E3/EU+3 = 10 Punkte für Iran

Am 14. Juli wurden die Verhandlungen in Wien abgeschlossen. Als Ergebnis steht ein 150-Seiten Papier im Raum – von manchen begeistert gefeiert, von anderen als Katastrophe empfunden.

Erste Fehlinterpretation: Es geht gar nicht um Abrüstung.

Gerne werden die Verhandlungen zwischen China, Deutschland, Frankreich, Rußland, Großbritannien, USA und Europäische Union auf der einen Seite und Iran auf der anderen Seite, mit den Abrüstungsverhandlungen zwischen USA und der Sowjetunion verglichen. Hier geht es aber überhaupt nicht um Abrüstung. Damals haben sich zwei Parteien zusammengesetzt, um die Rüstungsspirale zu begrenzen. Mehr als zig-fache Vernichtung brachte nichts mehr, sondern kostete nur noch. Wie gesagt, zwei Parteien, die beide einen unmittelbaren Nutzen hatten. Hier sitzt eine Gruppe mit stark unterschiedlichen Interessen einem einzelnen Staat gegenüber. Diese Gruppe ist von dem Verhandlungsgegenstand nur sehr mittelbar betroffen, während die eigentlich bedrohten (Israel, Sunniten etc.) bewußt von den Verhandlungen ausgeschlossen worden sind. Eine solche Konstellation ist von vornherein zum Scheitern verurteilt.

Es geht in diesem Abkommen überhaupt nicht um Abrüstung, sondern lediglich um eine Willensbekundung in den nächsten Jahren keine Kernwaffen zu produzieren. Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser. Dieser Grundsatz galt bei den Abrüstungsabkommen: Raketen etc. wurden unter Beobachtung zerstört. Zu was unterstellte oder tatsächliche Absichten führen, zeigt gerade die Geschichte der „Atombombe“ überdeutlich: Der Verdacht, Hitler-Deutschland würde eine Kernwaffe entwickeln führte erst zum Manhattan-Projekt in den USA.

Mullah-Iran ist ein aggressives System, welches offen die Vorherrschaft in der Golfregion beansprucht, aktuell mehrere Stellvertreterkriege (Syrien, Irak, Jemen) führt, weltweit Terrorismus unterstützt und die totale Vernichtung des Staates Israel fordert. Allein der letzte Punkt, sollte die Euphorie aller „Gutmenschen und Friedensengel“ etwas ausbremsen: Der Holocaust ist erlebter Bestandteil fast jeder Familie in Israel. Bitte nicht überrascht tun, wenn Israel irgendwann das Bedrohungsrisiko als zu groß einschätzt und handelt.

Der spärliche Inhalt

Schon allein der Umfang der Auflistungen über die Sanktionen, welche außer Kraft gesetzt werden sollen, im Verhältnis zu den Auflagen spricht Bände. Letztendlich sollen lediglich ein paar Zentrifugen zeitweise weggeschlossen werden und ein Reaktor von Iran umgebaut werden. Forschung und Entwicklung der Zentrifugen kann weitergehen. Bestenfalls – wenn sich der Iran voll an das Abkommen hält – ergibt sich eine Verzögerung von einem Jahrzehnt. Dafür kann anschließend mit viel besserer Technik gearbeitet werden. Fraglich ist allerdings, ob dieser Zustand unter Weiterführung der Sanktionen, aus eigener Kraft so schnell zu erreichen wäre.

Der Reaktor in Arak soll von Iran selbst umgebaut werden. Warum aber, bei einem Schwerwasserreaktor eine Anreicherung auf 3,75% nötig sein soll, solche Brennelemente vorgesehen sind und solche konstruktiven Details bezüglich der Kanäle, mögen die Neutronenphysiker beurteilen. All zu viele, können nicht am Verhandlungstisch gesessen haben. Die Verpflichtung, die abgebrannten Brennelemente ins Ausland zu schaffen, ist bei diesen Ladezyklen rührend. In den Kanälen werden selbstverständlich nur medizinische Präparate erbrütet – großes Mullah-Ehrenwort.

Für einen sachkundigen Leser bieten sich in der Wunschliste der Zusammenarbeit zahlreiche versteckte Hinweise, wo derzeit auf dem Weg zur Bombe noch der Schuh drückt und was sonst noch auf dem Programm steht. Iran wird auch in einer Generation nicht in der Lage sein Kernkraftwerke zu bauen. Dafür fehlt es schlichtweg an der industriellen Kapazität. Man hat aber seit geraumer Zeit gemerkt, daß man auch geeignete Schiffe braucht, wenn man den „Persischen Golf“ unter Kontrolle halten will und die US-Flotte wirklich ärgern will.

Besonders niedlich ist die Entsendung von Iranern ins Ausland, um eine bessere kerntechnische Ausbildung zu erhalten. Sollten die Gerüchte über die Aktivitäten des Mossad doch wahr gewesen sein? Mal sehen, wann die ersten Experten für Sicherheitstechnik in Deutschland auftauchen. Man kann es sich schon vorstellen, wie die „Gruppe 12. September“ gemeinsam nach dem Freitagsgebet ein Kernkraftwerk besichtigt, um sich besser mit der Terrorabwehr vertraut zu machen. Man kann ja über Geheimdienste denken was man will, jedenfalls brauchen die sich um ihre Arbeit in der Zukunft keine Sorgen zu machen, wenn dieses Abkommen umgesetzt wird.

Das Ende jeder Proliferation

Die USA haben immer größten Wert auf die Beschränkung der Anreicherung gelegt. Selbst enge Verbündete, wie z. B. Taiwan, Süd Korea und die Vereinigten Emirate haben engere Grenzen als – jetzt offiziell abgesegnet – Iran. Eins dürfte jetzt auch dem letzten Potentaten klar geworden sein: Frech kommt weiter (Natranz und Fordow werden nachträglich legalisiert, obwohl sie illegal gebaut und betrieben wurden). Der Geist ist endlich raus aus der Flasche. Nach einer kurzen Phase der „Friedensdividende“ ist das Rennen für ein nukleares Wettrüsten eröffnet. Bald wird die Kernwaffe als Statussymbol so wichtig, wie das AK47 und die RPG heute.

Überraschende Kontrollen sind auch out. Ab jetzt, gilt es sich höflich 24 Tage vorher anzumelden. Selbstverständlich hat man den Verdacht ausführlich zu begründen. Man will ja die Verschleierung beständig verbessern und insbesondere undichte Stellen eliminieren. Welche Diktatur kann sich schon bedingungslos auf seine Unterdrückten verlassen?

Man bevorzugt auch „elektronische Siegel“. Da braucht man nicht so viele Inspektoren vor Ort, die ständig überwacht werden müssen. Außerdem verfügt man im Iran über große Erfahrungen in Netzwerke einzudringen und sie zu stören. Ups, gestern ist uns leider das Internet teilweise ausgefallen.

Inspektoren haben in dem Land ohnehin keine Chance Beweise zu sammeln. Man wird bei jedem Fund behaupten, daß es sich um alte Verunreinigungen handelt. Sollte sich auch nur einer der Verhandlungspartner wehren, hat sich Iran das Recht eingeräumt, sofort das ganze Abkommen zu kündigen.

Wem nützt nun das Abkommen?

Auf jeden Fall dem Mullah-Regime. Iran verfügt allein über fast 150 Milliarden Dollar eingefrorener Guthaben und Vermögenswerte. Hinzu kommen rund 50 Millionen barrel Rohöl, die bereits auf dem Meer schwimmen und auf die Sanktionsfreigabe warten. Alles in allem, eine schöne Finanzspritze. Sicherlich nicht für die Bevölkerung im Iran, aber für das iranische Militär und Hizbollah und Co.

Putin hat persönlich das Abkommen gewürdigt und ausdrücklich den Beitrag russischer Nuklear-Experten gewürdigt. Das mag sein. Ansonsten ist Putin eine eher tragische Gestalt. Er braucht Iran unbedingt, um seinen sozialistischen Waffenbruder Assad im Sattel zu halten. Ist der gefallen, ist Rußland raus aus dem Mittelmeer und ein neuer Korridor für Öl- und Gastransporte vom Golf nach Europa tut sich auf. Inzwischen hat Putin aber schmerzlich begriffen, daß Rohstoffe haben und zu Geld machen, zwei verschiedene Dinge sind. Er greift deshalb nach jedem Strohhalm: Waffenexporte und Kernkraftwerke. Was anderes hat er nicht anzubieten. Beides erfordert gewaltige Summen zur Vorfinanzierung. Kernkraftwerke sind schnell verkauft, aber schwer und zeitaufwendig gebaut. Längerfristig könnte diese Strategie voll nach hinten losgehen. Niemand ist mehr von hohen Gas- und Ölpreisen abhängig, als Rußland. Wenn Iran seine Sanktionen los wird, drückt es ziemlich bald mit 1 Million barrel Rohöl täglich auf den Weltmarkt. Hinzu kommen gewaltige Erdgasvorkommen. China ist an billigem Öl und Gas brennend interessiert. China hat nicht nur Waffen zu verkaufen, sondern hat Geld und (inzwischen) viel westliche Technologie.

PRISM das moderne Entsorgungszentrum? Teil 2

Bei jeder öffentlichen Diskussion ist der „Atommüll“ der Aufreger schlecht hin. Spätestens an diesem Punkt, kommt meist die Ablehnung jeglicher Nutzung der Kernenergie in Deutschland. Die Propaganda hat hier ganze Arbeit geleistet. Es macht nicht einmal stutzig, daß dies schon in unseren Nachbarländern anders gesehen wird.

Was ist eigentlich Abbrand?

