens manche physikalisch unkorrekte Begriffe verwenden. Darunter fällt für mich auch “Energieerzeugung” oder auch “radioaktive Strahlung”.

  11. André sagt:
    #11

    @Martin: Tut mir leid, da bin ich überfragt. Vielleicht finde ich noch was dazu, dann ergänze ich es hier.

  12. Leser sagt:
    #12

    Hallo

    schöner Artikel.
    Nur das ich es richtig verstehe wenn ich den gesamten Moderator durch Borsäure ersetzen würde dann würde keine weiter Reaktion mehr stattfinden? Hypotetisch: wenn man viele Tanklaster mit Borsäure heranschaft und den ganzen Moderator Wasser gegen Borsäure tauscht, dann wäre eine Kernschmelze nicht möglich?
    Noch ne dumme frage: was passiert denn mit der Borsäure, wenn sie Neutronen einfängt?
    Ok habe gerade gelesen, dass sich Borsäure bei Temperaturen über 160 in ein Bortroxid umwandelt und somit ja auch H frei werden sollte und der Wasserstoff gehalt ansteigen könnte/würde.

    Quelle: http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_h3bo3.htm

  13. André sagt:
    #13

    @Leser: Es gibt keine dummen Fragen! Die Borsäure stoppt die Kettenreaktion, das ist richtig. Reaktionen, die sich darauf beziehen finden dann also nicht mehr statt. Aber neben der Kernspaltung gibt es auch noch andere radioaktive Umwandlungen, z.B. den alpha- und beta-Zerfall.
    Bei diesen Zerfällen entsteht ebenfalls Wärme, die sogenannte Nachzerfallswärme. Und die kann man nicht stoppen. Weil die Zerfälle von sich aus starten und nicht wie die Spaltung ein Neutron als Anstoß brauchen.

  14. Hans Pansen sagt:
    #14

    Hab das mit dem Kühlwasser noch nicht ganz verstanden – umspült das Wasser denn direkt die Brennstäbe? Also wird das Wasser somit radioaktiv verseucht? Welches Wasser wird denn benutzt, um die Turbinen anzutreiben?

    Gruß

  15. pecudis sagt:
    #15

    VIELEN DANK für diesen lesenswerten Artikel!

  16. joker sagt:
    #16

    Hallo,
    ich verstehe nicht, warum man nicht in den paar Stunden, in denen die Batterien die Kühlung versorgen, genügend mobile Notstrom Aggregatsleistung rankarren kann … so viel Leistung kann man doch nicht für den Kühlbetrieb benötigen?
    Gruß aus München

  17. Maurice sagt:
    #17

    Warum kann man nicht einfach neue (mobile) Dieselgeneratoren herbeischaffen, um die Pumpen für den Kühlkreislauf wieder zu reaktivieren? Wenn selbst Batterien das schaffen…

  18. Maurice sagt:
    #18

    @joker: Zwei Dumme, ein Gedanke :)

  19. Konstantin sagt:
    #19

    @Hans Pansen: Du hast das richtig verstanden, beim Siedewasserreaktor (SWR) (der in Fukushima gerade havariert) läuft das Kühlwasser direkt durch den Reaktor, wird verdampft (daher der Name) und strömt dann als Dampf durch die Turbinen die die Generatoren antreiben.
    Daher gehört der Turbinenraum beim SWR auch zum Kontrollbereich in dem bei Betrieb nur eingeschränkt gearbeitet werden kann.

    Der wesentliche Unterschied zum Druckwasserreaktor (DWR) ist der, dass ein Primärwasserkreislauf die Wärme vom Reaktor abnimmt und diese Wärme über einen Wärmetauscher an einen zweiten Wasserkreislauf (den Sekundärkreislauf) überträgt. Das Reaktorwasser verlässt beim DWR daher den Sicherheitsbehälter (Containment) nicht. Das Wasser im Primärkreislauf steht unter einem Druck der ca. 160 mal höher ist als der Atmosphärendruck (daher der Name), dadurch wird das Verdampfen verhindert.
    Erst im Sekundärkreislauf wird beim DWR das Wasser verdampft und treibt die Turbinen an.

    Da beim SWR das Reaktorwasser direkt durch die Turbinen läuft ist (unter Normalbedingungen) eine Vergiftung (also das Aufsammeln möglichst aller freien Neutronen zum Stoppen der Kettenreaktion) mit Bohr nicht vorgesehen da die Turbinen durch das Bohr beschädigt würden – gewöhnlich will man nach dem Abschalten das Ding ja noch ein bischen benutzen…
    Wie André richtig schreibt geht es in Fukushima ja derzeit aber nicht mehr um das Abstellen der Kettenreaktion sondern um das Abführen der Nachzerfallswäre und dazu wäre Wasser schon ganz gut geeignet.

    @all Interessanter wäre die Frage, wieso derzeit offenbar nicht weiter versucht wird den Reaktor selbst (also da wo die Brennstäbe drin sind) zu kühlen sondern derzeit offenbar nur versucht den Sicherheitsbehälter zu kühlen indem man ihn mit Meerwasser flutet.
    Ist das derzeit nur eine falsche Darstellung durch die Medien oder fürchtet man eine Wasserstoffbildung (und Explosion) wenn neues Wasser in den Reaktor gelangt? Irgendwie muss das Ding doch gekühlt werden. Würde der Kern die Reaktorhülle durchschmelzen wäre die Reaktion doch deutlich heftiger.

    ####

    Den Artikel finde ich auch ganz großartig. Vielen Dank dafür! Trotzdem kann ich @Caboose nur eingeschränkt zustimmen – im allgemeinen Sprachgebrauch kann man sehr wohl davon sprechen Energie zu erzeugen. In einem Physikblog finde ich das dann aber doch ein bischen fragwürdig. Wenn ein Schüler sich nun die Seite vornimmt um sich über die Katastrophe zu informieren und davon im Physikunterricht berichtet bekommt er doch bestimmt von der Lehrerin zu hören, dass er da was falsches berichtet hat und der Lehrer wird die Quelle anzweifeln. Es tut doch nicht weh davon zu sprechen, dass die Wärme in elektrische Energie oder meinetwegen elektrischen Strom umgewandelt wird. Weniger verständlich ist das dadurch doch auch nicht – höchstens richtiger.
    Lustig fand ich auch die Formulierung zu den Steuerstäben die beim Ausfall der Elektrik automatisch eingefahren würden: “Im Zweifelsfall verlässt man sich also auf die Naturgesetze.” Ja womit beschäftigen wir uns in der Physik denn sonst immer?!

    Trotzdem – vielen Dank für die vielen, gut aufbereiteten Informationen. Ich weiß dass so ein Blog viel Mühe bereitet – und ich weiß, dass es sich trotzdem lohnt!

    LG
    Ki

  20. joker sagt:
    #20

    *lol* @ maurice ….
    ich muss eigentlich nur die eh schon vorhandenen Batterien laden … und das kann ich zur not mit 100 PKW’s, deren Starterbatterien und deren Lichtmaschinen – ist alles Gleichspannung – da muss ich noch nicht mal die Sinuswelle synchronisieren …ich brauche halt noch ein paar km Kupferleitung und einen schlauen Elektriker – aber auch das sollte machbar sein? – wenn die ersten 10 PKW’s dranhängen, hab ich schon wieder Zeit gewonnen. Ich verstehe das nicht?

  21. Konstantin sagt:
    #21

    @joker In Japan kam es erdbebenbedingt zu einem Tsunami… Dadurch ist so einiges komplizierter geworden – unter Anderem vielleicht auch der Transport von Notstromgeneratoren.

  22. joker sagt:
    #22

    ich bleibe dabei: technisch wäre es machbar gewesen. Das Problem ist meines Erachtens, dass die Entscheider hier Notfallpläne wälzen und hoffen daraus etwas zu lesen.Ein weiteres Problem ist, dass die “Entscheider” Hierarchen sind, die nicht pragmatisch denken und agieren können. Jeder hat in so einer Situation die Angst, etwas falsch zu machen und deshalb macht er lieber “Dienst nach Prozessbeschreibung”. Ihr habt alle Vorgesetzte … würdet ihr den Vorgesetzten eurere Vorgesetzten in so einer Situation die richtige Entscheidung zutrauen? Ich nicht.
    Gruß aus München

  23. Martin sagt:
    #23

    Ich hab heute irgendwo gelesen, dass 51 Aggis unterwegs wären, aber es konnte nur ein Mopped angeschlossen werden, fehlende Kabel oder sowas.

    Ich kann mir nicht vorstellen, dass es nur an kaputten Diesels oder fehlenden Kabeln liegen soll. So ein Chinook lasst sich doch auftreiben und dann fliegt man ein paar Geräte ein…

  24. Florian sagt:
    #24

    @ Hans Pansen
    Ja, das Wasser kommt direkt in berührung mit den Brennstäben,
    das ist nichts ungewöhnliches.
    Jep, das Wasser wird Radioaktiv verseucht. Beim Siedewasserreaktor fließt dieses
    Wasser auch durch die Turbinen, was die Haltbarkeit und Wartung dieser erschwert. Beim Druckwasserreaktor wird ein 2. Wasserkreislauf hinzugeschaltet,
    damit die Turbinen nicht verstrahlt werden.

    Gruß

  25. André sagt:
    #25

    Auch hier ein Lob an die Kommentatoren: ich finde gut, dass die Diskussion hier, trotz der ernsten Lage und aufgeheizten Gemüter sachlich bleibt.

    @joker: Ich stimme dir zu, dass es technisch lösbar ist. Aber aus der Ferne und — wie du schon richtig sagst — ohne Verantwortung lässt sich das leicht sagen. Insbesondere denke ich, dass so ein Kernkraftwerk eine etwas kompliziertere Sache ist, das man nicht mal eben “fremdstarten” kann.

    @Konstantin: Danke für das Lob! Insbesondere, wenn du dir die Arbeit dahinter auch vorstellen kannst ;)
    Zu den Begrifflichkeiten: Ich gebe zu, dass man eigentlich die “Energieerzeugung” vermeiden sollte. Aber wie Andi schon schrieb, find ich es nicht sehr schlimm, weil im Endeffekt schwierig nutzbare Energie (Radioaktivität, Wärme) in einfach nutzbare (Strom) umgewandelt wird. Für den Anwender kann man also schon von Erzeugung reden, weil mit Wärme keine elektrischen Geräte betrieben werden können.
    Insgesamt ist der Spagat zwischen Korrektheit, Lesbarkeit und Verständlichkeit immer mit Kompromissen verbunden. Ich nehme es aber auf und versuche, in Zukunft etwas mehr darauf zu achten.

