Nutzung und Gefahren von Atomenergie
Egal welchen Stromanbieter wir haben, der Strommix, der aus der Steckdose kommt, ist für jeden gleich. Neben Strom aus Braunkohle und erneuerbaren Energien wird ein Teil unseres Stromes auch aus Kernenergie gewonnen. Wer seine Wohnung oder sein Haus mit einer Stromheizung heizt, speist seine Elektrospeicherheizung somit auch mit Atomenergie. Unser Ratgeber erklärt Ihnen, wie genau Strom aus Atomkraft gewonnen wird, was die Risiken sind und wie Atomenergie entdeckt wurde.
Stromgewinnung im Atomkraftwerk
Wie wird Strom in einem Atomkraftwerk gewonnen? Die Grundlagen jedes Kernreaktors sind die Kernspaltung und die sich selbst erhaltende Kettenreaktion. Dafür werden die Atome eines radioaktiven Schwermetalls mit Neutronen (neutralgeladene Teilchen) beschossen. In den meisten Fällen wird Uran als radioaktives Schwermetall in diesen Brennstäben eingesetzt. Die Uran-Atome nehmen die Neutronen auf und zerfallen dabei selbst: Es wird Energie frei gesetzt. Bei dem Zerfall eines Uran-Atoms werden zwei bis drei weitere Neutronen freigesetzt, welche wiederum weitere Uran-Atome spalten: Es entsteht eine Kettenreaktion. Da die schnellen Neutronen nur an den Atomen anlagern, wenn Sie durch Wasser abgebremst werden, stehen die Brennstäbe in Wasserbecken.
Bei der Kernspaltung wird Energie vor allem in Form von Wärmeenergie freigesetzt. Daher muss der Reaktor gekühlt werden, um eine Überhitzung zu vermeiden. Hierfür wird Wasser durch den Reaktor geleitet. Dieses Wasser wird durch die abgegebene Wärmeenergie erhitzt und verdampft. Der Dampf wird über eine Turbine und einen Generator zur Stromerzeugung verwendet. Ein Kernkraftwerk ist somit eigentlich ein Dampfkraftwerk, das mittels Atomspaltung angetrieben wird.
Die Entdeckung der Kernspaltung
Nach Vorarbeiten von Enrico Fermi entdeckte Otto Hahn am 17. Dezember 1938 in Berlin die Kernspaltung. Bei einem Experiment bestrahlte Hahn Uran mit Neutronen und es entstanden Spaltprodukte des Urans, unter anderem das Element Barium. Sein Assistent Fritz Straßmann ergänzte das Experiment um einige chemische Analysen. Im Januar des Folgejahres lieferten Lise Meitner und Otto Frische die theoretische Erklärung zu der Entdeckung.
Während des Zweiten Weltkrieges wurden diese Erkenntnisse zunächst in der militärischen Forschung eingesetzt. Am 2. Dezember 1942 gelang Enrico Fermi im Zuge des Manhattan-Projekts schließlich die erste kontrollierte nukleare Kettenreaktion im ersten Atomreaktor der Welt: Chicago Pile One. Unter der Leitung von Robert Oppenheimer bauten die Wissenschaftler des Manhattan-Projekts zudem eine funktionierende Atombombe, die am 16. Juli 1945 erfolgreich gezündet wurde. Nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges und im Zuge des Kalten Krieges wurde die militärische Nutzung von Atomenergie weiter fortgesetzt.
Die Entwicklung von Kernkraftwerken zur zivilen Nutzung
Zusätzlich wurde nun auch verstärkt an der zivilen Nutzung geforscht. In einem Versuchsreaktor in den USA (Idaho) gelang es am 20. Dezember 1951 erstmals Strom mit Atomenergie zu erzeugen und vier Glühbirnen erleuchten zu lassen. Das erste Atomkraftwerk zur großtechnischen Erzeugung von Strom wurde dann aber nicht in den USA, sondern in Russland in Betrieb genommen: 1954 begann das Kernkraftwerk Obninsk mit der Erzeugung von Strom.