Dieser Begriff hat sich wegen seiner Anschaulichkeit so durchgesetzt. Einen Kernreaktor kann man nur mit der typischen Konzentration von spaltbarem Material – eine übliche Bezeichnung für U235 oder Pu239 – betreiben. Bei Reaktoren mit schwerem Wasser reicht schon Natururan aus, bei Leichtwasserreaktoren ist eine Anreicherung auf 3 bis 5 Prozent nötig und bei schnellen Reaktoren sogar bis zu 20%. Haben die Brennelemente nun eine gewisse Zeit im Reaktor Wärme produziert, würde irgendwann die Kettenreaktion zusammen brechen, wenn man nicht einige Brennelemente auswechseln würde. Angestrebt wird immer ein möglichst hoher Abbrand, was ein anderer Ausdruck für die Spaltung von Kernen ist. Gebräuchliche Maßeinheit hierfür ist MWd/to SM (Megawatt Tage pro Tonne Schwermetall). Wenn man 1gr Uran bzw. Plutonium spaltet, wird ziemlich genau ein MWd – oder 24000 kWh – Wärme frei. Eine gewaltige Menge, mit der man schon mitten in der „Atommüll-Frage“ steckt. 2014 wurde in Deutschland 55970 GWh elektrische Energie durch Windkraft erzeugt. Hätte man diese Strommenge in den Kernkraftwerken erzeugt, hätten dafür rund 7000 kg Uran gespalten werden müssen. Ein Würfel von 72 cm Kantenlänge. Warum also die ganze Aufregung?

Wieso Recycling?

Für den Windstrom wären ungefähr 7 GW Leichtwasserreaktoren (gegenüber 39 GW Windmühlen) nötig gewesen. Dafür hätte man erst einmal über 1000 to Natururan fördern müssen, die nach der Anreicherung zu rund 186 to Reaktorbrennstoff verarbeitet worden wären – der berüchtigte deutsche Atommüll, mit seiner „ungeklärten Entsorgungsfrage“. An dieser Stelle wird schon mal klar, warum „Atomkraftgegner“ monatelang – oft gewalttätig – gegen die einst geplante Wiederaufbereitungsanlage gekämpft haben: 186 to sind mehr als 25 mal so viel, wie 7 to. Gerne wird auch noch das geförderte Natururan dem „zu entsorgenden“ Müll hinzugerechnet und fälschlicherweise behauptet, eine Wiederaufbereitungsanlage würde zusätzlichen Atommüll erzeugen. Flugs ist man nach dieser Zahlenakrobatik auf der Suche nach einem gigantischen Endlager. Erst einmal die Probleme schaffen, die man anschließend vorgibt zu lösen.

An dieser Stelle ist es an der Zeit, die drei grundsätzlichen Möglichkeiten kurz zu betrachten:

  1. Man verbuddelt alle benutzten Brennelemente in einem „Endlager“. Schon hier gibt es zwei deutlich unterschiedliche Varianten: Die „Schwedische-Lösung“ eines Langzeitlagers hunderte Meter unter Granit. Die Brennelemente werden in Kupferbehälter eingeschweißt und sollen ausdrücklich rückholbar – eventuell erst in Jahrhunderten – eingelagert werden. Die „Deutsche-Endlager-Lösung“ mit dem Anspruch eines „absolut sicheren“ Einschlusses über „geologische Zeiträume“. Wegen dieses Anspruches hat man auch folgerichtig gleich Fachkräfte für Glaubensfragen und nicht Ingenieure mit der Suche betraut.
  2. Man geht – wie z. B. in Frankreich – den Weg über eine Aufbereitung und Wiederverwendung im vorhandenen System. Ein abgebranntes Brennelement eines Druckwasserreaktors enthält immer noch rund 95% Uran, 1% Transurane und 4% Spaltprodukte. Das Uran wird wieder neu angereichert, das Plutonium zu sog. Mischoxid-Brennelementen verarbeitet und lediglich die Spaltprodukte und minoren Aktinoiden verglast und als „Atommüll endgelagert“. Auch dieser bewußt rückholbar, denn er enthält wertvolle Rohstoffe. Nachteil dieses Weges ist die erforderliche Reinheit von Uran und Plutonium, um sie in vorhandenen Leichtwasserreaktoren wieder einsetzen zu können. Alle minoren Aktinoide werden deshalb den Spaltprodukten zugeschlagen und machen damit diesen Atommüll sehr langlebig.
  3. Man betrachtet die abgebrannten Brennelemente als Brennstoff für schnelle Reaktoren. Die dort verwendeten metallischen Brennstoffe haben keine besonderen Anforderungen an die Reinheit. Man kann deshalb zu Aufbereitungsverfahren übergehen, die Uran zusammen mit allen Transuranen (also auch Plutonium und den minoren Aktinoiden) abscheiden. Hier liegt umgekehrt das Bestreben, möglichst reine Spaltprodukte zu erlangen. Man hat damit einen relativ kurzlebigen (Gefährdungspotential einiger Jahrzehnte bis Jahrhunderte) Abfall, der automatisch ein sehr wertvolles „Erz“ ergibt. Eine „Endlagerung“ wäre nicht nur unnötig, sondern eher Verschwendung. Zumal die relativ geringen Mengen (siehe oben) einfach und sicher zu lagern sind.

Grundsätzlich gibt es auch noch andere Wege. Verwendung des abgebrannten Brennstoffes in Schwer-Wasser-Reaktoren. An diesem Weg wird zielstrebig in Korea gearbeitet oder die „Entschärfung“ des Atommülls in Beschleunigern (Versuchsanlage in Belgien) und Spallationsquellen (USA). Nur die Politik in Deutschland, hat sich in einer „Endlösung“ mit „Atomausstieg“ verrannt.

Warum soll „Atommüll“ eigentlich gefährlich sein?

Spaltprodukte wandeln sich über sog. Zerfallsketten um und senden bis zum Erreichen ihres stabilen Endglieds Strahlung aus. Das ist eigentlich überhaupt kein Problem, denn man kann die Quelle leicht und wirksam abschirmen (z. B. Castor-Behälter). Niemand ist gezwungen, Atommüll zu essen. Das mag sich flapsig anhören, ist aber wörtlich zu nehmen. Erst wenn radioaktive Stoffe unmittelbar in den Körper gelangen, können sie gefährlich werden. Dabei kommt es nicht nur auf die Menge, sondern auch den chemischen Zustand an. Plutonium ist z. B. rein chemisch betrachtet, ein Knochengift. Die biologische Verweildauer (bis es ausgeschieden ist) ist z. B. entscheidend abhängig von der Wertigkeit, in der es vorliegt und damit seiner Löslichkeit im Körper. Jod wird selektiv in der Schilddrüse angereichert. Strontium ist dem Kalzium verwandt und ersetzt dies gern in den Knochen usw.

Radioaktive Stoffe können überhaupt erst gefährlich werden, wenn sie in die Biosphäre gelangen und letztendlich über die Nahrungskette in den Menschen. Aber auch dann ist noch die Frage der Dosis zu stellen. Wir haben sehr genaue Kenntnisse über Wege und Wirkungen. Es gibt für jeden Stoff einen Grenzwert z. B. für Trinkwasser. Diese sind ausnahmslos sehr konservativ festgesetzt. Wer sich einmal mit dieser Materie beschäftigt, wird feststellen, daß selbst eine zigfache Überschreitung der Grenzwerte noch zu keiner akuten Gefährdung einer durchschnittlichen Person führt. Wer anderes behauptet, glaubt auch an die heilende Wirkung irgendwelcher esoterischen Amulette. Möge ihm sein Aberglaube erhalten bleiben, aber versuche er nicht, sein Unwissen als Wissenschaft zu verkaufen und anderen Menschen Angst einzujagen.

Wären radioaktive Stoffe auch nur annähernd so gefährlich, wie „Atomkraftgegner“ gern behaupten, wäre die Menschheit längst ausgestorben. Man denke nur an die Kinder der fünfziger Jahre. Es wurden Tonnen radioaktiver Stoffe bei den Kernwaffentests in die Atmosphäre freigesetzt. Noch heute kann man diese Belastungen weltweit in den Knochen und Zähnen der Betroffenen messen. Wohlgemerkt messen, nicht nur vermuten. Wir haben zwar keine direkten Sinne für Strahlung, aber unsere Meßtechnik ist so verfeinert, daß immer die „Isotopenzusammensetzung“ helfen muß, wenn andere forensische Verfahren längst versagt haben.

Wieso unterirdische Lager?

Für die Gefährlichkeit der radioaktiven Abfälle gibt es zwei wesentliche Einflüsse: Zeit und Konzentration. Je länger es dauern würde, bis die radioaktiven Stoffe wieder in die Biosphäre gelangen, je weniger gibt es überhaupt noch von ihnen. Der Zerfall ist durch nichts aufzuhalten und er geht immer nur in die eine Richtung – Umwandlung in stabile Atome. Ein typisches deutsches Brennelement (Anfangsanreicherung 3,3%, Abbrand 34000 MWd/tU) enthält nach der Entladung 3,62 % Spaltprodukte. Bereits nach einem Jahr sind 3% in einem stabilen – also nicht mehr radioaktiven – Zustand. Zu den 0,62% radioaktiven Spaltprodukten kommen noch 0,9% Plutonium und 0,72% minore Aktinoide. Nur die beiden letzten Gruppen, sind sicherheitstechnisch von langfristigem Interesse.

Man verglast nun die Spaltprodukte und die minoren Aktinoide. Diese „radioaktiven Glasblöcke“ würden in 100 000 Jahren etwa zu 2% aufgelöst, wenn sie im Wasser stehen würden. Das ist die erste Barriere. Wenn sie sich so langsam auflösen, würde dies zu sehr geringen Konzentrationen im Wasser führen. Umgangssprachlich wäre das Wasser nur leicht radioaktiv. Jetzt müßte es aber noch mehrere hundert Meter durch etliche Gesteins- und Bodenschichten aufsteigen. Dies geht nicht nur extrem langsam, noch erfolgt es in einer Rohrleitung, sondern durch einen „riesigen Ionentauscher“. Es kommt nur sehr wenig von dem, was unten ins Wasser überhaupt rein geht, auch oben an. Umgangssprachlich filtert der Boden fast alles raus.

Damit kein Mißverständnis entsteht: Sicherheitstechnisch ist es überhaupt kein Problem, radioaktive Abfälle in einem speziellen Bergwerk gefahrlos und „für ewig“ zu vergraben. Allerdings muß diese Lösung einem Ingenieur widerstreben. Warum soll man Papier und Plastikbecher aussortieren, wenn man Brennelemente einfach am Stück wegwirft?