  26. Konstantin sagt:
    #26

    @André #like ; )

  27. joker sagt:
    #27

    Hallo Andre … ich will auch nicht “fremdstarten” … gehen wir mal davon aus, dass das komplexe System mit Notstrom von Batterien funktioniert? Dann gehts nur darum die Batterien geladen zu halten – primär – sekundär verschaffe ich mir damit Zeit, um die Probleme zu lösen. Ich sehe das immer noch machbar. Machbarer als die Katastrophe in Griff zu bekommen, die hier droht.
    Gruß Joker

  28. #28

    Ihr schreibt, dass der Moderator in einem Kernkraftwerk die Neutronen bremsen muss, damit sie weitere Atome zum spalten anregen, da sie sonst zu schnell wären.
    Ich dachte bisher immer, dass der Moderator nur dazu da ist nur ein paar Neutronen tatsächlich andere Kerne spalten zu lassen (die überflüssigen also schluckt), damit das ganze nicht absolut unkontrolliert abläuft.
    Wie funktioniert das ganze denn dann bei einer Atombombe? Genau da soll die Kettenreaktion ja schnell ablaufen wie möglich – so makaber das jetzt auch klingen mag.

    Oh, und danke für diese großartigen Artikel!

  29. Splantor sagt:
    #29

    @ joker : So ein AKW ist aber kein Auto, das man mal eben “überbrücken” kann. Auch werden mit den beschriebenen Batterien keine Kühlwasserpumpen, die mehrere tausend m³/std wasser umwälzen am laufen gehalten.

    Mit diesen Batterien werden lediglich Ventile “gesteuert” , die ja wegen des totalen Stromausfalls in der Region sonst nicht mehr steuerbar wären.

    Da wird halt höchstens mit vorhandenem Dampf “nachgekühlt”, oder eben Druck abgelassen werden können. Und das halt auch nur wenige Std.

  30. Johannes sagt:
    #30

    Danke für den Artikel!

  31. Tobias sagt:
    #31

    Wie immer: anschaulich und unterhaltsam. Danke dafür!

  32. André sagt:
    #32

    @Andreas: Es herrscht allgemein ein Überschuss an Neutronen nach der Spaltung, 2-3 pro Vorgang. Die können aber nicht alle für weitere Kernspaltungen verwendet werden. Zuerst müssen sie langsam gemacht werden, dann müssen sie auch noch einen weiteren Kern treffen, bevor sie zerfallen. Insgesamt kommt man auf ein Verhältnis von etwa ein Neutron pro spaltbaren Kern.
    Bei einer Atombombe benutzt man statt Uran zum Spalten Plutonium, dass wesentlich besser schnelle Neutronen aufnehmen kann. Packt man jetzt genügend Plutonium zusammen, so dass die kritische Masse erreicht ist, kann sich die Kettenreatktion aufschaukeln.
    Sowas kann auch prinzipiell im Kernkraftwerk passieren, dazu müssen aber ein paar Bedingungen eintreten: 1. darf man nicht mit Neutronenabsorbern die Kettenreaktion gestoppt haben. Und die Notabschaltung sollte so funktionieren, dass man nicht aktiv eingreifen muss, sondern sie eintritt, wenn man nichts mehr tun kann (z.B. Strom weg -> Steuerstäbe fallen runter).
    2. Muss die Temperatur hoch genug sein. Mit steigender Temperatur kann Uran auch einfacher schnelle Neutronen zum Spalten benutzen. Das ist z.B. bei Tschernobyl passiert: da ist es bei der Notabschaltung konstruktionsbedingt zu einer Leistungserhöhung gekommen, die die Temperatur steigerte. Und dann hat sich die Kettenreaktion verselbstständigt und es hat Bumm gemacht.

  33. joker sagt:
    #33

    @splantor: ich bin selbst in einem Datacenter verantwortlich für das dort befindliche Notstromaggregat sowie die Batterien, die zur Überbrückung dienen, bis das Aggregat läuft. Das ist im Normalfall so konzipiert, dass die Batterien über n Stunden den gesamten Betrieb aufrecht erhalten können … bis unsere 4 Stck 8-Zylinder caterpillar Motoren anlaufen, welche dann das Datacenter mit einigen Megawatt Strom versorgt. D.h. die Batterien sind in so einem Fall immer für einen Vollbetrieb ausgelegt … und diese lassen sich immer auch Zellenweise laden – ohne große Ladelogik. Ich denke da irrst Du! Wenn es in einem AKW nur für die Ventile reichen würde, dann hätten die was falsch gemacht. Wir leisten uns, dass unsere Batterien etwa 5000 Rechner etwa 1 Stunde am Leben erhalten – jeder Rechner ist dort mit ca. 0,5 kw konzipiert. D.h. wir könnten damit locker ein paar Hochleistungspumpen mit 2 Megawatt am Leben erhalten. Aber genau das ist das Problem … die Beteiligten denken nicht flexibel und tun solche Ideen als “Auto überbrücken” ab.
    Gruß Joker

  34. André sagt:
    #34

    @joker: Hmm, das hört sich schlüssig an.

  35. Bastler sagt:
    #35

    @Joker du hast recht, solange Du im Trockenen bist…

    …jetzt ist hier die ganze Chose aber abgesoffen, dazu noch mit Salzwasser. Du musst also einen Motor finden, der sich jetzt noch starten lässt. Ne Dose Startpilot wär nicht schlecht, und ein neuer TROCKENER Luftfilter, und einen Wasserabscheider für den Treibstoff, ne volle Batterie, neue Kabel…von der Diebstahlsicherung mal abgesehen..
    – McGyver ist Fernsehen, das hier ist leider Realität –
    Wasser und Elektrik verträgt sich nicht. Und Salzwasser schon zweimal nicht…

    Gruß aus der Gegend um Fessenheim

  36. Wald sagt:
    #36

    Die sich exponentiell hoch schaukelnde Kettenreaktion ist im KKW nicht möglich, egal ob Kühlung oder keine Kühlung, der Gehalt an spaltbarem Urans in den Brennstäben ist mit ca. 3-4 Prozent viel zu gering. Die 64-kg-Hiroshima-Bombe bestand aus 100-Prozent-Spalturan U235.

  37. Andi sagt:
    #37

    (Ich bin auch wieder da. Hallo.)
    @joker: Ich denke, prinzipiell hast du recht. Eigentlich muss man nur ein Kabel des Stromkreises finden und eine neue Quelle anschließen. Aber es gibt einfach viele (kleine) Probleme: Das Erdbeben. Der Tsunami. Die Strahlung, die Explosionen. Und die Technik. Ich traue den Menschen in Japan sehr vieles zu. Die sind Fachmänner auf ihrem Gebiet und kennen sich sehr gut aus, was möglich ist. Wir können hier nur spekulieren und versuchen dem ganzen Sinn zu geben. Lasst uns in 5 Jahren, wenn wir die Doku »Fukushima. Der Tag nach dem Beben.« sehen an die Kommentare hier denken :).

    @Konstantin: Danke für deine ausführlichen Erklärungen weiter oben, während wir abwesend waren :).

    @Andreas: Kleine Randnotiz noch zur Atombombe: Da muss das spaltbare Material normalerweise aktiv gegeneinander geschossen werden (normale Sprengladung). Auch noch ein kleiner Unterschied, der dem ganzen Wumm beiwirkt.

  38. André sagt:
    #38

    @Wald: Nach meinem Verständnis kann es eben doch passieren. Im Reaktorkern ist normalerweise sehr viel mehr als die kritische Masse (ein paar Tonnen spaltbares Material), allerdings räumlich verteilt. Kommt es jetzt aber zu einer Temperaturerhöhung, wird der Einfang von schnellen Neutronen begünstigt und es kommt zur unkontrollierten Kettenreaktion.

    Die kritische Masse wird übrigens immer für bestimmte Rahmenbedingungen bestimmt. Z.B. ob die Neutronen am Rand reflektiert werden, ob es Moderator/Absorber gibt, welche Form man hat, welche Temperatur gilt (normalerweise etwa Raumtemperatur), usw.

  39. #39

    Es gibt bei Morgsatlarge noch einen sehr gut geschriebenen Artikel zum Thema, mit vielen interessanten technischen Details:

    https://morgsatlarge.wordpress.com/2011/03/13/why-i-am-not-worried-about-japans-nuclear-reactors/

    Kommentar von André: Die am Ende des Artikels angegebenen Links deuten auf eine starke Ausrichtung in die Pro-AKW-Richtung hin. Bitte beim Lesen beachten.

  40. Heinz sagt:
    #40

    Warum bauen die keine Photovoltaik Anlage aufs Dach die die Akkus im Notfall als Inselloesung laden koennte?
    Wenn die Batterien voll sind kann der uebrige Strom Gruen ins Netz eingespeist werden.

  41. Tilesmann sagt:
    #41

    Ich bin froh das wir so einige kluge Köpfe haben ,weiter so.
    Wir können von hier aus sicher nichts retten ,aber aus den Fehlern lernen.
    Weiter entwickeln und eine sichere Energieumwandlung bauen.

    Hoher Wirkungsgrad wird angestrebt von den Betreibern ( mehr Profit erzielen )
    Die Kosten dieser Katastrophe führen die Kosten- Nutzenberechnung ad absurdum.
    Den Schaden trägt doch wieder mal die Allgemeinheit.
    In Zukunft sollte der Faktoren nachrangige Schadenbeseitigung mal mit eingerechnet werden. Profitgierige Manager und Aktienmogule dürften da nicht mehr dass Sagen haben.

  42. André sagt:
    #42

    @Heinz: An sich wäre das nicht so verkehrt, weil Photovoltaik von der Anlage her nicht so kompliziert ist, wie ein Dieselaggregat. Allerdings hat es zwei entscheidene Nachteile: Die Menge, die man braucht, ist relativ groß — dadurch auch der Platzbedarf, den man absichern muss. Und zweitens (und viel wichtiger): ohne Sonne machste nichts. Gerade ist das Wetter in Japan z.B. bewölkt und auch nachts will man Kühlung haben ;)

    Insgesamt eine Anmerkung zum Thema in den Kommentaren: Sollte sich hier eine Diskussion über das Für und Wider entwickeln, werden wir eingreifen. Das möge bitte an anderer Stelle gemacht werden, wir wollen hier bei den objektiveren technischen Fragen bleiben.

  43. Mark sagt:
    #43

    Eine Frage, wie lange muss gekühlt werden d.h. wieviele Tage, bis das “Zeugs Ruhe gibt” und man es “alleine” lassen kann.
    2. Frage, vielleicht ein bisschen naiv: Das Kernkraftwerk ist ja logischerweise an das Netz angeschlossen, gibt es keine Möglichkeit elektrische Energie quasi umgekehrt dem Kraftwerk zuzuführen?