In Deutschland dauerte es bis zur Einspeisung von atomar gewonnenem Strom in das Stromnetzwerk bis 1961. Das Kernkraftwerk Kahl lieferte den westdeutschen Haushalten mit einer Leistung von 15 MW erstmals Strom aus Atomenergie. In den folgenden Jahrzehnten verbesserte sich die Technik zunehmend und es wurden immer leistungsfähigere Kernreaktoren gebaut. In den 70er Jahren wurde insbesondere durch die Ölkrise von 1973 der Bau von Atomkraftwerken vorangetrieben.
Mit der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl am 26. April 1986, der potentiellen Gefahr von Radioaktivität und der zunehmenden Auseinandersetzung mit den ökologischen Konsequenzen von radioaktiver Strahlung begann eine zunehmende Kritik an der Nutzung von Atomenergie. Nach der Nuklearkatastrophe von Fukushima 2011 wurde der deutsche Atomausstieg bis 2020 beschlossen.
Die Risiken von Nuklearenergie
Kernenergie ist im Gegensatz zur Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen theoretisch eine sauberere Technologie, da wesentlich geringere Mengen an Kohlenstoffdioxid (CO2) freigesetzt werden. Ein Braunkohlekraftwerk stößt beispielsweise pro Kilowattstunde Strom 1,040 Kilogramm CO2 aus, wohingegen Kernkraftwerke nur einen Wert von 25 bis 50 Gramm aufweisen. Noch klimafreundlicher ist die Stromgewinnung aus erneuerbaren Energien wie aus Solarenergie mit Photovoltaik, Wind- oder Wasserkraft. Die Nachteile und Risiken von Atomkraftwerken zeigen sich nicht durch schlechte Emissionswerte, sondern durch die schädlichen Folgen von radioaktiver Strahlung.
Kommt es zu einer Reaktorkatastrophe wie in Tschernobyl oder Fukushima, werden Unmengen an Radioaktivität freigesetzt, was für Menschen, Tiere und Natur dramatische Folgen hat: Die Umwelt wird verseucht, Menschen und Tiere erkranken oder sterben. Doch auch im normalen Betrieb sind Kernkraftwerke nicht unbedenklich. Eine Studie des Umweltinstituts München von 2011 wies beispielsweise nach, dass im Umkreis von Atomkraftwerken die Kinderkrebsraten erhöht sind. Das Bundesamt für Strahlenamt bestätigte zudem die Ergebnisse der Studie. Ein zusätzliches Problem, dessen Lösung noch lange nicht geklärt ist, ist die Lagerung des anfallenden Atommülls. Auch hier entstehen viele Risiken für Mensch und Umwelt. Aufgrund der langen Halbwertszeiten (Plutonium z.B. 24.000 Jahre) ist eine risikofreie Lösung schier unmöglich. Bis 1970 wurden bereits rund 100.000 Fässer radioaktiven Mülls in den Ozeanen versenkt. Welche Folgen das für unsere Ernährung und Umwelt hat, ist ungewiss.
Staatliche Regulierungen & die Zukunft von Atomenergie
Die zu hohen Risiken von Atomenergie gepaart mit der ungelösten Entsorgung haben zumindest in Deutschland zu einem Rückgang der Nutzung von Kernenergie geführt. Der Atomausstieg führt zudem bis 2022 zur Abschaltung aller deutschen Atomreaktoren und damit zum endgültigen Ende der Atomenergie. Strom wird in Zukunft aus erneuerbaren Energien gewonnen und so Umwelt und Klima geschont. Auch die Heizung der Zukunft wird ökologisch und nachhaltig sein. Schon heute kann man leicht etwas für eine bessere Umweltbilanz beim Heizen tun: Beispielsweise kann man mit einer Elektroheizung und Ökostrom zum Klimaschutz beitragen.