Wie gefährlich ist gefährlich?

Die Maßeinheiten in der Kerntechnik sind für Menschen, die nicht täglich damit umgehen, wenig verständlich. Dies wird von der Betroffenheitsindustrie weidlich ausgenutzt. Genüsslich wird mit riesigen Zahlen an Becquerel und Sievert nur so um sich geschmissen. Eigentlich ist der psychologische Trick einfach durchschaubar: So schrecklich viel, muß doch einfach gefährlich sein. Es kann also nicht schaden, die Angelegenheit etwas auf die Ebene der Alltagserfahrungen zurück zu holen.

Fangen wir mal mit der guten alten Maßeinheit der Madame Curie an: 1 Curie (Ci) entspricht 3,7 x 1010. Becquerel (Bq) oder anschaulich 1 Gramm Radium. Radium wurde bis in die 1930er Jahre in Medikamenten, Kosmetika und Leuchtstoff für Instrumente und Uhren verkauft. Bis man seine krebserzeugende Wirkung (in hoher Konzentration) erkannte.

Der Abfall aus der Aufbereitung von Brennelementen aus Leichtwasserreaktoren mit allen Spaltprodukten, minoren Aktinoiden und einem Rest von 0,5% Uran und 0,5% Plutonium (alles bezogen auf den ursprünglichen Gehalt im Brennstab vor der Aufbereitung) hat ein Jahr nach der Entladung ziemlich genau eine Radioaktivität von 106 Ci pro Tonne Schwermetall .(im ursprünglichen Brennstab). Die Radioaktivität der Spaltstoff-Lösung (nicht des Glasblockes!) entspricht also ziemlich genau der von Radium. Entscheidend ist, daß die Radioaktivität der Aktinoide zu diesem Zeitpunkt erst 1% ausmacht. Sie sind halt sehr langlebig und tragen damit noch wenig zur Aktivität bei. Nach etwa 500 Jahren ist der Schnittpunkt erreicht: Die Aktivität der Spaltprodukte entspricht der Aktivität der Aktinoide mit deren Zerfallsprodukten. Die Radioaktivität des Atommülls aus der Wiederaufbereitung ist auf rund 0,01% des ursprünglichen Wertes nach der Entladung abgefallen. Wären keine langlebigen Aktinoide im Abfall enthalten, wäre jetzt die Gefahr faktisch vorbei.

Ein anderer Versuch zur Veranschaulichung ist der Vergleich zwischen der Aktivität des Atommülls mit der ursprünglich zur Energieerzeugung geförderten Uranmenge. Uranerz enthält auch immer „Atommüll“, da durch die spontanen Zerfälle auch Spaltprodukte erzeugt worden sind (z. B. Radon). Diese Belastung mit Radionukliden in Gebieten mit Uranlagerstätten (z. B. Sachsen, Tschechien etc.) ist offensichtlich für den Menschen tolerierbar. Wäre das nicht der Fall, müßten überdurchschnittlich viele Sterbefälle in diesen Gebieten nachweisbar sein. Wirft man komplette Brennstäbe weg, wird diese Aktivität erst nach rund 30 000 Jahren erreicht. Solange hat man also zusätzliche Radioaktivität in die Natur eingebracht. Spaltet man das Plutonium in der Form von Mischoxid-Brennelementen in Leichtwasserreaktoren, wird dieser Zeitraum auf rund 1000 Jahre verkürzt. Ein doppelter Ertrag: Das langlebige Plutonium ist weg und für die damit zusätzlich erzeugte Energie braucht kein zusätzliches Uran gefördert werden.

Ein weiterer Vergleichsmaßstab ist Pechblende. Verbuddelt man komplette Brennstäbe, wird die Aktivität von Pechblende für diesen Atommüll auch nach über einer Million Jahren nicht erreicht. Verbuddelt man den verglasten Abfall nach der Wiederaufbereitung, wird der Wert schon nach etwa 80 000 Jahren erreicht. Entfernt man auch noch die Aktinoiden aus diesem Abfall, nach wenigen hundert Jahren (je nach Reinheit). An dieser Stelle dürfte jedem die Bedeutung der „Entsorgungsfrage“ für Pseudo-Umweltschützer klar geworden sein. Als die Grünen die Wiederaufbereitung in Deutschland gekippt hatten, glaubten sie das Totschlagargument gegen die Kernenergie gefunden zu haben: Die selbsterschaffene Gefahr für geologische Zeiträume, die man angeblich den Nachfahren aufbürdet. Politisch besser zu verwenden, als jeder Hexenwahn im Mittelalter.

Zusammenfassend kann an dieser Stelle noch einmal festgehalten werden:

  • „Atommüll“ kann selbst in seiner ursprünglichen Form – als abgebrannte Brennelemente – problemlos und ohne Gefahr für Mensch und Umwelt unterirdisch oder auch oberirdisch in technischen Bauten gelagert werden. Radioaktivität ist natürlich und klingt immer von allein ab (anders als z. B. Asbest oder Quecksilber, die in der Tat „ewig bleiben“). Die Gefahr, die von radioaktiven Stoffen ausgeht, ist somit zeitlich begrenzt. Die „ethische Dimension“ bezieht sich deshalb weniger auf die momentane Gefahr, als auf den Aufwand und die daraus resultierenden Kosten für zukünftige Generationen. Es ist das ewig gleiche Problem, einer jeden Mülldeponie. Kerntechnik ist in diesem Sinne keinesfalls anders, als z. B. Chemie, Landwirtschaft (z. B. Bodenerosion) oder Fischerei (unwiederbringliche Ausrottung ganzer Arten) zu betrachten. Jede Form der Nutzung von „Natur“ verändert diese dauerhaft.
  • Die Kerntechnik ist der einzige Industriezweig, der sich von der ersten Stunde an, Gedanken über seine Umwelteinflüsse gemacht hat. Der Gedanke des „Recycling“ wurde überhaupt erst durch sie populär. Man vergleiche dies mal mit anderen Zweigen der Energietechnik, in denen bis heute, nach wie vor, immer nur auf Umweltschäden reagiert wird. Paradebeispiel ist die Windkraft-Industrie (Vögel, Fledermäuse, Schweinswale, Infraschall usw.) im Verleugnen absehbarer Schäden. Kohle- und Ölindustrie sind dagegen bereits zu aktiven Umweltschützern mutiert.
  • Kernenergie ist unbestritten der sicherste Zweig der Energieerzeugung (Arbeitsschutz = Menschenschutz). Von Anfang an, war man bestrebt, die Nachteile so gering wie möglich zu halten. In welchem anderen Industriezweig gibt es sonst den Grundsatz, die Auswirkungen stets so gering wie möglich zu halten – unabhängig von den Kosten? Im Strahlenschutz und bei der Abgabe von radioaktiven Stoffen bereits mit absurden Auswirkungen.

Der Vorwurf einer angeblich ungelösten Entsorgungsfrage, ist jedenfalls absurd bis böswillig. Je nach Standpunkt und Bildungsgrad.

Das Purex-Verfahren

Wie der Name schon sagt – Plutonium-Uranium Recovery by Extraction – dient der Purex-Prozeß zur Gewinnung von Uran und Plutonium mit möglichst hoher Reinheit. Alles andere (alle Spaltprodukte ob stabil oder radioaktiv und die minoren Aktinoide) ist Abfall. Günstig, wenn man daraus neue Brennelemente für Leichtwasserreaktoren herstellen will, ungünstig für den „Atommüll“, der dadurch besonders langlebig wird.

Es handelt sich um eine Flüssig-Flüssig-Extraktion: Es wird Wasser und Öl gemischt. Diese beiden Flüssigkeiten trennen sich wieder von allein. Findet man nun ein Stoffpaar mit möglichst unterschiedlichem Lösungsvermögen für den gewünschten Stoff, hat man eine einfache Möglichkeit zur Gewinnung gefunden. Es wird aus dem abgenutzten Brennstoff mittels konzentrierter Salpetersäure eine wässrige Lösung hergestellt. Dieses genau eingestellte „Salzwasser“ (Nitrate) wird nun in einer Pulskolonne intensiv mit dem „Öl“ gemischt. Das „Öl“ besteht aus rund 70% Kerosin, in dem rund 30% Tributylphosphat aufgelöst sind. Dieses „Öl“ löst Uran und Plutonium wesentlich besser als andere Salze. Im ersten Schritt gehen etwa 98% davon von der wässrigen in die organische Lösung über.

Für das Verständnis ist wichtig, daß die Löslichkeit relativ ist. Mit anderen Worten, es geht nie alles Uran und Plutonium von der wässrigen Lösung über, dafür aber auch immer einige Spaltprodukte. Man muß das Verfahren also mehrmals wiederholen (Kaskade). Üblich ist eine geforderte Reinheit von 99,9% bei den Endprodukten Uran und Plutonium. Andererseits geht man von bis zu 0,5% Uran und 0,5% Plutonium (beides auf die ursprüngliche Menge im Brennstab bezogen) im Abfallstrom aus. Man hat also nicht nur die ursprünglichen rund 0,07% minoren Aktinoide (Neptunium, Americium, Curium) sondern auch bis zu 0,05% Uran und 0,0005% Plutonium als langlebige α-Strahler im Abfall. Zusammen mit den rund 3,06% Spaltprodukten. Diese Brühe wird nun aufkonzentriert und später verfestigt (kalziniert) und in Glas eingeschmolzen. Das ist das Produkt, welches z. B. aus England und Frankreich zur Endlagerung als „Atommüll“ nach Deutschland zurück geliefert wird. In diesem „Atommüll“ entspricht der Anteil an α-Strahlern also etwa 4%.

Eine Wiederaufbereitungsanlage ist kein Kernkraftwerk, sondern eine reine Chemiefabrik und erzeugt damit auch keinen „Atommüll“. Dies wird immer wieder fälschlich behauptet. In einer Wiederaufbereitungsanlage werden die bereits angelieferten radioaktiven Stoffe lediglich umsortiert und anders konditioniert (z. B. verglast).