  44. me sagt:
    #44

    Moin und dankeschön für den informativen Artikel.

    Ich habe mehrfach was von etwa 10 MW thermischer Leistung aus dem Nachzerfall gelesen – wenn das stimmt, ist das eigentlich lächerlich wenig. 10 MW genügen gerade mal, um pro Minute 1800 Liter Wasser von 20°C auf 100°C zu erwärmen oder 230 Liter Wasser von 20°C zu verdampfen. Das ist wirklich nicht viel!
    Die Pumpe eines ganz normalen Feuerwehrfahrzeugs (vom Motor des Fahrzeugs angetrieben) fördert 2000 Liter je Minute. Selbst tragbare (durch vier Personen) benzingetriebene Feuerwehrpumpen kommen in die gleiche Größenordnung.

    Dazu muss man aber improvisieren können, anstatt für jeden Handgriff auf Befehl von oben zu warten. Die Meldung, so sie denn stimmte, daß ein Generator vor Ort gebracht wurde, aber ein Kabel nicht passte, führt genau das deutlich vor Augen.

  45. André sagt:
    #45

    @Mark: 1. Frage: lange. Jahre. Mal als Vergleich: nachdem Brennelemente im Reaktor ausgebrannt sind, müssen sie noch im Reaktor 2-3 Jahre in einem Wasserbecken gehalten und gekühlt werden. Auch danach ist noch Hitze vorhanden (400-500°C, wenn ich mich recht erinnere), so dass die CASTOR-Behälter passive Kühlvorrichtungen haben müssen.
    2. Frage: Richtig, das AKW ist am Netz und bezieht daher auch bei einer Abschaltung den Strom für die Kühlsysteme. Aber Erdbeben und Tsunami haben zum einen das Netz an sich gestört und zum anderen natürlich auch die anderen Kraftwerke. Das wird noch was dauern, bis das Stromnetz wieder stabil ist.

  46. zch sagt:
    #46

    Liegt bei einer Kernschmelze jetzt eine nukleare Kettenreaktion vor, oder nicht?

    Sie stellen es so dar, als ob es zum Zeitpunkt der Kernschmelze nur noch den Alpha- und Beta-Zerfall der Zwischenprodukte und die Nachzerfallswärme gibt.

    faz.net schreibt hingegen in einer Infobox:

    “Kernschmelze

    Wenn bei einem Atomkraftwerk die Kühlung versagt und sämtliche Sicherheitsvorkehrungen ausfallen, erhitzen sich die Brennstäbe im Reaktorkern. Im schlimmsten Fall schmelzen zunächst die Metallhülsen der Brennstäbe, später auch der Uran- oder Plutoniumbrennstoff selbst. Die Kettenreaktion erfolgt dann „unkontrolliert“. Steht der Reaktordruckbehälter noch unter Druck, kann es bei der Reaktion mit Wasserdampf zu einer Explosion kommen. Dadurch können hochradioaktive Spaltprodukte nach außen dringen und sich in der Umgebung ausbreiten.

    Als bekanntestes Ereignis mit einer Kernschmelze gilt der Reaktorunfall im Block 4 des Kraftwerks von Tschernobyl am 26. April 1986. Nach einer Explosion im Reaktorkern wurde eine große Menge radioaktiver Stoffe freigesetzt. Die radioaktive Wolke verbreitete sich damals über weite Teile Europas. (dapd)”

    [http://www.faz.net/s/RubB08CD9E6B08746679EDCF370F87A4512/Doc~E3C4F5BFD45A54BF1B6BE2B0065110B18~ATpl~Ecommon~Scontent.html]

    Also wie jetzt?

  47. Tilesmann sagt:
    #47

    @me
    Das mit dem Feuerwehrauto könnte klappen wenn man einen Fahrer findet der sich in diese gefährliche Nähe begeben würde. Wärst du bereit so etwas zu tuen?

    Können die nicht Löschflugzeuge verwenden ,oder vom Meer aus mit Löschschiffen
    kühlen.

  48. Konstantin sagt:
    #48

    @zch die Kettenreaktion wurde durch die Steuerstäbe unterbrochen. Den gleichen Zweck erfüllt das mittlerweile beigefügte Bohr. Wäre das nicht passiert, wäre die Wärmeentwicklung gewaltig und ich vermute, dass Containment hätte nicht lange standgehalten. (Persönliche Einschätzung)
    Bei dieser Kernschmelze ist eine weiterlaufende Kettenreaktion nach derzeitigem Kenntnisstand ausgeschlossen. Andersherum wäre die Folge einer unkontrollierten (prompt überkritisch) Kettenreaktion vermutlich ebenfalls eine Kernschmelze – wenn das Kühlsystem ausgefallen wäre allemal. Das ist aber eine hypothetische Annahme. Im Moment geht es nur darum die Nachzerfallswärme abzuleiten um den Druck zu minimieren und so das Containment zu schonen. Tschernobyl hatte übrigens gar kein Containment. Eine unkontrollierbare Kettenreaktion war dort (nach menschlichem Ermessen) ja auch ausgeschlossen und Sicherheitsvorkehrungen unnötig.

    @Tilesmann es geht ja darum, den Reaktor mit Wasser zu umspühlen um die Wärme abzutransportieren. Dazu braucht man eine Pumpe und einen Kreislauf.

  49. Tr sagt:
    #49

    eine technische Frage,
    wie kann beim Verdampfen vom Wasser/Moderator die Reaktion weiterlaufen?

    das Prinzip von Verlangsamung der Neutronen wird in Medien schlicht verschwiegen

  50. André sagt:
    #50

    @Tr: Das kam glaub ich schonmal auf, diese Frage, aber ist ja auch recht unübersichtlich mit allen Kommentaren ;)
    Die Antwort: die Kettenreaktion ist vor allem mit dem Neutronengift gestoppt, die Wärme entsteht durch andere Kernumwandlungen, konrekt Alpha-, Beta- und Gamma-Zerfälle.
    Und dass in den Medien der Moderator meistens nicht erwähnt wird liegt daran, dass es schon recht technisch ist. Aber dafür sind wir ja da ;)

  51. me sagt:
    #51

    @Tilesman:
    Das wäre (in meinen Augen) eine Lösung gewesen, während die Pumpen noch auf Batterie liefen, lange bevor der Reaktor außer Kontrolle geriet. Irgendwie schaffen sie es jetzt ja auch, den Druckbehälter von außen zu kühlen, ähnliches hätte auch viel früher von innen möglich sein müssen und hätte die einsetzende Kernschmelze und ihre Folgen von vornherein vermieden.

    Nach und nach kommen Meldungen, daß immer mehr Reaktoren und Kraftwerke zu überhitzen drohen. Warum stehen da noch keine Generatoren bereit? So groß können die erforderlichen Leistungen nicht sein, siehe die Berechnungen des erforderlichen Durchflusses. Ein kleiner Generator-Anhänger wie von Baustellen bekannt dürfte da allemal genügen, sowas bekommen Hubschrauber locker transportiert.

  52. Uwe sagt:
    #52

    Ich stelle mir zur Zeit folgende Frage zu Fukushima I -1:
    Wie konnte der Wasserstoff, der durch die Reaktion von Zirkonium mit Wasser entstand, das eigentliche Containment verlassen und in diesem riesigen Umfang in das Reaktorgebäude eintreten – un somit eine Knallgasexplosion in diesem Ausmaß möglich war?
    Dass derzeit hin und wieder Dampf (und H2) aus dem Reaktor abgelassen werden muss, um den Druck zu halten ist klar, aber das geschieht doch sicher über Filter direkt nach außen.

    Grüße Uwe

  53. tc sagt:
    #53

    @zch:
    Mhhm es gibt ZWEI Szenarien für eine kernschmelze:
    1) die Schlimme (wie in Tschernobyl) Keine “bremsstäbe” sind mehr im Reaktor( die hatten sie nämlich rausgezogen um was zu testen) und die Kettenreaktion wird unkontollierbar
    Dann macht es eben einfach “BUMM”

    2)Die (scheinbar) weniger schlimme
    Die Spaltprodukte zerfallen radioaktiv. Da die durch die Spaltung entstehenden Abprodukte SEHR kurzlebig sind zwfallen sie also schnell und erzeugen damit auch eine Menge Wärme.
    Soviel, dass es es mal ernstgemeinte Endlagerprojekte gab, in denne man ausgebrannte Uranstäbe direkt in tiegfe bohrlöcher versenken wollte.
    Diese Stäbe hätten sich dann nur durch ihre Eigenwärme (ca. 1500°C !) “von selber in die Erde gebrannt ….
    Dabei treten hier KEINE Kernspaltungen mehr auf !

    Zum Thema Pumpen:
    Nach den Berichten werden die Pumpen tatsächlich mit Dampf betrieben.
    Aber wie für alles in diesem “neumodischen Kram” braucht es zur Steuerung Strom. Ich denke mal das die Betreiber nicht mit so einem umfassenden ausfall des gesammten Netzes gerechnet haben, wie er hier eingetreten ist.

  54. André sagt:
    #54

    @Uwe: Doch, es wird in das Containment abgelassen, weil der Dampf kontaminiert ist und man ein Austreten in die Umwelt vermeiden will. Zu dem Zeitpunkt hat man ja noch damit gerechnet, die Stromversorgung rechtzeitig in Gang zu setzen.

  55. Tilesmann sagt:
    #56

    Was mir noch nicht ganz klar ist : Wasser zur Kühlung eines Reaktor der Temperaturen über 400°C hat. Führt das nicht zu enormen Mengen Dampf.
    Wenn wir bei der Feuerwehr mit Wasser löschen dann entsteht Unmengen an Wasserdampf
    ( Qualm,Rauch ) Bei dem Reaktor in Fukushima sieht man fast keinen Dampf oder Rauch. Ist das was anderes?

  56. Konstantin sagt:
    #57

    Der Dampf wurde offenbar weder in das Containment noch direkt nach außen abgelassen sondern in das Reaktorgebäude um die radioaktiven Stoffe zunächst dort weitestgehend zerfallen zu lassen und den abgeklungenen Dampf dann hinaus zu lassen.
    Die Spaltprodukte hätten Halbwertszeiten im Sekundenbereich – in sofern erscheint das zunächst sinvoll.
    Leider hat sich im Reaktorgebäude zu viel Wasserstoff gesammelt und sich entzündet. Das war die Knallgasexplosion die wir so eindrucksvoll im Fernsehen beobachten konnten. Das Zirconium ist dafür gar nicht nötig. Knallgas kann sich bei viel Energiezufuhr (Wärme die ist ja genug vorhanden) aus Wasser bilden. Man nennt den Vorgang Dissoziation. Dabei wird Wasser in Wasserstoff (H_2 ? jemand eine Ahnung?) und Sauerstoff aufgetrennt.
    Das ist eines der größten Probleme beim Betrieb eines Kernkraftwerkes.
    Eine so entstandenen Knallgasexplosion war offenbar das was bei Tschernobyl für das Herausschleudern des Brennstoffes und die Entstehung der berüchtigten atomaren Wolke verantwortlich war.