Pyrometallurgische Verfahren

Will man den wiedergewonnenen Brennstoff nicht wieder in Leichtwasserreaktoren, sondern in schnellen Reaktoren verwenden, erhält man ein gänzlich anderes Anforderungsprofil. Die Reinheit von Uran und Plutonium spielt – wegen der generell kleineren Einfangquerschnitte – nur noch eine untergeordnete Rolle. Es wird damit möglich, alle Aktinoiden zusammen abzutrennen und als Brennstoff erneut zu verwenden. Es spielt auch keine Rolle, ob einige Spaltprodukte mit durchrutschen. Viele sehen den Vorteil dieses Brennstoffgemisches im Schutz gegen die Weiterverbreitung von Kernwaffen: Es ist ohnehin für den Bau von Kernwaffen völlig ungeeignet. Darüber hinaus, ist der Transport und die Handhabung wegen der erhöhten Strahlung kaum im Verborgenen zu machen.

Die abgenutzten Brennstäbe werden in geschmolzenem Salz aufgelöst. Dabei trennen sich bereits alle leicht flüchtigen Bestandteile (z. B. Edelgase) ab. In das Salzbad tauchen die Elektroden ein. Die Aktinoiden scheiden sich gemeinsam an der Kathode als eine Art „Metallschwamm“ ab. Die Spaltprodukte bleiben im Salzbad gelöst und reichern sich dort an. Aus ihr werden zwei verschiedene „Abfallformen“ zur Lagerung hergestellt: Eine metallische Matrix, in der alle Edelmetalle eingelagert werden und ein keramisches Produkt, in dem die Spaltstoffe in mineralischer Form (Metalle der I. und II. Gruppe und die Halogene) vorliegen. Beides sehr stabile Formen, die direkt einem unterirdischen Lager zugeführt werden könnten. Man könnte sie dort in Bohrlöchern versenken. Vielleicht sollte man hier noch einmal daran erinnern, daß diese Form des Atommülls nach wenigen hundert Jahren nur noch wie gewöhnliches Uranerz strahlt – also einem Stoff, mit dem Bergleute ohne große Schutzmaßnahmen umgehen können.

Der „Metallschwamm“ der Kathode wird nun unter Schutzgas in einem Induktions-Tiegel eingeschmolzen und üblicherweise mehrere Stunden bei bis zu 1400 °C gehalten. Die Schmelze homogenisiert sich. Es können auch weitere Legierungsbestandteile hinzugefügt werden. Schließlich erfordert jeder Brennstab im Reaktor (idealer weise) eine etwas andere Zusammensetzung. Die Legierung kann auch in Formen aus Graphit zu Barren vergossen werden. Üblicherweise werden aber direkt dünne „Stäbe“ zur Herstellung neuer Brennstäbe abgegossen. Ein Verfahren, ist das Gießen in dünne Rohre aus Quarzglas, die während des Abgusses in einer Zentrifuge rotieren. Durch die Zentrifuge bekommt man besonders hochwertige Stäbe. Das Ausformen ist durch Zerschlagen der Glasröhren besonders einfach.

Die Brennstäbe werden aus Stahlrohren (H9) gebildet, in die nun die gegossenen Stücke eingesteckt werden. Der Querschnitt der Gußstücke beträgt nur etwa 75% der Innenfläche der Rohre, da der Brennstoff durch die Bestrahlung sehr stark anschwillt. Damit überhaupt eine gute Wärmeübertragung zwischen Brennstoff und Hülle stattfinden kann, werden die Stäbe mit flüssigem Natrium ausgegossen. Dies geschieht sehr langsam auf Rütteltischen, damit auch kleinste Gasblasen aufsteigen können. Abschließend werden die Rohre gasdicht verschweißt. Die Rohre sind nicht auf ihrer ganzen Länge mit Brennstoff gefüllt, sondern haben oben einen Gasraum als Puffer, in dem sich später Spaltgase ansammeln können. Dieser Gasraum ist mit einer individuellen Gasmischung gefüllt. Wird ein Brennstab im Reaktor undicht, kann man ihn später durch eine Analyse der Isotopenzusammensetzung des „Abgases“ genau identifizieren. Solche Messmethoden sind für den Betrieb sehr wichtig, da flüssiges Natrium nicht durchsichtig ist, was Inspektionen sehr erschwert.

Man muß sich immer vor Augen halten, daß die Abbrände bei schnellen Reaktoren sehr viel höher als bei Leichtwasserreaktoren sind. Man geht dadurch auch mit wesentlich kleineren Brennstoffmengen (bezogen auf die erzeugte elektrische Energie) um. Eine solche Wiederaufbereitung und Brennstoffproduktion hat gegenüber den klassischen industriellen Anlagen eher den Charakter einer Manufaktur. Die Abschirmung ist kein Problem – es genügen übliche heiße Zellen. Die Handhabung ebenfalls nicht, da es sich um recht überschaubare Vorgänge handelt, die sich leicht automatisieren lassen. Es spricht also nichts dagegen, eine solche Anlage direkt auf dem Gelände des Kraftwerks zu errichten. Transport- und Sicherheitsrisiken werden damit erheblich verringert. Den Abfall könnte man ebenfalls in Bunkern auf dem Gelände lagern. Da die Strahlung recht schnell abklingt, könnte man die Entscheidung zwischen verbuddeln oder nutzen bis zum endgültigen Abbruch der gesamten „Energieerzeugungsanlage“ vertagen. Immerhin sind rund 50 % der Spaltprodukte schon mal seltene Erden.

P5+1 und die Bombe

In den letzten Tagen bin ich wiederholt zu Fragen der Proliferation befragt worden. Anlass scheinen die (ziemlich oberflächlichen) Presseberichte zu den Verhandlungen mit Iran zu sein. Ein Thema, welches offensichtlich viele Menschen bewegt und das schnell zu Kontroversen führt.

Der Weg zur Bombe

Die Frage der „atomaren Bewaffnung“ eines Staates, ist heute nur noch eine rein politische Entscheidung. Kernwaffen ja oder nein, ist die einzig beeinflußbare Fragestellung. Ist ein Staat – auch wenn er so erbärmlich arm wie Nordkorea ist – gewillt, die finanziellen Mittel aufzubringen, wird er kurz oder lang zur „Atommacht“. Der Glaube man könne das Wissen zum Bau geheim halten, war von Anfang an abwegig. Es ist halt nur die Technik der 1940er Jahre nötig.

Die gern aufgetischte Verknüpfung zwischen der friedlichen Nutzung der Kernenergie und Kernwaffen ist schlicht weg Unsinn. Man kann sich Kernwaffen zulegen, ohne jemals ein Kernkraftwerk zu betreiben und man kann Kernkraftwerke bauen und betreiben, ohne jemals „Atombomben“ zu bauen. Es ist eine rein politische Entscheidung welchen Weg ein Staat wählt. Wenn man nur die friedliche Nutzung will, muß man notwendige Transparenz schaffen und einschlägige Kontrollen zulassen (Deutschland, Japan etc.) oder vorab auf Anreicherung und Wiederaufbereitung verzichten (Vereinigte Emirate, Schweden etc.). Wer hingegen eine Grauzone konstruiert (Dual Use), erzeugt zumindest Misstrauen. Wer sogar Kontrollen verweigert oder wenigstens behindert, erzeugt Angst. Es ist zwischen Staaten nicht viel anders, wie im wirklichen Leben: Man kann nicht jedem, der ein Brotmesser besitzt unterstellen ein potentieller Mörder zu sein. Steht jedoch einer mit dem Brotmesser in der Hand vor der Tür des Nachbarn und gibt dauernd kund dessen gesamte Familie ins Meer jagen zu wollen, bekommt sein Besitz eines Brotmessers, schlagartig eine andere Qualität. Wenn er dann auch noch den beleidigten spielt und sich ungerecht behandelt fühlt, weil man ihm sein Messer aus der Hand nehmen will, wird die Angelegenheit unfreiwillig komisch.

Noch einmal ganz knapp: Jeder Staat hat selbstverständlich das Recht zur friedlichen Nutzung der Kernenergie, aber auch die Pflicht gegenüber anderen, die ausschließlich friedliche Nutzung kontrollieren zu lassen. Verweigert er das und versucht darüber hinaus ganz offensichtlich, Aktivitäten zu verschleiern, wird er automatisch zu einem Staat der faktisch „Atommacht“ ist. Wie die Staatengemeinschaft damit umgeht, steht zunächst auf einem anderen Blatt.

Der Tatsachenentscheid

Zum Bau einer Kernwaffe braucht man möglichst hoch angereichertes Uran (mindestens 85 bis 90% U235) oder waffengrädiges Plutonium (möglichst reines Pu239). Das war schon bei den ersten Bomben so und hat sich bis heute nicht geändert. Wenn man also gar keine eigene Anlage zur Urananreicherung besitzt, setzt man sich auch keinem Verdacht aus eine „Uranbombe“ bauen zu wollen. Dies gilt für die Mehrheit der Staaten mit Kernkraftwerken. Man kann Anreicherung auf dem Weltmarkt kaufen und Uran ist einfach und beliebig lange lagerbar. Der Angst vor möglichen Boykotten ist somit einfach zu begegnen.

Wenn man über keinen Reaktortyp verfügt, der in der Lage ist waffengrädiges Plutonium zu erbrüten und parallel keine Wiederaufbereitungsanlage betreibt, setzt man sich auch keinem Verdacht aus eine „Plutoniumbombe“ bauen zu wollen. Mit keinem Reaktor, der nur im Stillstand beladen oder entladen werden kann (z. B. alle Druck- und Siedewasserreaktoren) kann man waffengrädiges Plutonium erzeugen. Andererseits reicht eine einfache „Graphitanordnung“ aus, um waffengrädiges Plutonium billig und in beliebiger Menge zu produzieren. Die (lösbaren) Schwierigkeiten liegen viel mehr in der Wiederaufbereitung und der Konstruktion einer Plutoniumbombe.

Der dritte Prüfstein sind die Trägersysteme. Man muß ja nicht nur eine Kernwaffe bauen, sondern sie auch noch zu seinem Feind hin transportieren. Je primitiver die Bombe ist, desto größer und schwerer ist sie. Die Bomben für Hiroshima und Nagasaki waren größer als ein PKW. Heutige Kernwaffen sind nicht größer als eine Artilleriegranate. Sie lassen sich deshalb mit Raketen mit entsprechender Reichweite ins Ziel schießen. Wer also parallel auch noch solche Raketen entwickelt, verstärkt den Verdacht eine „Atommacht“ werden zu wollen. Weiß man doch schon seit der V2, daß konventionelle Sprengköpfe zwar Angst und Schrecken verbreiten, aber militärisch betrachtet ein äußerst schlechtes Preis- Leistungsverhältnis haben.

Der Unterschied zwischen Abrüstung und Nicht-Benutzung

Aus dem „Kalten Krieg“ sind uns noch Abrüstungsverträge in Erinnerung: Man verhandelte zäh und lang, welche Waffensysteme mit welcher Stückzahl jeder haben darf. Nach der Einigung erfolgte dann die kontrollierte Vernichtung. Raketen wurden mit Bulldozern platt gewalzt, Kernwaffen zerlegt und unbrauchbar gemacht. Das gegenseitige Vertrauen ging dabei so weit, daß Rußland z. B. „Bombenuran“ an die USA als Brennstoff für Kernkraftwerke übergeben hat. Man hatte zu der Zeit nicht genug eigene Kapazitäten zur Vernichtung, wollte sich aber auf keinen Fall dem Verdacht aussetzen, man wollte das Abkommen nicht einhalten und unterlaufen.

In den P5+1-Verhandlungen ist von Abrüstung gar nicht die Rede. Man will ausdrücklich nur die (mögliche) Zeit bis zur Produktion von Kernwaffen hinauszögern. Es soll nichts zerstört, sondern lediglich weggeschlossen werden. So soll die Anzahl der Zentrifugen, die in Betrieb sind, begrenzt werden. Die überschüssigen Zentrifugen dürfen nur als Ersatz für kaputte Zentrifugen eingesetzt werden. Alles äußerst vage und schwer zu kontrollieren und jederzeit bei „Verstimmungen“ einseitig außer Kraft zu setzen.

Das Scheitern

Faktisch sind die Verhandlungen gescheitert. Es ist lediglich eine Liste (Parameters for a Joint Comprehensive Plan of Action regarding the Islamic Republic of Iran’s Nuclear Program) herausgekommen, über das, was man vielleicht im Juni in einen Vertrag gießen könnte. Man hat sich bemüht und will das auch weiterhin tun.

Important implementation details are still subject to negotiation, and nothing is agreed until everything is agreed. We will work to conclude the JCPOA based on these parameters over the coming months.

Ein ödes Stück Papier, damit man die Verhandlungen nicht als gescheitert erklären muß, denn sonst müßte man ja wirklich etwas tun. Gleichwohl ist der Inhalt deprimierend genug und man sollte ihn keinesfalls auf die leichte Schulter nehmen:

  • Iran soll seine 19000 (!) Zentrifugen in Natranz auf 6104 Zentrifugen verringern, von denen stets nur 5060 gleichzeitig in Betrieb sein sollen. Geradezu erschreckend ist die Begründung für diesen Schritt: Es soll damit die notwendige Zeit für die Produktion von „Bombenuran“ von derzeit zwei bis drei Monaten, auf ein Jahr verlängert werden

Iran’s breakout timeline – the time that it would take for Iran to acquire enough fissile material for one weapon – is currently assessed to be 2 to 3 months. That timeline will be extended to at least one year, for a duration of at least ten years, under this framework.

  • Iran soll seinen Lagerbestand von derzeit 10000 kg LEU (leicht auf 3,7% angereichertes Uran) auf nur noch 300 kg in den nächsten 15 Jahren verringern. Der Gedanke auch hier, ist wieder die „Zeitverzögerung“: Je mehr Uran man von einem Anreicherungsgrad hat, um so schneller und mit weniger Aufwand (z. B. Stückzahl der Zentrifugen!) läßt sich die nächste Stufe zur Bombe erklimmen. Ab einem Anreicherungsgrad von rund 20% geht die Angelegenheit sehr schnell und es bieten sich auch noch andere Verfahren an.
  • Iran soll die Anreicherung nur mit den Zentrifugen der ersten Generation (IR-1) weiterhin durchführen. Die bereits betriebenen 1000 Zentrifugen (IR-2M) sollen abgebaut und eingelagert werden. Die Typen IR-4, IR-5, IR-6 und IR-8 sollen in den nächsten Jahren nicht zur Produktion, sondern nur zur Weiterentwicklung verwendet werden.
  • Der Reaktor in Arak soll umgebaut werden.

The original core of the reactor, which would have enabled the production of significant quantities of weapons-grade plutonium, will be destroyed or removed from the country.

  • Iran soll sich verpflichten, zukünftig alle abgebrannten Brennelemente dieses Reaktors ins Ausland zu überführen.

Im Gegenzug sollen alle verhängten Sanktionen aufgehoben werden. Ausdrücklich auch die bisherigen Sanktion für kerntechnische Materialien und Hilfsmittel aus den USA und der EU.

Die besondere Lage von Israel

Im „kalten Krieg“ wurde viel über „Erstschlag“ und „Zweitschlag“ philosophiert. Man sprach vom „Gleichgewicht des Schreckens“. All diese Überlegungen treffen für die Lage Israels nicht zu. Israel ist mit seiner geringen bewohnbaren Fläche ein geographischer Zwerg – jedenfalls verglichen mit den Weiten der USA oder Russlands. Die Bombenabwürfe von Hiroshima und Nagasaki haben jeweils eine Stadt ausgelöscht, waren für Japan aber eher eine geographische Randnotiz. Die Situation von Israel ist völlig anders. Schon die Explosion nur einer Kernwaffe, würde Israel praktisch komplett auslöschen. Es würden nicht nur tausende Juden, sondern auch die dort lebenden Araber getötet werden. Ein palistinänsischer Staat hätte sich damit wahrscheinlich auch gleich erledigt. Wünschen sich die Palästinenser wirklich einen Atompilz am Himmel von Gaza oder Jerusalem?

Israel kann auf keinen Fall das Risiko eines „Atomkriegs“ eingehen. Wenn ausgerechnet ein Land, das wiederholt mit der Auslöschung des Staates Israel gedroht hat, zur „Atommacht“ wird, bleibt nur der Präventivschlag. Israel muß dem Aggressor die Kernwaffen aus der Hand schlagen. Praktisch um jeden Preis. Ob das den tapferen Diplomaten so genau bewußt ist? Gut gemeint, ist noch lange nicht gut gemacht.

Der Bau einer „Atombombe“ ist ein rein finanzielles Problem. Wenn man die Sanktionen jetzt aufhebt, gießt man nur Öl ins Feuer. Der einzige Grund, warum die Mullahs sich momentan verhandlungsbereit geben, ist die Angst vor dem eigenen Volk. Die wirtschaftliche Lage Irans wird immer schlechter: Sinkende Ölpreise und steigende Kosten für die angezettelten Kriege von Syrien und Irak bis Jemen. Iran ist nicht Nordkorea. Bevor die Iraner für eine „Mullah-Bombe“ hungern, werden sie die „Religionsgelehrten“ in ihre Moscheen zurückschicken.

Die geopolitische Lage

Wenn Iran tatsächlich zur (potentiellen) „Atommacht“ aufsteigt, wird Saudi Arabien in wenigen Monaten folgen (müssen). Saudi Arabien wird bereits jetzt durch Stellvertreteraufstände und Stellvertreterkriege unmittelbar bedroht. Einen größeren Albtraum, als einen mittelalterlich anmutender Religionskrieg mit Kernwaffen, kann man sich kaum vorstellen. Bereits jetzt bildet sich ein sunnitisches Heer für den schiitischen Stellvertreterkrieg im Jemen.

Nun ist aber das sunnitische Lager nicht so einig, daß es sich der Führung einer „Atommacht Saudi Arabien“ unterordnen wird. Die nächsten „Atommächte“ werden dann die Türkei und – höchstens etwas später – Ägypten werden. Spätestens dann, fällt ganz Europa aus seiner Hängematte. Willkommen im 21ten Jahrhundert.

ACP-1000, Chinas erster richtiger Export

Im August 2013 hat sich China zum ersten mal als Exporteur „richtiger“ Kernkraftwerke auf dem Weltmarkt gezeigt: China hat mit Pakistan einen Vertrag zur Lieferung eines Kraftwerks mit zwei ACP-1000 Reaktoren abgeschlossen. Die Angelegenheit erscheint gleich aus mehreren Gründen bemerkenswert: Es handelt sich bei den Reaktoren um eine Eigenentwicklung von Reaktoren der sog. III. Generation und den besonderen politischen Umständen. Mit Argentinien steht man angeblich vor einem weiteren Abschluss. China scheint also sehr viel schneller auf dem Weltmarkt zu erscheinen, als manch einer sich „im Westen“ hat vorstellen können. Betrachtet man den günstigen Preis von 9,6 Milliarden US-Dollar – was umgerechnet etwa 3300 €/kW entspricht – kann man erwarten, daß China den internationalen Kraftwerksmarkt ähnlich wie bei Mobiltelefonen, Kopierern und Unterhaltungselektronik aufmischen wird. Dies war zwar schon lange angekündigt, aber nicht so schnell zu erwarten gewesen. China will auf dem Kraftwerkssektor unbedingt Weltmarktführer werden. Wird ihm das gelingen, wird sich das für das alte Europa noch zu einem industriellen Albtraum entwickeln. Insofern kann man schon heute allen Politikern und sonstigen Vertretern der „Sozialindustrie und Bio-Bauern-Republik“ zu ihrem Erfolg gratulieren.