    Noch einmal: Bei Tschernobyl gab es kein Containment – der Reaktor stand direkt im Reaktorgebäude.
    Bei Fukushima ist der Reaktor von einem Sicherheitsbehälter (dem Containment) umschlossen. Das Containment ist derzeit offenbar mit Meerwasser geflutet. Es ist dazu gedacht im Falle einer Kernschmelze den Dreck von der Umwelt zu trennen. Das tut es scheinbar recht gut.

    Frage: Hat jemand schon herausgefunden, ob die direkte Kühlung des Reaktors durch den Primärkreislauf bei irgend einem der havarierten AKW funktioniert? Wenn das bei mehreren Reaktoren nicht möglich ist, obwohl das Containment geflutet werden kann, scheint da doch ein Konstruktionsfehler vorzuliegen – Pumpen sind ja offenbar vorhanden. Woran scheitert es?

    Hier meine Quelle: https://morgsatlarge.wordpress.com/2011/03/13/why-i-am-not-worried-about-japans-nuclear-reactors/

  57. Uwe sagt:
    #58

    Danke für Deine Antwort André,

    vielleicht haben wir uns falsch verstanden, aber nach meinen Informationen (Quelle Wikipedia) umschließt das “Containment” als zweite Schutzhülle den Hochdruckbereich des SWR. Ein Ablassen von Dampf in diese Zone halte ich auch für angemessen.

    Aber das eigentliche Reaktorgebäude, also der “viereckige Kasten” zählt imho nicht zum Containment. Es ist einfach nur ein solides Gebäude. Der obere Teil dieses Gebäudes ist jetzt seiner Verkleidung beraubt, die Stahlkonstruktion steht fast unbeeindruckt.

    In diesen “häuslichen” Bereich ist, und das ist meine Vermutung, Wasserstoff ausgetreten. Reaktor > Containment > “Reaktorhaus” > und “puff” > Knallgasexplosion > Dach weg. Aber mehr erst mal nicht.

    Nur: wie kam das H2 in die normale Umhausung? Diese Frage stelle ich mir und finde einfach keine schnelle Antwort.

    lg Uwe
    ps: bin beruflich vorbelastet …

  58. Uwe sagt:
    #59

    Hallo Konstantin,

    Wir hatten gleichzeitig geschrieben, Danke für Deine Erklärung, habe ich gerade gelesen, ich ziehe meine Frage zurück!

    Uwe

  59. me sagt:
    #60

    @Tilesman:
    Natürlich entsteht dabei Wasserdampf, darum steigt ja der Druck im Containment. Dunst hingegen siehst Du erst, wenn der Wasserdampf abgelassen wird – und wenn Bilder davon gezeigt werden. Welche aktuellen Aufnahmen hast Du gesehen? Ich keine. Es kommen immer nur die Bilder der Knallgasexplosion, das Bild von gesterm mit dem Reaktorgebäude, dem der Hut hochgegangen ist und noch ältere Luftbildaufnahmen.

    Das ist ja gerade das seltsame, daß dort scheinbar immer nur Wasser reingepumpt und hin und wieder Dampf abgelassen wird. Laut der Zusammenfassung auf den Seiten der GRS (Link von Timowa) scheinen hierzu tatsächlich auch Feuerlöschpumpen genutzt zu werden. Aber warum werden sie nicht in den normalen Kühlkreislauf eingebunden, wenns schon nicht mit Notstrom klappt. Die normalen Pumpen für den Kühlkreislauf müssen doch aus Sicherheitsgründen mehrfach vorhanden und für Wartungsarbeiten zwischen Absperrhähnen sitzen, so daß man recht simpel eine davon gegen eine benzingetriebene tauschen könnte. Natürlich ist das Wasser des Primärkreises kontaminiert – aber das ist es auch, wenn normale Wartungsarbeiten anstehen, da muss es Lösungen für geben.
    Ich fürchte eher, daß es für ein Reaktivieren der normalen Kühlung einfach zu spät ist in dem Sinne, daß Lecks bestehen, die eine Kontamination des Meerwassers zur Folge hätten. Und ich hoffe nur, daß man bei den anderen Reaktoren rechtzeitig Lösungen vorhält, die normale Kühlung aufrecht zu erhalten…

  60. Horst Martensen sagt:
    #61

    ich bin zwar nur ein ganz alter bauing aber mir geht´s auf den keks, wenn in nachrichten -auch bei kommentaren von experten- begriffe wie kernschmelze usw.
    nicht gut oder richtig erklärt werden. Andre`s artikel “dampf im kessel” ist super und muß in die in die medien. da wird endlich mal ein bißchen beschrieben was in den dingern abläuft, was kettenreaktion, moderatoren, nachzerfallswärme und dann kernschmelze bedeuten.
    also aufklärung tut not!

  61. Tilesmann sagt:
    #62

    @Uwe
    ich habe auf einer anderen Site gelesen das vor Jahren schon mal Risse an Gebäudeteilen vertuscht worden sind ( die verantwortlichen sind dann zurückgetreten) Das könnte eine Möglichkeit gewesen sein das Wasserstoff in die Umhüllung gelangt ist ,die dann explodierte . Vielleicht waren in der Hülle schon Haarrisse ( immerhin ist das Gebäude schon über 25 jahre in Betrieb) und nun durch ein Beben von über 9 hat es den Belastungen nicht mehr standgehalten.
    Wir wissen auch nicht wieviele Beben schon in der Vergangenheit durch das AKW Fukushima gegangen sind. Der Faktor Pfusch am Bau ist auch noch vorhanden, leider
    siehe Köln wo se einfach den Stahl weggelassen haben und an andere weiterverkauften.
    Auf der anderen Seite wenn denn dann Risse in der Hülle sind ,könnte man dann nicht durch diese Risse Borsäure einbringen und die Reaktion abbremsen.?

  62. Urs sagt:
    #63

    Am besten haben mir die Kommentare gefallen, in denen von den Technikern “Improvisation” gefordert wurde.
    Ich glaube, das haben die Leute in Tschernobyl eben gemacht. Ein wenig improvisiert und dann ist ihnen alles um die Ohren geflogen.
    Ich vermute stark, dass in erster Linie nach Checkliste vorgegangen werden muss. Die Frage ist nur, haben sie wirklich Checklisten für den eingetretenen Fall?

  63. Martin sagt:
    #64

    Eine Information die ich leider im ganzen Netz nicht finden konnte:
    Wie lange wird ein Reaktor, wenn dieser zu Wartungsarbeiten abgeschaltet wird, mit maximaler Leistung gekühlt?
    Imho war es in diesem Fall ja sehr gut, dass die volle Kühlleistung in der ersten Stunde voll und mehrere Stunden danach zumindest (teilweise) über Batterien gewährleistet war.
    Also Konkret gefragt: Nach wie vielen Tagen mit voller Kühlleistung wäre ein Kühlsystem Ausfall insofern verschmerzbar, dass es nicht zur Schmelze kommt?

  64. coldice sagt:
    #65

    “[…] Druck- und Siedewasserreaktoren laufen mit Wasser. Das kühlt und moderiert gleichzeitig und vor allem reguliert (in Maßen) automatisch die Intensität der Kernreaktionen.” – Ist nicht gerade hier die Unterscheidung zwischen SWR und DWR, in Bezug auf den Dampfblasenkoeffizienten wichtig? Soweit ich es bisher verstanden habe, führt eine erhöhte Dampfbildung in einem SWR doch gerade zu einem Anstieg der thermischen Leistung (die Moderation wird bei diesen doch vorwiegend durch andere Stoffe wie Graphit realisiert oder?), auch aufgrund der verringerten Absorption – oder habe ich das falsch verstanden?

  65. Chefin sagt:
    #66

    @Horst
    Prinzipiel hast du ja recht, Aber die meisten Menschen verstehen selbst diese einfachen technischen Vorgänge nicht. Ihnen also nun die “volle” Wahrheit technisch detailiert zu erzählen, führt zu 2 Effekten:

    Sie verstehen es nicht und hören nicht zu, statt dessen suchen sie eine Quelle die ihnen mit einfachen Worten sagt…gefährlich oder nicht. Genau das aber macht inzwischen 90% der Presse, weil nur das Geld bringt. Wieviele der Teilnehmer an dieser Diskussion abonnieren den noch eine Tageszeitung oder gar 2 oder 3? Das muss nun nicht unbedingt eine Papierform sein, auch bezahlte Onlineform wäre denkbar. Ohne diese Abos in toten Zeiten kommt aber das Geld für Schlagzeilen nicht rein. Und Zeitungen sind kein soziales Produkt, das Steuerfinanziert ist, sondern eine reine kapitalorientiertes Unternehmensform. Erwarte also nicht, das sowas an den Geldquellen vorbei die Beiträge schreibt.

    Zweiter Effekt: durch das nicht verstehen kommen noch mehr Ängste auf. Das sieht man doch genau an den hier diskuttierenden Menschen. Sie haben Angst, weil sie nicht verstehen, was da abgeht. Schreibe ich nun noch alles in Fachchinesisch, verstehen es 95% der Menschen gleich garnicht und bekommen noch mehr Angst. Damit ist auch keinem gedient, nichtmal den Zeitungen.

    @all
    Und zum Thema Notstrom: Ab dem Zeitpunkt der Explosion ist jeder Notstrom hinfällig. Es wir keine funktionierende Stromleitung mehr zu den Pumpen geben, vermutlich sind diese ebenfalls beschädigt und die Rohrleitungen auch nur mit viel Glück noch einsatzfähig. Allerdings lese ich das mit Meerwasser gekühlt wird. Da die Reaktoren höher wie das Meer stehen und auch ein solches Unglück die Gesetze der Physik nicht aufheben kann, darf man davon ausgehen, das Pumpen dieses Meerwasser fördern. Es war wohl eher ein zeitliches Problem, das ganze zu koordinieren. Ausfall der Stromversorgung, umschalten auf Generatoren. Tsunamiwarnung, anfordern von Hilfsgeneratoren. Tsunami kommt, die Hilfsgeneratoren müssen weg von der Küste, sofern sie schon unterwegs sind auf der Küstenstrasse. Da muss man erstmal eine Strasse finden, die dann vermutlich mit Autos in Massen verstopft ist. Solche Generatoren stehen nun auch nicht an jeder Strassenecke unbegrenzt zur Verfügung. So zieht eine Sache die andere nach. Fahr mal um ca 16 Uhr nachmittags durch eine Großstadt mitten durch und ermittel deine Durchschnittsgeschwindigkeit. Da bist du im Bereich von 10-15kmh. So ungefähr sieht es bei solchen Katastrophen auf den Strassen dort aus.

    Und nicht zu vergessen, dort arbeiten Menschen. Die Menschen wohnen meist auch nicht allzuweit von Zuhause entfernt. Es ist ihnen nicht zu verübeln, wenn sie mehr Interesse dran haben, wie es ihrer Familie geht, als wie es beim Kraftwerk weiter geht. Da sollte sich jeder mal selbst fragen: wenn er Null Info über Kind und Frau hat, nur weis, das sein Dorf überflutet wurde und die Rettungskräfte unmenschliches leisten um Menschen zu helfen, würdet ihr am Arbeitsplatz bleiben oder versuchen ob ihr Frau und Kinder vieleicht retten könntet?

    Es ist verdammt leicht im warmen Stübchen zu hocken, während draussen der Wind pfeift, der Regen an die Scheibe trommelt, und in einem Forum Ratschläge geben oder Leute verurteilen. Es ist ein ganz andere Sache nicht zu wissen, ob man die nächsten Stunden überlebt, ob nicht die Familien schon tot ist und tagelang nur zu versuchen einen Reaktor der durchgeht in den Griff zu bekommen. Die meisten von euch werden schon depressiv und lethargisch wenn sie nicht mehr auf Facebook zugreifen können, weil der Akku leer ist und man weis, das das Telefonnetz oder Handynetz auf Notstrom wieder funktioniert. Ich weis, das die Japaner da eine Mentalität haben, die unseren Gemeinschaftssinn bei weitem übertriff. Wenn die also das Unglück nicht in den griff bekommen haben, dann liegt das nicht an mangelndem Willen oder Initiative, sondern einfach daran, das eine solche Katastrophe über den Kräften von Menschen hinausgeht. In Deutschland…das kann ich euch versichern…wäre der Kern bereits im Grundwasser versackt. Hier denkt keiner an den Anderen zuerst. Die unterschwelligen Aussagen die man so zwischen den Zeilen lesen kann zeigen mir das jeder hier nur an eventuelle Schäden die ihn treffen denkt und keiner an die vielen Toten in Japan.

    Echt Schade…

    Kommentar von André: Ich lasse diesen Kommentar hier stehen, weil der Anfang eine direkte Antwort auf einen Kommentar hier ist. Aber alle weiteren Kommentare, die sich auf menschliches (Fehl-)Verhalten in so einer Situation und Spekulationen über unsere Leser bezieht, werde ich löschen.
    Wir sehen hier gerne eine Diskussion zu technischen oder physikalischen Vorgängen, alles weitere möge bitte wo anders diskutiert werden.

  66. Rolf sagt:
    #67

    Zitat:
    ‘Die Kettenreaktion ist gestoppt, es kommt also nicht knüppel-dicke mit der Wärme. Trotzdem sind in den ersten Tagen noch 5-10% der Norm-Leistung vorhanden und der Druck steigt kontinuierlich.’

    Kann mal irgendein Wissender die Angabe ‘in den ersten Tagen’ präzisieren?
    Das ist in keinem technischen oder hysterischen Blog zu finden, man wüsste aber
    doch gerne wie lange die jetzt kühlen müssen bis die Kuh wenigstens auf dickerem Eis steht….
    Zumindest wüsste ich gern wie lang ein Kraftwerk nach einer normalen Abschaltung gehühlt werden muss (ohne Notfall), sprich man erklärt am Besten mal den ganzen Begriff ‘Abschalten’….

  67. André sagt:
    #68

    Bevor sich hier eine Diskussion über menschliches Verhalten in Japen oder Deutschland entwickelt, die sehr stark auf persönliche Meinungen münzt: Alle weiteren Kommentare dazu werden gelöscht.
    Sorry, aber wir sehen hier gerne eine Diskussion zu technischen Aspekten. Was menschlich richtig oder falsch gemacht wurde möge bitte an anderer Stelle diskutiert werden.

  68. André sagt:
    #69

    @Rolf: Siehe dazu zunächst meine Antwort weiter oben. Dein Zitat aus dem Text bezog sich auf die Leistung, die kontinuierlich abfällt. Das hängt von vielen Randbedingungen ab, wie hoch die genau ist, nachgekühlt werden muss aber ziemlich lange (wenn auch nicht mehr so stark).

    @coldice: Der Effekt gilt für beide. Im DWR können auch Blasen entstehen, sodass auch hier die Moderation runtergeht. Aber das ist natürlich nicht der Regelfall.

    @Martin: Nach Abschaltung muss der gar nicht mehr mit maximaler Leistung gekühlt werden. Für den Zeitraum, wie lange, siehe meine Antwort zu Rolf.

  69. Tom sagt:
    #70

    Es war auf CNN die Rede davon, dass das Notsystem der Pumpen nicht rein elektrisch funktioniert, sprich die Pumpen an sich mit Dampf betrieben werden und nicht durch Elektromotoren. Daher war auch ja immer die Rede, das System wird aus Batterien gespeist, nachdem die Notstromdiesel ausgefallen sind. Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Notkühlungspumpen über eine so lange Zeit über eine USV betrieben wurden.
    Ich denke die Batterieanlage dient/e dazu, die ganze Steuerungstechnik am Leben zu erhalten, Dampf hatte man ja recht lange zur Verfügung. Hat jemand ein brauchbares Schema der AKW’s von Fukushima?

  70. Caro sagt:
    #71

    Ahh, so ist das also. Ich bin zwar nicht unbedingt ein Physik-DAU, aber das mit den verschiedenen Sicherheitssystem wusste ich nicht so genau. Vielen Dank für den Artikel. Allein schon aufgrund des amüsanten Schreibstils empfehlenswert!

  71. Sarah sagt:
    #72

    Wow super erklärt Jungs,
    bin stolz auf euch :)

  72. stephan sagt:
    #73

    Hallo zusammen,

    ich denke mit den Betterien wird nur die Regelung in Gang gehalten.
    Meines Erachtens nach wird der Kühlkreislauf bei Leichtwasserreaktoren direkt mit einer Dampfturbine angetrieben.
    Also Umwaelzpumpe und Dampfturbien auf einer Welle. Das funktioniert rein mechanisch auch ohne Strom.
    Mein Verdacht ist, daß der Tsunamie eine große Menge Sand und Geröll vor die Ansaugstutzen des Kühlsystems gespült hat. Ob mit oder ohne Strom es geht einfach kein Wasser mehr durch die Rohre des Kühwasserzulaufes. Der Zulauf kann auch nicht so einfach ersetzt werden, da in dem ganzen Reaktorbehälter ja doch mindesten 100bar Überdruck herscht.

    Was auch dafür spricht ist die Tatsache, daß jetzt nach und nach auch die Kühlsysteme der anderen Blöcke versagen. Obwohl die noch Strom haben sollten.

    Erschwerend kommt sicher noch hinzu, daß die Kraftwerke vom Stromnetz geschaltet wurden. (z. Beispiel weil die Oberleitungen im Wasser liegen.) Das heißt die Kraftwerke haben auch nicht die Chance ihre “überflüssige” Energie über die Dampfturbine ins Stromnetz loszuwerden.
    Gerade das schnelle Abschalten vom Netz erzeugt ja den “Energiestau” im Reaktor, auch wenn es “nur noch” die Nachzerfallsswärme ist.

    Das wäre ungefär so, als wenn man beim Auto bei Tempo 100km/h die Kupplung tritt, ohne das Gas wegzunehmen. Der Motor dreht dann hoch bis er zerfliegt, weil es nichts mehr gibt, was ihm die Energie abnimmt.
    Naja und beim “Zerfliegen” ist der Reaktor wohl auch gerade.

    Hoffe das war hier nicht komplett daneben.

  73. Martin sagt:
    #74

    @Andre: Was ist denn aber eine realistische Mindestkühlzeit um eine Schmelze zu verhindern? Nach einer Woche wird die Restzerfallswärme wohl deutlich unter 0,5% der Nennleistung des Reaktors liegen und damit wird deutlich weniger Kühlleistung (ähnlich wie im Abklingbecken) von Nöten sein. Kannst du dazu was sagen?

  74. André sagt:
    #75

    @Martin: Sorry, leider nur die Vermutung, dass wohl erst nach ein paar Wochen die Kühlleistung von stehendem Wasser halbwegs langfristig ausreichen wird. Vielleicht muss man es dann immer noch alle paar Tage mal umwälzen.

  75. Tr sagt:
    #76

    Es ist bezeichnend, dass ich ein Großteil der Information hier gefunden habe.
    Besten Dank! Flattred :)
    Andere Foren/Blogs laufen auf die Atomdebatte hinaus, die ohne einer genauen Analyse fruchtlos ist

  76. chefin sagt:
    #77

    Gerade über einen Bericht gestolpert wo von Treibstoffmangel der Pumpen die rede war. Die sind entweder direkt gekoppelt und werden wohl ihren Betriebsstrom selbst erzeugen. Wie Andre schon schrieb, die Zeit ist stark von äusseren Einflüssen abhängig.
    Im Moment kann die Energie nur als Dampf abgeführt werden, ich glaube nicht das sie Kühlwasser direkt wieder ins Meer zurück zirkulieren lassen. Den es wird zumindest über den zulässigen Grenzwerten kontaminiert sein. An der Einleitungsstelle würde dann eine für die Fauna und Flora bedenkliche oder sogar tödliche Konzentration erreichen.

    Dampf hingegen enthält ein mehrfaches an Wärmeenergie, weniger Masse (damit geringere Kontamination absolut) und man kommt mit deutlich weniger Wassermenge aus die gepumpt werden muss. Das Radioaktivität freigesetzt wird, ist nicht mehr vermeidbar unter den gegebenen Umständen.