Der politische Hintergrund

China demonstriert mit seinem Export von Kernkraftwerken nach Pakistan einmal mehr Stärke und imperiales Gehabe im asiatischen Raum. Für China sind internationale Verträge nur so lange gültig, wie sie dem eigen Vorteil dienen. Sieht China auch nur eigene Interessen berührt – siehe die Haltung zum Giftgaseinsatz in Syrien – sind sie nicht das Papier wert, auf dem sie geschrieben stehen. Eine chinesische Grundeinstellung, für die sie bei allen asiatischen Nachbarn bekannt und gefürchtet sind. Eigentlich, verstößt China nicht nur gegen seine Verpflichtungen aus seiner Mitgliedschaft in der IAEA (International Atomic Energy Agency), sondern auch gegen die erst 2005 abgeschlossenen NSG (Nuclear Suppliers Group) Verträge. Dort hat sich China verpflichtet, keine weiteren Reaktoren (Chashma im Punjab mit 2 x 300 MWe) mehr an Pakistan zu liefern. Der Grund dieses Abkommens ist, daß Pakistan selbst ein Atomwaffenstaat ist und sich beharrlich weigert, den internationalen Abkommen zur Nicht-Weiterverbreitung beizutreten. Es hat durch den nachgewiesenen Handel mit „Atomwaffentechnik“ wiederholt unter Beweis gestellt, daß es eine ausgesprochene Außenseiterrolle einnimmt. Insbesondere sein Nachbar Indien fürchtet die zunehmende Islamisierung des Landes und weitere Übergriffe und Anschläge. China behauptet in seiner ihm eigen Art, daß es sich keinesfalls um den Bruch internationaler Abkommen, sondern lediglich um die Fortsetzung des Chashma-Projekts (Entfernung über 700 km) handelt. Man kann also davon ausgehen, daß China sich als der bevorzugte Lieferant für Kerntechnik für alle zweifelhaften Regime etablieren wird.

Die Energiepolitik in China

Zur Zeit hat China 15 Reaktoren in Betrieb und 30 im Bau. Weitere 51 Reaktoren befinden sich im fortgeschrittenen Planungsstadium und 120 in der Vorstudie. Die Ereignisse in Fukushima führten zu einer zwanzig Monate dauernden Bedenkzeit, in der erstmal keine weiteren Projekte in Angriff genommen wurden. Als Folge dieser Verzögerung wurde das Ausbauziel für 2020 von 80 GWe auf 58 GWe gesenkt. Gleichwohl wurde das Ausbauziel für 2030 mit 200 GWe unverändert gelassen. China hätte damit rund doppelt so viele Reaktoren wie die USA und etwa vier mal so viele, wie Frankreich. Wer solche Planzahlen vorgibt, ist dazu genötigt, eine kerntechnische Industrie von bisher nicht gekannter Größenordnung aufzubauen. Selbst wenn China gewillt und finanziell in der Lage wäre, diese Stückzahl zu importieren, wäre der Weltmarkt dazu gar nicht in der Lage – jedenfalls nicht ohne eine Preisexplosion.

Bisher erscheint das kerntechnische Programm sehr verzettelt. Man hat sich alle verfügbaren Reaktortypen am Weltmarkt zusammengekauft und entsprechende Kooperations- und Lizenzabkommen geschlossen. Andererseits war dies mit einer enormen Lernkurve verbunden. Vorbild war und ist jedoch Frankreich: Man möchte sich möglichst auf einen Reaktortyp beschränken und dadurch die vollen Skalenvorteile nutzen. Dies betrifft vor allem den Betrieb. Anders als in Deutschland, ist das oberste Staatsziel, möglichst viel elektrische Energie, zu möglichst geringen Preisen bereit zu stellen. Dies wird als notwendiges Fundament einer modernen Wohlstandsgesellschaft gesehen.

Der ursprüngliche Plan sah die konsequente Nationalisierung des ursprünglich von Frankreich importierten 910 MWe Reaktors M310+ vor. Er gipfelte in dem als CPR-1000 bezeichneten Reaktortyp, der faktisch ein Nachbau der 34 in Frankreich gebauten Reaktoren mit je 157 Brennelementen war. Von diesem Typ sollten 60 Stück in Serie gebaut werden. Doch Fukushima veränderte die Lage grundlegend. Man kam zum Schluß, in Zukunft nur noch Reaktoren der III. Generation zu bauen und die im Bau befindlichen Reaktoren der II. Generation nach Möglichkeit zu ertüchtigen. Durch diesen Beschluss wurde das Ausbauprogramm etwas durcheinander gewirbelt: Bisher sind nur zwei Typen der III. Generation (AP-1000 von Westinghouse und EPR von Areva) im Bau. Bis zur endgültigen Entscheidung, welcher Reaktor in Großserie gebaut wird, sollen noch erste Betriebsergebnisse abgewartet werden. Neben dem engen Zeitplan ergeben sich auch noch juristische Probleme in Bezug auf die Lizenzabkommen. Wahrscheinlicher Sieger dürfte der in Modulbauweise zu errichtende AP-1000 sein. Allerdings hat man mit Westinghouse erst eine gemeinsame Vergrößerung auf mindestens 1400 MWe (CAP-1400) beschlossen. Diese Neuentwicklung ist bereits vollumfänglich für den Export durch China freigegeben.

Der ACP-1000

Hier kommt nun der ACP-1000 ins Spiel: Wie ein Kaninchen aus dem Zylinder, erscheint ein vollständig selbstständig entwickelter und vollständig durch eigene Rechte abgesicherter chinesischer Reaktor der 1000 MWe Klasse auf der (politischen) Bildfläche. Unverhohlen läßt man damit drohen, daß mindestens 60 % der ausländischen Firmen ihre chinesischen Aufträge ab 2020 verlieren könnten, wenn China den Weg dieser Eigenentwicklung beschreiten würde. Im Moment könnte man bereits 85% des Reaktors mit eigenen Produkten – ohne Lizenzgebühren – produzieren. Durch den hohen Eigenanteil, könnte man bereits heute 10 % günstiger als der Rest der Welt anbieten. Alles etwas vollmundig. Die zwei ersten Reaktoren überhaupt, sollen als Block 5 und 6 im Kernkraftwerk Fuqing in der Fujien Provinz errichtet werden. Baubeginn soll noch dieses Jahr sein. Im Zusammenhang mit einer angeblich vollständigen Eigenentwicklung ist dies etwas dubios. Bisher braucht in China, jedes als „Nuclear Grade“ deklarierte Bauteil (damit sind alle Komponenten gemeint, die für einen sicheren Betrieb ausschlaggebend sind), eine spezielle Zulassung der Genehmigungsbehörde. Um diese Zulassung zu erlangen, muß nachgewiesen werden, daß der Betrieb diese Komponente seit mindestens fünf Jahren produziert und sie in einem Kernkraftwerk erfolgreich eingesetzt wird. Letzteres muß durch den Verwender schriftlich bestätigt werden. Erstes bezieht sich sogar auf Fertigungsstätten ausländischer Firmen in China. Namhafte deutsche Hersteller sind an dieser Klausel gescheitert.

Bisher weiß man über den ACP-1000 nicht sehr viel. Es soll sich um eine Weiterentwicklung der französischen Standardbauweise mit drei Sekundärkreisläufen handeln. Seine Leistung soll 1100 MWe bei 3060 MWth betragen. Der Reaktorkern ist eine angeblich vollständige Eigenentwicklung mit 177 Brennelementen von 3,66 m Länge (Lizenzfrage?). Er ist für ein Wechselintervall von 18 Monaten bei einem Abbrand von 45000 MWd/tU ausgelegt. Ausdrücklich wird die hohe Lastfolgefähigkeit durch eine voll digitale Regelung erwähnt. Durch den Einsatz „passiver Elemente“ bei „modernster aktiver Sicherheit“ soll es sich angeblich um einen Reaktor der III+. Generation handeln. Einen vollständigen Einblick wird man erst erhalten, wenn dieser Reaktor durch eine westliche Genehmigungsbehörde zertifiziert wird. Angeblich, ist dies demnächst vorgesehen.

Konsequenzen

Die Träume vieler europäischer Konzerne, vom großartigen chinesischen Markt dürften ausgeträumt sein. Die deutsche Krabbelgruppenmentalität vom „solidarischen Umgang miteinander“ ist für chinesische Maßstäbe völlig widernatürlich. Im chinesischen Geschäftsleben gilt ausschließlich das Recht des Stärkeren. Wer nicht stets besser ist, hat nicht einmal ein Recht auf Anerkennung. China hat sich alle Reaktormodelle bauen und erklären lassen. Jetzt kommt die Phase der gnadenlosen Verwertung des erlernten. Wer jetzt noch etwas verkaufen will, müßte schon wieder besser sein. Das unendlich langsame Europa kann dieses Tempo nicht mithalten. Ein radikales Umdenken wäre erforderlich. Dafür fehlt es aber (bisher) am erforderlichen politischen Willen. Für die chinesische Führung sind Rüstungsindustrie, Nahrungsmittel- und Energieversorgung die drei zentralen Staatsbereiche. Zumindest in Deutschland, ist Energieverbrauch inzwischen etwas ganz böses und jede Energietechnik, die über den Stand des Mittelalters hinausgeht, eine beängstigende Vorstellung. Träum schön weiter, Michel!

Peaceful Nuclear Explosives (PNE)

Am Wochenende sind mir wieder einige mehr als zwanzig Jahre alte Veröffentlichungen über die Energieerzeugung durch kontrollierte Kernexplosionen in die Hände gefallen. Sie erscheinen mal wieder erwähnenswert, weil offensichtlich vergessen. Darüber hinaus bieten sie einige Erkenntnisse zu Salzbädern, Brüt- und Hybridkonzepten. Zur Einstimmung einige Fragen: Ist es möglich durch kontrollierte Kernexplosionen – quasi Wasserstoffbomben – elektrische Energie zu erzeugen? Könnte man solch einen „Reaktor“ als Brutreaktor benützen, um Spaltmaterial für konventionelle Reaktoren zu erzeugen? Wäre das „politisch korrekt“? Die ersten beiden Fragen lassen sich ziemlich eindeutig mit ja beantworten, die letzte ebenso eindeutig mit nein – heute jedenfalls noch!