    Siede und Durckwasserreaktoren arbeiten erstmal gleich, sprich die Moderatoren sind immer Wasser und Dampf reduziert die Reaktion. Druckwasser bedeutet das die gesamte Anlage derart dicht ist, das Wasser auf 300 oder 400 Grad erhitzt werden kann ohne zu verdampfen. Den genauen Druckwert kann man sich ausrechnen, wenn man die physikalischen Eigenschaften von Wasser ergoogled. Aber ob eine Druckwasseranlage in einem solchen Zustand noch die 100 oder 200 Bar aushält wage ich zu bezweifeln. Damit würde aus dem 2-Kreis Druckwasser ein 1 Kreis Siedewasser werden. Der Turbinenkreis wäre also tot, am Wärmetauscher würde maximal Dampf vorbei strömen, was bei weitem nicht reicht, am Sekundärkreis wiederum genug Dampf für die Turbine zu erzeugen. Ausgehend von der Tatsache, das die Anlage nach einem solchen Störfall nicht mehr dicht ist.

    Bleibt sie trotz Erdbeben dicht, kommt es drauf an, ob man das Wasser noch zirkulieren lassen kann. Zirkuliert es nicht mehr, steigt der Druck solange bis die Rohre platzen. Damit steht man wieder beim Siedewassertyp.

    Die russischen Typen sind nicht mit Wasser sondern Graphit moderiert. Dieser Typ ist nicht so einfach zu moderieren, Graphit bewirkt teilweise auch das Gegenteil in bestimmten Betriebszuständen: das Erhöhen der Leistung. Eine Notabschaltung wie beim Wassertyp durch einfahren der Regelstäbe(praktisch loslassen und sie fallen von alleine) ist hier nicht möglich, wenn er auf Volllast fährt. So sind halt die technischen Gegebenheiten.

    Momentan denke ich das es nicht mehr zu einer Explosion des inneren Behälters kommt. Durch die Nähe zum Meer (keine 100m) dürfte eine Schmelze auch sehr schnell einen Wassereinbruch erzeugen und Meerwasser direkt auf die reaktiven Elemente fluten. Die daraus erfolgende “Explosion” ist eine reine Wasserdampfexpansion(Wasser auf heises Fett giesen), welche bei weitem nicht die Kraft einer Wasserstoffexplosion hat. Die Partikel erreichen unter solchen Bedingungen nicht die höheren Luftschichten. Nur dort können sie sich weltweit ausbreiten. Unterhalb einer bestimmten Höhe bleiben sie regional und führen dort zum Fallout. Regional muss man aber im Kontex des Pazifiks sehen, der auch tiefen Windbewegungen nichts entgegen setzt. Richtung Westen aber ist schon jeder Berg eine Bremse für die feststofflichen Partikel, nur ein Teil wird mitgerissen und über den Berg getragen.

    Sowas kann man gut in den inzwischen teilweise öffentlichen Dokumenten aus der Zeit der Atomtest der USA nachlesen. So pervers das jetzt auch ist, aber die Erkenntnisse dieser Versuche helfen heute Warnungen ziemlich genau zu halten. Über die Opfer aus denen diese Erkenntnisse gewonnen wurden, denkt man besser nicht nach.

  77. André sagt:
    #78

    Irgendwie hat die plötzliche Kommentarwelle unseren Spamfilter dazu gebracht, ein wenig willkürlich zu werden. Er konnte durch eine Notabschaltung deaktiviert werden, ein Anderer hilft hoffentlich besser.

    @Tr: Vielen Dank! Und super, dass unsere Informationen helfen konnten.

    @chefin: Sorry, konnte deinen Kommentar nur überfliegen (mangelnde Zeit). Kurz zum Druckwasserreaktor: das Wasser im ersten Kreislauf wird mit einem Druck von 150-160 bar betrieben, beim Siedewasserreaktor ist es etwa die Hälfte. Temperaturen liegen jeweils etwa 180°C vor und 280°C nach dem Erhitzen (die beiden Zahlen müsste ich aber nochmal in meinen Skripten nachschlagen).

  78. elf sagt:
    #79

    Hallo liebe Leute, ich verfolg nun seit Beginn, dass Worst Case Scenario in Japan.

    Ich habe folgende Fragen, auf die ich keine konkrete Antwort gefunden habe:
    Wieviel qkm werden unbewohnbar sein bei voraussichtlich drei zerstörten
    Reaktoren?

    In wie Fern wird der Ozean in Mitleidenschaft gezogen?

    Was passiert mit der benutzen Kühlflüssigkeit (Gemisch aus Salzwasser/BROM)?

    Gab es von Beginn an keine Möglichkeit eine Kernschmelze abzuwenden hätte man um Hilfe ersucht?

    Ist der Pazifik verstrahlt, in wie weit fungiert jener Ozean als Verteilerdose?

    Warum gibt es keine offieziellen Strahlenmesswerte von anderen (vorort-stationierten Nationen)?

    Ich möchte hier keineswegs einen Streit ausrufen, ich hätte lediglich gern fachlich (für Laien) zu verstehende antworten.

    Danke und liebe Grüße…

  79. André sagt:
    #80

    @elf: Konkrete Abschätzungen, wie groß die Auswirkungen sein werden sind nicht möglich. Dazu sind zu viele Unsicherheiten im Spiel: Kommt es zu Explosionen mit Freisetzung von radioaktivem Material? Wenn ja, wie schwerwiegend sind die? In welche Richtung weht der Wind?

    In wiefern der Ozean in Mitleidenschaft gezogen wird hab ich mich auch schonmal gefragt. Ich weiß nur aus Tschernobyl, dass da die Natur die Katastrophe relativ gut weggesteckt hat. Damit meine ich, dass es nicht totes Land ist, geil zu leben ist es da sicherlich nicht.
    Es wird also messbare Effekte zeigen, aber ich denke nichts, was das Ökosystem Pazifik komplett zum Kippen bringt. Aber dazu sollte sich besser jemand äußern, der mehr Ahnung davon hat ;)

  80. elf sagt:
    #81

    @Andre, Danke erstmal für die Antwort. Gibt es irgendwo die anderen unbeantworteten Fragen zu beantworten. Suche auch schon verzweifelt nach einem Forum.

    Grüße…
    elf

  81. chefin sagt:
    #82

    Ich denke über zukünftige Atomreaktoren müssen wir uns keine Gedanken machen. Googled mal selbst wieviel Uran noch existiert und wie der Preisverlauf die letzten 20-30 Jahre ist. Innerhalb einer Abschreibedauer von 30 Jahren sind die Gewinne deutlich geringer als Heute und die Ansprüche an die Sicherheit werden nochmal deutlich steigen.

    Nur um am Ende dann wie bei Öl ohne Brennstoff dazustehen, dafür enorme Entsorgungsprobleme.

    Also über Neubauten mache ich mir momentan keine wirklichen Gedanken. Lediglich die plutoniumerzeugenden Reaktoren dürften noch Abnehmer finden. Allerdings ist da wohl Energieerzeugung nur willkommener Nebeneffekt.

    Soweit ich informiert bin, sind die Japanischen Reaktoren Sicherheitsmässig auf unserem Stand oder besser. Vorallem was die Erdbebenstabilität angeht und damit die Stabilität des Gesamtkomplexes. Das äussert sich schon in Kleinigkeiten wie Rohrverlegung. In deutschen Kraftwerken gehts da geradeaus auf dem kürzesten Weg, Japan oder andere erdbebengefährdete Gebiete legen zickzack um das Rohr vor Stauchungen zu bewahren zwischen den Auflagern.

    Vorhin fragte jemand nach Supergau: Supergau haben wir. Das ist der unkontrollierbare “Größte anzunehmende Unfall”. Wenn dabei verstanden wird, ob wir mit einer verseuchung über die ganze Welt zu rechnen haben, würde ich mal nein sagen. Lokal wird es sicher heftig (lokal = Japan), aber global müsste es in die Luft gepustet werden und das wäre schon längst passiert. Jede Stunden ohne BigBang heist eine Stunde Abkühlung. Zuviel Zeit vergangen für einen Unfall ala Tschernobyl und falscher Reaktortyp für sowas. Lest mal Harrisburg Unfall von 79

    http://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk_Three_Mile_Island

    Druckwasserreaktor.

    da immer wieder nach der “Restwärme” gefragt wird

    http://de.wikipedia.org/wiki/Nachzerfallsw%C3%A4rme

    nach einem Jahr noch ca 0,5MW bei einem 800MW(elektr) Reaktor, log-Kurve

  82. Weirdo Wisp sagt:
    #83

    Zum dritten Absatz nach „Kettenreaktion im Kernkraftwerk“: Bisher hatte ich den Moderator so verstanden, dass ohne ihn die Kettenreaktion ähnlich einer Atombombe zu schnell ablaufen würde, also dass der Moderator die Kettenreaktion bremst. Das widerspricht doch dem dritten Absatz, in dem es heißt, dass der Moderator die Kettenreaktion erst in Gang bringt, indem er schnelle Neutronen abbremsen würde.

    Und ist es nicht so, dass man deshalb zur Abschaltung möglichst viel Moderator hinzufügt und nicht etwa entfernt?

  83. André sagt:
    #84

    @chefin: Was du zum Uranpreis sagst geht in die richtige Richtung, soll aber hier nicht Thema sein. Insbesondere die Folgen nicht (sehr spekulativ).

    Ansonsten hab ich mal deine beiden Kommentare zusammengelegt.

  84. tc sagt:
    #85

    @Andre & Chefin:
    Das Problem bei einem Druckwassereaktor dürfte meines Herachtens nach nicht der ansteigende Druck sein, sondern die Tasache, das Wasser ab einer bestimmten Temperatur IMMER als Dampf vorliegt
    (http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserdampf)
    Das ist ab ca 375Grad Celsius bei ca. 221 Bar der Fall. Oberhalb 375 Grad gibt es einfach nur noch Dampf.
    Wenn dann alles Wasser als Dampf vorliegt steigt auch der Druck nicht mehr so stark an.
    Noch problematische allerdings ist das dieser Dampf hyperfluid ist.
    (http://de.wikipedia.org/wiki/Suprafluid)
    Damit wird in jedem Fall Wasserdampf in die Umwelt entweichen. Da dieser Dampf ausserdem extrem aggressiv ist würden sich “undichte” Stellen – also alles was nicht verschweist oder verlötet ist – ausweiten.

    Ob das bei den Konstruktionen so berücksichtig wird kann Andre wahrscheinlich eher sagen

    @Chefin: Warum sollten die Bor-Stäbe nicht einfach in eine Graphit-Block hineinfallen können ? Da sind doch auch Bohrungen vorhanden ?

  85. chefin sagt:
    #86

    nein, Kernreaktoren haben keine Explosionswirkung wie eine Atombombe. Da stimmt schon die Materialzusammensetzung nicht, jedenfalls nicht bei den Siede und Druckwasserreaktoren.

    Eher so vorzustellen, das die Neutronen zu schnell sind um zu kollidieren (umgangssprachlich gesprochen).