Fusion

Bei der Kernfusion werden zwei leichte Elemente zu einem neuen Element „verschweißt“. Hierfür sind extrem hohe Drücke und/oder Temperaturen nötig. Um diese erstmal zu erzeugen, sind gewaltige Energien nötig. Bisher ist es deshalb noch nicht gelungen, eine Fusionsmaschine zu bauen, die kontinuierlich mehr Energie erzeugt, als sie verbraucht. Durch die hohen Temperaturen und den hohen Druck ist das Medium sehr stark bestrebt, sich wieder auszudehnen. Bisher gibt es nur das Konzept eines extremen Magnetfelds zum dauerhaften Einschluß. Die zweite Entwicklungsschiene ist der Trägheitseinschluss: Man schießt mit mehreren Laserstrahlen gleichzeitig auf ein Wasserstoffkügelchen. Dieses Verfahren ist aber diskontinuierlich, da man immer nur einen Schuss ausführen kann. Insofern dürfte es sich weniger zur Stromerzeugung als zur Grundlagenforschung eignen.

Gleichwohl, wird bei der Kernfusion Energie erzeugt. Viel versprechend ist die Fusion von Deuterium und Tritium zu Helium. Deuterium kommt als „schweres Wasser“ in der Natur vor. Tritium hingegen, muß wegen seiner geringen Halbwertszeit von rund 12 Jahren vorher erbrütet werden.

Kernspaltung

Schwere Atomkerne können durch Neutronen gespalten werden. Bei der Spaltung werden einige Neutronen frei, wodurch eine Kettenreaktion aufrecht erhalten werden kann. Wenn man zusätzlich noch „Spaltmaterial“ z. B. U233 aus Th232 erbrüten will, muß man neben dem für die nächste Spaltung notwendigen, noch ein weiteres Neutron zur Verfügung haben. Da man aber auch unvermeidliche Verluste hat, ist es gar nicht so einfach, Brutreaktoren zu bauen.

Hybride

Wenn man beispielsweise einen Urankern spaltet, setzt man rund 200 MeV Energie und im Mittel etwa 2,2 Neutronen frei. Wenn man einen Helium-4 Kern durch Fusion erzeugt, gewinnt man nur etwa 14 MeV Energie und ein Neutron. Will man also die gleiche Energie erzeugen, muß man dafür etwa 14 mal so viele Kerne fusionieren und erhält dadurch aber auch etwa 7 mal so viele Neutronen. Mit anderen Worten: Man hat genug zum „Brüten“ übrig.

Kernexplosion

Will man nun eine Kernexplosion einer Fusion einleiten, muß man die zur Zündung erforderliche Leistung durch eine vorausgehende Kernspaltung bereitstellen. Dies ist das klassische Konzept einer „Wasserstoffbombe“. Die Kernspaltung dient dabei nur als Zünder. Sie sollte daher so klein, wie technisch möglich sein. Der gewaltige Neutronenüberschuß kann zum „Erbrüten“ von Tritium aus Lithium und Uran-233 aus Thorium genutzt werden. Beide können in einem geschlossenen Kreislauf für die nächsten Schüsse verwendet werden. Je weniger Material man zur Zündung spalten muß, je weniger Spaltprodukte erzeugt man.

Der Kernexplosions-Reaktor

Wie gesagt, „Wasserstoffbomben“ zu bauen, ist Stand der Technik. Eine Weiterentwicklung müßte nur der Kostensenkung und der Sicherheit gegen Mißbrauch dienen. Beides geht in die gleiche Richtung: In einem Kern-Explosions-Kraftwerk kommt es nur auf das „Brennelement“ an. Aus Sicherheitsgründen sollen ja gerade keine funktionstüchtigen Kernwaffen verwendet werden. Die Einleitung der Kettenreaktion bei der Zündung sollte durch eine stationäre „Maschine“ erfolgen. Insofern würde sich das „Diebstahlsrisiko“ auf das bekannte Risiko des Diebstahls von Spaltmaterial reduzieren.

Um die üblichen 1000 MWe eines konventionellen Kernkraftwerks zu erzeugen, müßte man etwa alle sieben Stunden einen 20 kT „Sprengsatz“ (etwa Atombombe über Nagasaki) zünden oder besser alle 40 Minuten einen 2 kT „Sprengsatz“. Dies mag für manchen Laien verblüffend sein, daß ein 1000 MWe Kraftwerk täglich mehr Energie erzeugt, als drei Nagasaki-Atombomben mit ihrer bekannten zerstörerischen Wirkung: Es ist der Unterschied zwischen Leistung und Energie. Eine Atombombe setzt ihre Energie in Bruchteilen von Sekunden frei. Allein dieser Zeitunterschied führt zu der verheerenden Explosion. Ganz neben bei, auch ein eindringliches Beispiel für den Unsinn, bei Windrädern und Sonnenkollektoren stets Leistung und Energie durcheinander zu rühren. Ein Windrad kann eben nicht x Personen-Haushalte versorgen, weil es den Leistugsbedarf nicht ständig erzeugen kann.

Aber nichts desto trotz, hat eine Kernwaffe eine ganz schöne Sprengkraft. Wie soll es funktionieren, damit ein Kraftwerk zu betreiben? Man fährt unterirdisch eine Kaverne auf. Für ein 1000 MWe Kraftwerk mit 2 kT-Explosionen müßte sie etwa einen Radius von 20 m und eine Höhe von 100 m haben. Um auch über einen Betrieb von geplant 30 Jahren die Stabilität zu erhalten, sollte sie komplett mit einem 1 cm Stahlblech-Containment ausgekleidet sein. Ist das Containment fest anliegend mit dem umliegenden Fels verschraubt, ergibt sich eine sehr standfeste Konstruktion. Der eigentliche Trick ist aber die Verdämmung der Explosionen. Wenn man von dem Kavernendach einen dichten Vorhang Flüssigkeitstropfen (es geht sogar Wasser) herabregnen läßt und die Explosion in diesem Schauer stattfinden läßt, wird der Feuerball regelrecht aufgefressen. Nahezu die gesamte Energie der Explosion führt auf den zahlreichen Oberflächen der Tropfen zu einer schlagartigen Verdampfung. Wählt man eine Salzschmelze mit ihrer extrem hohen Verdampfungstemperatur, wird dadurch die Explosionswelle in wenigen Metern abgebaut. Das Ergebnis ist eine Druckspitze von weniger als 30 bar, die auf die Wände wirkt. Innerhalb kürzester Zeit kondensiert der Dampf wieder und gibt seine Energie an die Salzschmelze ab. Sie ist jetzt erheblich heißer geworden. Die Salzschmelze wird kontinuierlich durch einen Wärmeübertrager gepumpt, in dem sie Dampf erzeugt. Ab dieser Stelle, beginnt ein ganz konventioneller Kraftwerksteil zur Stromerzeugung.

Die Salzschmelze

Als Salz wird das bekannte Eutektikum FLiBe Li2 – BeF4 aus 67% Berylliumfluorid BeF2 und 32,9% Lithiumfluorid LiF mit einem Schmelzpunkt von 363 °C verwendet, sodaß sich eine Arbeitstemperatur um 500 °C einstellt. Es können einige Prozent Thoriumfluorid ThF4 darin gelöst werden. Zusätzlich kann der Sprengkörper mit einer Schicht aus Beryllium als Neutronenmultiplikator und Thorium als Brutstoff umgeben werden. Wird die Salzschmelze reduzierend, das heißt mit einem Fluoridmangel angesetzt, kommt das Tritium als Tritiumgas vor und kann kontinuierlich abgezogen werden. Das erbrütete Uran-233 bildet ebenfalls Uransalz UF4. Es kann recht einfach abgeschieden werden, indem es z. B. in das gasförmige Uranhexafluorid UF6 umgeformt wird.

Bei diesem Reaktor kann der Anteil der Energieproduktion aus Spaltung und Fusion in weiten Grenzen verschoben werden. Bis zu 90 % Energie können theoretisch aus der Fusion gewonnen werden. Dies bedeutet neben einem geringen Anteil von Spaltprodukten eine sehr hohe Brutrate wegen des sehr hohen Neutronenüberschusses. Es ist zu erwarten, daß bereits auf der Basis heutiger Uran- und Strompreise, der wesentliche Erlös aus dem Verkauf von Spaltmaterial kommen würde. Dieses Reaktorkonzept bietet sich daher besonders für den Fall eines „verschlafenen“ Einstiegs in eine Brüterflotte, bei plötzlich steigenden Uranpreisen an.

Sicherheit

Wenn wirklich alles schief geht, hat man einen unterirdischen „Kernwaffentest“. Die Anlage ist dann unwiederbringlich Totalschaden. Aber das war’s auch schon. Allein die USA haben über 800 unterirdische Testexplosionen in Sichtweite von Las Vegas ausgeführt. Im Spitzenjahr 1962 praktisch an jedem dritten Tag eine.

Das Inventar an Spaltprodukten liegt bei diesem Reaktortyp unter einem Prozent gegenüber einem konventionellen Leichtwasserreaktor. Dies liegt einerseits daran, daß ein erheblicher Teil der Energie aus der Fusion mit dem Endprodukt Helium stammt und andererseits durch die Wiederaufbereitung zur Spaltstoffgewinnung auch ständig Spaltprodukte dem Kreislauf entzogen werden. Wie Simulationsrechnungen gezeigt haben, ist auch nach 30 Betriebsjahren und der Berücksichtigung von Aktivierungen durch Neutronenbeschuß von Stahlhülle und umliegenden Gestein, die Radioaktivität so gering, daß man den Rest einfach unter Beton beerdigen könnte. An dieser Stelle sei daran erinnert, daß bei der Verwendung von Thorium praktisch keine langlebigen Aktinoide entstehen.

Das Inventar an Tritium wäre unter 100 Ci, da es ja ständig abgezogen werden muß, um es verbrauchen zu können. Ein vollständiges Entweichen durch einen Unfall wäre kein besonderes Problem.

Proliferation

Es wäre ein Irrtum zu glauben, daß eine solche Anlage für Terroristen oder „Schurkenstaaten“ ein Objekt der Begierde sein könnte. Die bei diesem Reaktortyp verwendeten Sprengkörper sind als Waffe ziemlich ungeeignet. Sie wären kaum zu transportieren oder zu lagern. Sie müßten wegen ihrer Vergänglichkeit eher vollautomatisch gefertigt und unmittelbar verbraucht werden. Ebenso wird man kaum den Weg der Zündung über chemische Sprengstoffe gehen. Dies wäre viel zu teuer. Man wird eher den Weg über eine stationäre Zündmaschine gehen. Die wird aber so groß werden, daß man sie kaum stehlen könnte.