    Als Beispiel zum Verständniss: Eine Spaltung setzt 5 Neutronen frei, jedes 7. Neutron trifft einen Kern und spaltet ihn. Du kannst im Kopf ausrechnen, was nach kurzer Zeit passiert. Die Reaktion schläft ein. Bremse ich jetzt die Neutronen ab, trifft jedes 4., eine Kettenreaktion mit ansteigender Energieerzeugung wird in Gang gesetzt. Das Wasser verdampft, es werden folglich weniger Neutronen abgebremst und die Rate steigt auf jedes 5. oder jedes 6. trifft. Wasser kann abkühlen, weil die Reaktion sich verlangsamt und das Spiel geht von Vorne los.

    Zitat Wikipedia
    Ein prompt überkritischer Reaktor ist nicht mehr regelbar, und es kann zu schweren Unfällen kommen, denn der Neutronenfluss und damit die Wärmeleistung des Reaktors steigt exponentiell mit einer Verdoppelungszeit im Bereich von 10−14 Sekunden an. Bei wassermoderierten Reaktoren kommt es dabei zur Verdampfung des Moderators, welcher aber notwendig ist, um die Kettenreaktion aufrechtzuerhalten. Dadurch kehrt der Reaktor, sofern nur das Wasser verdampft, aber die räumliche Anordnung des Brennstoffs noch erhalten ist, in den unterkritischen Bereich zurück. Dieses Verhalten heißt eigenstabil.

    Dieses Verhalten gilt nicht für beispielsweise graphitmoderierte Reaktortypen, denn speziell Graphit verliert bei zunehmender Temperatur seine moderierenden Eigenschaften nicht. Gerät ein solcher Reaktor in den prompt überkritischen Bereich, so kommt die Kettenreaktion nicht zum Erliegen und binnen Sekundenbruchteilen führt dies zur Überhitzung und Zerstörung des Reaktors. Schlagartig verdampfende Flüssigkeiten, Metalle und der brennende Graphit können dabei zu weiträumiger Verteilung des radioaktiven Inventars führen, wie in der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl geschehen. Dieses Verhalten bezeichnet man als nicht eigenstabil oder labil.

    Die automatische Unterbrechung der Kettenreaktion bei wassermoderierten Reaktoren ist, anders als gelegentlich behauptet, kein Garant dafür, dass es nicht zu einer Kernschmelze kommt, da die Nachzerfallswärme bei Versagen aktiver Kühlsysteme ausreicht, um diese herbeizuführen. Aus diesem Grunde sind die Kühlsysteme redundant und diversitär ausgelegt. Eine Kernschmelze wird als Auslegungsstörfall bei der Planung von Kernkraftwerken berücksichtigt und ist prinzipiell beherrschbar. Wegen der veränderten geometrischen Anordnung ist erneute Kritikalität allerdings nicht grundsätzlich auszuschließen.

    Ende Zitat

    Graphitgeregelte sind meines Wissens in Westeuropa nicht mehr im Einsatz, bei den Japanern zumindest in den betroffenen Anlagen auch nicht. Wir müssen also keine Angst vor einer Katastrophe ala Tschernobyl haben, dieser war Graphitgeregelt. Trotzdem kann eine Wasserstoffexplosion durchaus auch gewaltige Staubwolken in die Atmosphäre blasen und dann um die halbe Welt wandern. Allerdings…unter 3000m Höhe wird kein Staubanteil weit kommen, eigentlich sind nur die Regionen oberhalb 6000m gefährlich. Erinnert euch an den Island-Vulkan letztes Jahr. Unter 6000m konnten Flieger problemlos fliegen, weil der weit getragene Staub immer erst oberhalb von 6000m von Island bis zu uns geblasen wurde. Alles drunter ist zur Erde zurück gefallen. Die selbe Physik gilt auch für die kontaminierten Staubteile bei einer Reaktorkatastrophe. Es gilt also jetzt diese Explosion zu vermeiden, was wohl heist, das man Druck ablassen muss und damit radioaktives Gas lokal verteilt wird.

  86. Gast 44 sagt:
    #87

    Hallo Andre,
    erstmal Kompliment fuer die gelungene Erklaerung, die es fuer mich, als Laien, nachvollziehbar macht.
    Hier nun aber zwei Fragen, die auch Anhieb vielleicht absurd klingen moegen, aber vielleicht sind sie es ja garnicht.

    1. ich bin, zugegeben, eigentlich nicht fuer Kernkraft, aber irgendwann wird ein anderer auch auf diese Idee kommen oder war es schon.
    Warum baut man das KKW nicht von vornherein “unter Wasser”, also “neben der Nautilus” im Ozean?
    Damit wuerde im Gau Fall die Atmosphaere jedenfalls verschont und Japan bliebe bewohnbar. Durch die (gleiche) Knallgas Explosion findet die Flutung der gesamten Anlage statt und damit hat sichs.
    Nach Abklingen der Restzerfallswaerme wird aufgeraeumt.
    Theoretisch koennte man das sogar mit einer aeusseren im Wasser schwimmenden flexiblen Unterwasser Huelle umschliessen sodass der Muell nicht mal mit dem Ozean direkt in Beruehrung kommt sondern nach einer Explosion alles innerhalb dieser Huelle mit d=1km , oder so bleibt.

    2. vielleicht noch besser als 1.
    Wie tief ins Erdreich wuerde denn die Kernschmelze gehen?
    Warum laesst man das Wasser beim normalen Reaktor nach Notfallabschaltung mit Erkennbarkeit der eintreten Nichtbeherrschung der Lage, nicht einfach vollends weg, wenn mit Wasser eh nur Knallgas entsteht und damit im GAU nichts besser wird. Laesst man einfach die Kernbrennstaebe Richtung Erdmittelpunkt durchbrennen, dort unten findet ohnehin eine Kernreaktion statt und da faellt der zusaetzliche Brennstoff doch garnicht ins Gewicht. Die eigene Hitze und damit einhergehende “Mobilitaet” laesst ihn den Weg nach unten schwerkraftgesteuert von selbst finden, und eine etwaige Explosion auf dem Weg hinunter kann kaum schlimmer sein, als die gehabten x-hundert A-Bomben Tests an gleicher Stelle. Wieder waere eine Kontaminierung wertvollen Lebenraums verhindert (was ja oberstes Ziel der Ueberlegungen ist). Damit waere weiterhin dann auch die Endlagerung jeglicher Kernbrennstaebe geklaert. Schick an dieser Idee, finde ich jedenfalls, dass damit die Geothermie irgendwann sowieso faellige frische Energiezufuehr bekommt, und damit ihrerseits nicht droht zu schnell abzuklingen (waere fuer die Erde ja enorm dramatisch, wenn nicht toedlich)
    Funktioniert aber nur, wenn genuegend Restenergie zur Verfuegung steht, sind es ja “ein paar” km bis in die heissen Erdinneren Zonen. Sind die KErnbrennstaebe dafuer zu klein?

    Also, voellig verkehre Ideen?

  87. hajo sagt:
    #88

    Prima analytische Arbeit.
    Nur … im Grundsatz wurden die Fehler gemacht, nicht im technischen Detail (in erster Linie).
    Japan ist Erbeben gefährdet und Fluten / Riesenwellen gab es auch schon immer. Seit kurzem als Tsunamis in aller Munde.
    Also .. wenn in einem derartigen Risikogebiet ein KKW gebaut wird dann …zig Meter über dem Meeresspiegel , in ausreichender Entfernung von bewohntem Gebiet, nicht in einer Flugzone und Rechnung halten mit der Hauptwindrichtung.

  88. tom sagt:
    #89

    Hallo, ich will auch meinen Senf abgeben: Der Vergleich mit Tschernobyl ist ziemlich daneben, wie oben schon erwähnt: kein Containment und Graphitmoderiert. zu Graphitmoderiert kommt noch hinzu, dass als flüssiges Kühlmittel Natrium verwendet wurde. Bei den ersten Löschversuchen hats dann erst wirklich geknallt. ( Ihr wisst schon Natrium ist das Zeugs das im Wasser so schön rumzischt.)Zum Vergleich dient hier der Unfall von Three Mile Island 1978 besser. (Wird auch schon weiter oben erwähnt)Zum Containment: ist normalerweise eine ziemlich robuste Stahlhohlkugel. Wer sich das mal anschauen mag: im dt. Museum zu München ist ein Teil des Containments von Isar II im Original zu sehen. (Gleicher Hersteller:-)) Die Wandstärke hat gut einen Meter. Die Notpumpenanlagen sind bei uns in den neueren AKWs mit einer Redundanz von 3 ausgelegt, wobei die Batterieanlagen für Notbetrieb von ca. 6-8 Stunden berechnet sind. Die Notanlagen sind kleiner als die Hauptpumpen und brauchen nicht soviel Strom. Ich kenne allerdings nur deutsche AKWs. Es kann aber sein, dass die Japanischen von der KWU aus Deutschland gebaut wurden.
    Mein Hintergrund: Physik mit Kernphysik als Hauptfach, so vor 20 Jahren aber dann gabs da keine Jobs mehr.

  89. André sagt:
    #90

    @Gast 44: Auf deine Ideen kann man schon kommen, ganz abwegig sind sie nicht. Sie behinhalten aber auch ein paar Probleme.

    1. Idee: AKW ins Wasser
    Das wird alleine schon nicht wirtschaftlich sein, und zwar in ganz gehörigem Maße. Davon abgesehen kann auch eine Explosion unter Wasser schwere Auswirkungen haben. Insbesondere eine Schutzwand wie du sie vorschlägt hält nicht aus, weil die Druckwellen im Wasser viel stärker weitergegeben werden als in der Luft. Daher können sich auch Tsunamis so weit ausbreiten, eine Druckwelle in der Luft aber nur ein paar 100km.
    Unabhängig davon reagiert dann wahrscheinlich auch das Ökosystem Meer auf radioaktive Stoffe — wie genau und empfindlich weiß ich aber nicht.

    2. Idee: Durchbrennen lassen
    Das wird nicht funktionieren. Wie schonmal irgendwo anders gesagt: ich bin kein Geologe und kann das leider nicht abschätzen. Aber es wird sicherlich nicht durch die Erdkruste gehen, geschweige denn bis in den heißen Kern.

  90. Gerhard sagt:
    #91

    Danke für die bisher auch für Laien verständlichen Kommentare/Erklärungen.
    Alle sprechen vom “Ausstieg” aus der Atomenergie. Hier stellt sich die Frage, wie lange müssen AKW`s mit noch nicht verbrauchten Kernen (z.B. mit halb verbrauchten Kernen) nach dem “Abschalten” noch weiter gekühlt werden? Bitte nicht mit “noch Monate oder Jahre” beantworten. Wie lange genau?
    Tschernobil wird nach dem Knall noch heute gekühlt (z.Zt.sind dort noch ca. 3500 Mitarbeiter tätig!) -

  91. Andi sagt:
    #92

    @Gerhard: Die Frage kann ich nicht beantworten. Aber ein Tschernobylvergleich hinkt, wie so häufig. Tschernobyl wurde nie abgeschaltet, Tschernobyl explodierte. Das ist eine völlig andere Ausgangslage. Die 3500 Mitarbeiter kann ich nicht verifizieren, was ich aber weiß: Die meisten der Angestellten vor Ort in Tschernobyl kümmern sich um den Sarkophag, die Einschließung des radioaktiven Materials.

  92. Gerhard sagt:
    #93

    OK.
    Mark fragte: …”wie lange muss gekühlt werden d.h. wieviele Tage, bis das “Zeugs Ruhe gibt” und man es “alleine” lassen kann?”
    Antwort: “…lange, Jahre. Mal als Vergleich: nachdem Brennelemente im Reaktor ausgebrannt sind, müssen sie noch im Reaktor 2-3 Jahre in einem Wasserbecken gehalten und gekühlt werden.”
    Diese Frage interessiert Deutschland in der aktuellen Diskussion:
    Wie lange müssen dann noch nicht ausgebrannte Brennelemente gekühlt werden, bis sie ins Endlager abtransportiert werden können?

  93. André sagt:
    #94

    @Gerhard: Keine Verallgemeinerungen! Dich interessiert das, nicht Deutschland!
    Eine Antwort findest du hier.

  94. coldice sagt:
    #95

    Die Wirtschaftlichkeit ist immer ein Problem, es ist eigentlich traurig wenn man bedenkt was für Gelddruckmaschinen die AKW’s für die Betreiber sind. Wenn man sich Zahlen der eingespeisten Leistung anschaut (z.B. Brunsbüttel >120.371GWh) und das mal mit den Strompreisen überschlägt, müsste man eigentlich zu dem Ergebnis kommen, dass man wesentlich mehr Geld für die Sicherheit ausgeben könnte. Aber ökonomisch gesehen führt jede Einsparung zu einer unmittelbaren Mehrung des Gewinns : – geld suxx

    wie siehts eigentlich mal mit eine größeren Finanzspritze für die Fusionskraftwerkforschung aus – besonder in de? Alle reden nur von erneuerbaren Energien, aber zum einen machen diese bisher ja erst ein Zehntel der (deutschen) Stromproduktion aus, zum anderen glaube ich auch nicht, dass diese allein momentan eine sichere Stromversorgung sichern kann, aufgrund der wechselnden Lastbedingungen (Lastgang).

    Laut den letzten Berichten ist im stillgelegten Block 4 ein Brand im Abklingbecken ausgebrochen, dies nochmal zum Thema “Wie lange muss gekühlt werden”. Die extrahierten, nicht wieder verwendbaren Brennstoffbestandteile werden in La Hague Jahre gekühlt (nachdem die Brennstäbe vorher Jahre abklingen). Ich denke Tschernobyl wird auch noch immer gekühlt. das “Zeug” hört nicht einfach auf zu Strahlen.

    Eine Abschottung der Kraftwerke zur Aussenwelt kann aber durchaus nützlich sein, wenn ich mich richtig erinnere gab es doch in der Schweiz einen (nicht sehr weit verbreiteten) Unfall in einem AKW in einer Bergkaverne. Bei diesem trat ebenfalls eine Kernschmelze ein und große Mengen Strahlung wurden freigesetzt, verblieben jedoch aufgrund der Lage in der Kaverne.

  95. André sagt:
    #96

    @coldice: Oh, interessant mit der Schweiz – hast du dazu eine Quelle?

  96. coldice sagt:
    #97

    Es handelte sich um einen versuchreaktor in lucens – http://de.m.wikipedia.org/wiki/Reaktor_Lucens (ggf das m. Entfernen)

  97. chefin sagt:
    #98

    Ja, das mit der Gelddruckmaschine stimmt in gewisser weise schon. Irgendwo hatte ich mal eine Zahl gelesen, 5cent/KWh Erzeugungspreis bei AKWs. Verkauft wird er uns für 20cent und mehr. Das diese Gelddruckmaschine nicht so rund funktioniert wie man sich das vorstellt liegt dran, das Strom praktisch nicht gespeichert werden kann, sondern on the Fly bereit gestellt werden muss. Zu bestimmten zeiten werden sogar Dieselgeneratoren angeworfen, da nur diese in 10 sec auf Volllast gefahren werden können.

    Alle anderen Kraftwerkstypen brauchen je nach Typ 5min bis einige Stunden. AKWs sind solche langsamen Kraftwerke. Dieselmotoren sind da bei weitem nicht so effizient. Und seit neuestem muss Strom für bis zu 50cent/kwh eingekauft werden. Ca 10% unseres Stroms stammt aus geförderten Anlagen (Wind, Solar, Biomasse) mit festgelegtem Einkaufspreis. Auch der muss in die Mischkalkulation mit rein. Inzwischen darf er aber gesondert ausgewiesen werden als eine Art “Energiesteuer”. Transport und Abrechnung muss auch bezahlt werden, wobei Transportverluste bei ca 10% liegen(über den Daumen).

    Ganz so lukrativ ist es also nicht mehr mit dem billigen AKW-Strom und man sollte bei allem nicht vergessen, das wir nicht von Sozialverbänden oder Staatsunternehmen reden sondern von ganz normalen kapitalistischen Firmen die Gewinn machen wollen, was ich nicht für falsch halte. Die Frage ist eher, ob Gewinn über Menschenleben gestellt wurde.

    Da bin ich mir inzwischen in Japan nicht mehr so ganz sicher, da zuviele Dinge passieren, die nicht in das bisherige Schema passen, was sich aus den Informationsfetzen rauskristalisiert hat. Speziell die Nachkühlzeit müsste soweit runter sein, das ich bin ein paar Feuerlöschzügen den rest kühlen könnte.

    Daher liegt die Vermutung nahe, das nicht im Containment gekühlt wird sondern nur noch aussenrum. Die Leitungen ins Containment sind wohl schon nicht mehr funktionstüchtig. Das erklärt, das im inneren eine 2000grad heise Suppe brodelt die nur drauf wartet sich nach aussen zu fressen. Kühlung von aussen kann ein Ausbrechen vermutlich nur verzögern, nicht ganz unterbinden. Jedenfalls funktioniert es bei Stahlerzeugung nicht, wo flüssiger Stahl mit gekühlten Behältern aufbereitet wird. Das Innere wird dabei teilweise abgeschmolzen und muss immer wieder neu aufgebracht werden (Keramik). So ähnlich muss es momentan im inneren des Reaktors zugehen. Der Transport der Abwärme erfolgt also nicht über den direkten Kontakt der Brennstäbe mit dem Wasser sondern über die Wandung des Stahlbehälters (ich glaube da ist kein Beton im Spiel an dieser Stelle). Stahl leitet aber die Wärme nur mässig und dürfte innen bereits angeschmolzen sein. Damit reduziert sich auch die Druckfestigkeit und der im inneren gefangene Wasserdampf bringt irgendwann das ganze zum bersten. Das passiert wohl gerade mit den Explosionen.

    Ein gutes hat es allerdings: zwar wird eine große Menge radioaktives Material frei, aber endlich kann das Wasser auch die Wärme effektiv abführen und damit für Ruhe sorgen. Und das Wasser dämpft die Explosionswelle, bzw bindet teilweise den Staub der entsteht statt das er sich in die Atmosphäre verflüchtigt. Besser wäre es natürlich, hätte man die Schmelze verhindern können. Wenn ich mir den zeitlichen Verlauf nochmal genau betrachte, so bezweifel ich auch das die diese Kraftwerke wirklich in die Notabschaltung getrieben haben, sondern versucht langsam runter zu fahren um keinen Stromnetzzusammenbruch zu bekommen. Das würde heisen, das sie noch so weit von 0% entfernt waren als die Tsunamiwarnung kam, das man danach nicht mehr sauber abschalten konnte. Man muss sich das Vorstellen, als versucht man einen Öltanker der Supertankerklasse zu bremsen. Bremsweg ist so 5-10km wenn man die Motoren abschaltet. Mit Rückwärtstrieb kann man den Bremsweg noch etwas verkürzen. Schreit aber dann einer: Kollisionsalarm muss der Käptain ca 200MW Motorleistung gegen die Fahrtrichtung loslassen, damit wird die Schraube derart belastet das die Blätter reisen können oder die Welle brechen. Die Energie steigt weit über 150% der normalen Motorleistung an. So ungefähr sieht es aus wenn man Notabschaltung an einem AKW fahren muss. Man kann danach nicht einfach den Schalter umlegen un wieder anfahren, man muss erst alles prüfen und abnehmen lassen. Einige Wochen Ausfall…das wollte wohl keiner riskieren ohne konkrete Aussage, das ein Tsunami kommt. Die Warnung eines möglichen Tsunamis reicht halt nicht um eine Notabschaltung wirklich zu begründen, vorallem wenn man sich die Reaktion von Menschen vorstellt, wenn dann Strommangel ist ohne das es zum Tsunami gekommen ist. Sowas ist nunmal menschlich…aber in manchen Fällen verdammt hart für Entscheidungsträger.

    Sorry…wenn ich immer Romane sschreibe, aber ich schaffs halt nicht in weniger Worten rüber zu bringen was ich meine..

  98. André sagt:
    #99

    Allgemein: Ich bitte davon abzusehen, hier von der Wirtschaftlichkeit von Atomkraftwerken zu diskutieren. Das ist ebenfalls ein interessantes Thema, aber auch nicht ganz einfach. Insbesondere gibt es stark auseinanderklaffende Meinungen dazu, je nach dem welchen Daten man Glauben schenken mag.

    So, jetzt zu @chefin: erstmal: kein Problem mit der Länge. Ich hoffe, ich finde auch immer die Zeit das zu lesen ;) Gute Erklärung zur Notabschaltung.

  99. #100

    Wie kann in einem geschlossenen Gefäß eigentlich aus flüssigem Wasser OHNE Elektrolyse oder chemischen Zusätzen wie Natrium etc KNALLGAS (H + O² glaube ich) entstehen??? Und warum EXPLODIERT Knallgas und IMPLODIERT nicht? Nimmt gasförmiges Wasser (Dampf) mehr Raum in anspruch als ein Gemisch aus H und 2 O ? Bin für kompetente Antworten sehr Dankbar! MfG Axel

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