Nachwort

Manchem mag das alles wie Science Fiction vorkommen. Ist es aber gar nicht. Es gibt kaum etwas, was besser erforscht ist als Kernwaffen. Es gibt auch nach wie vor kaum ein Fachgebiet was besser ausgestattet ist. Wo stehen denn stets die schnellsten Rechner, die besten Labors, die größten Laser etc.? Wenn man wollte, könnte man diesen Reaktortyp innerhalb von zehn Jahren bauen. Es wäre ein sicherer Einstieg in die Kernfusion und es wäre für die einschlägigen „Fachabteilungen“ zumindest in USA und Rußland ein Routineauftrag. Weniger Forschung als Entwicklung.

Es geht hier nicht darum, Werbung für ein exotisches Kraftwerk zu machen. Es sollte nur an einem Beispiel gezeigt werden, wie unendlich breit das Gebiet der Kernenergie ist und welche Möglichkeiten es bieten würde. Eher geht es darum, daß der Blickwinkel – gegenüber unseren Vätern – sehr verengt worden ist. In den 1950er und 1960er Jahren hatte man noch eine Kreativität, wie sie heute vielleicht noch in der IT-Branche vorhanden ist. Technik war noch nicht negativ besetzt.

Es gab auch noch eine Hoffnung auf, und einen Willen zu einer besseren Zukunft. Die Angst- und Neidindustrie war noch gar nicht erschaffen. Der ganze Blödsinn von bald versiegenden Ölquellen, Uranvorkommen, „Treibhauseffekten“, „Ozonlöchern“ etc. konnte die Menschen noch nicht ängstigen. Es ist allerdings kein Zufall, daß sich alle Systemveränderer immer wieder auf die Energietechnik stürzen. Sie haben mehr als andere erkannt, daß Energie die „Master Resource“ ist, ohne die nichts geht, aber mit deren Hilfe, fast alles möglich ist.

Niemand zwingt uns Menschen, mit Wind und Sonne wieder zurück ins Mittelalter zu gehen. Die resultierende Armut und die entgangenen Chancen wären freiwillig gewählt.

Reaktortypen heute und in naher Zukunft

Warum haben sich einige Reaktoren durchgesetzt und andere nicht?

Bevor die technische Betrachtung los gehen kann, sind einige Vorbemerkungen erforderlich. Es sind die immer gleichen Sätze, die aber all zu gern gerade von Technikern und Wissenschaftlern verdrängt werden: Da draußen, in der realen Welt, außerhalb von Hörsälen und Politologenseminaren, kostet alles Geld und muß auch alles wieder Geld einbringen. Einen Euro, den man für Forschung ausgegeben hat, kann man nicht noch einmal für „soziale Projekte“ oder sonst irgend etwas ausgeben. In der Politik herrscht der nackte Verteilungskampf. Jeder in der Wirtschaft investierte Euro, muß nicht nur wieder eingespielt werden, sondern auch noch einige Cents zusätzlich einbringen – gemeinhin Gewinn genannt. Dies ist geradezu naturgesetzlich. Wie der „Real Existierende Sozialismus“ eindrücklich bewiesen hat, bricht sonst ein ganzes Gesellschaftssystem einfach in sich zusammen.

Die Evolution

Von den unzähligen Reaktortypen, haben nur drei – in der Reihenfolge ihrer Stückzahl – überlebt: Druckwasser-, Siedewasser- und Schwerwasserreaktoren. Gestorben sind alle mit Gas gekühlten, Graphit moderierten, und „schnellen“ Reaktoren. Manche sind über den Status eines Prototypen – wie z. B. die Salzbadreaktoren – nicht hinaus gekommen. Das sagt weniger über ihre „technischen Qualitäten“, als sehr viel mehr über die Gültigkeit der Vorbemerkung aus.

Die „schnellen“ Brüter

Das einzige, in der Natur vorkommende Material, mit dem man eine Kettenreaktion einleiten kann, ist Uran-235. Der Anteil dieses Isotops am Natururan beträgt nur 0,7%. Hört sich beängstigend gering an. Mit Prozenten ist das aber immer so eine Sache: Wenn man nicht fragt, von wieviel, kann man schnell zu falschen Schlüssen gelangen. Drei Dinge sind zu berücksichtigen, die sich gegenseitig positiv verstärken:

  1. Nach menschlichen Maßstäben, gibt es auf der Erde unerschöpflich viel Uran. Uran ist als Spurenelement überall vorhanden. Allein in den oberen 30 cm Erdschicht, sind auf jedem Quadratkilometer rund 1,5 to vorhanden (der durchschnittliche Urangehalt in der Erdkruste liegt bei 2,7 Gramm pro Tonne). Das Uran-Vorkommen im Meerwasser wird auf vier Milliarden Tonnen geschätzt. Der Menschheit wird das Uran also nie ausgehen. Eine von „Atomkraftgegnern“ immer wieder gern verbreitete angebliche Reichweite von ohnehin nur 30 bis 80 Jahren, ist einfach nur grottenschlechte Propaganda.
  2. Für uns Menschen setzt die Kernspaltung von Uran unvorstellbare – weil außerhalb unseres normalen Erfahrungshorizont liegend – Energiemengen frei. Die Spaltung eines einzelnen Gramms Uran setzt rund 22.800 kWh Wärme frei oder viel anschaulicher ausgedrückt, 13 boe (Fässer Rohöläquivalent). Zur Zeit kostet ein barrel (159 Liter) Rohöl rund 80 Euro am Weltmarkt. Ein Pound (453 gr) U3 O8 kostet aber nur etwa 50 US-Dollar – und damit nicht 1 Million (!!) Dollar, wie es seinem „Öläquivalent“ entsprechen würde. Diese Abschätzung macht deutlich, daß noch einige Zeit vergehen dürfte, bis das Uran auch nur im wirtschaftlichen Sinne knapp werden wird. Allein das bisher geförderte Uran (in der Form von Sprengköpfen, abgebrannten Brennelementen etc.) reicht für einige Jahrtausende aus, um den heutigen Weltbedarf an elektrischer Energie zu produzieren.
  3. In thermischen Reaktoren (gemeint ist damit, Reaktoren in denen überwiegend nur sehr langsame Neutronen die Kernspaltung betreiben.) wird vorwiegend Uran-235 genutzt, das aber im Natururan nur zu 0,7 % enthalten ist. Man glaubte, durch diesen „Faktor 100“ könnte sich vielleicht früher ein Engpass ergeben. Um so mehr, da bei Leichtwasserreaktoren eine Anreicherung auf 3 bis 5 % sinnvoll ist. Wegen der erforderlichen Anreicherung benötigt man fast die zehnfache Menge Natururan für die Erstbeladung eines solchen Reaktors. In Wirklichkeit ist es weit weniger dramatisch, da bei jeder Spaltung durch die Überschußneutronen neuer Spaltstoff (Plutonium) erzeugt wird. Die Konversionsrate bei heutiger Betriebsweise beträgt etwa 0,6. Mit anderen Worten, wenn 10 Kerne gespalten werden, bilden sich dadurch 6 neue „Spaltkerne“. Dafür benötigt man eine Wiederaufbereitungsanlage, deren Betrieb aber reichlich Geld kostet. Bei den heutigen, geringen Uranpreisen am Weltmarkt (siehe oben) lohnt sich das wirtschaftlich kaum. Man läßt die abgebrannten Brennelemente erst einmal stehen. Für die Kraftwerksbetreiber sind sie Abfall (weil nicht länger mehr im Reaktor einsetzbar), aber trotzdem Wertstofflager und keinesfalls Müll. Darüber hinaus sind sie um so leichter zu verarbeiten, je länger sie abgelagert sind.

Bedenkt man diese drei Punkte und den Vorspann, hat man unmittelbar die Antwort, warum sich Reaktoren mit schnellem Neutronenspektrum bis heute nicht kommerziell durchsetzen konnten. Sie sind in Bau und Betrieb wesentlich teurer als Leichtwasserreaktoren. So muß man Natrium- oder Bleilegierungen als Kühlmittel einsetzen. Eine völlig andere Technologie. Für Pumpen, Ventile und was man noch so alles in einem Kraftwerk braucht, gibt es nur weniger als eine Handvoll Hersteller, die alles in Einzelanfertigung herstellen mußten. Selbst das Kühlmittel ist ein Problem: Für vollentsalztes Wasser findet man heute praktisch in jeder Stadt einen Lieferanten. Für „Reaktornatrium“ gibt es nach Kenntnis des Autors praktisch nur einen Hersteller weltweit – übrigens ein deutsches Unternehmen – der bis nach Rußland und China liefert. In einem „natriumgekühlten“ Reaktor hat man drei Kühlkreisläufe (einen radioaktiven durch den Kern, einen Zwischenkreis zum Strahlenschutz und einen Wasser-Dampf-Kreislauf zur eigentlichen Stromerzeugung). Demgegenüber hat ein Siedewasserreaktor nur einen, der auch ohne Umwälzpumpen auskommen kann. Der Unterschied in Investitions- und Betriebskosten dürfte auch jedem Laien nachvollziehbar sein.

Weitaus schwerwiegender ist aber das wirtschaftliche Risiko. Kein verantwortungsvoller Energieversorger auf der Welt, wird sich für einen schnellen Reaktor zur kommerziellen Stromerzeugung entscheiden. Unkalkulierbares Genehmigungsverfahren mit unbestimmten Ausgang: Dafür findet sich keine Bank, die darauf einen Kredit gibt. Es bleibt daher auf absehbare Zeit wie es ist. Solche Reaktoren können nur in Rußland, China und Indien in staatlicher Regie gebaut werden. Sollten sich in einem „westlichen“ Land tatsächlich Politiker finden, die dafür die Verantwortung tragen wollen, könnte es sofort losgehen. Das Jahrzehnte dauernde Drama in Japan (Monju, Baubeginn 1984 (!), bis heute im ständigen Umbau) ist allerdings abschreckendes Beispiel genug. Technisch, gibt es keine grundlegenden Probleme mehr. Technisch, hätte das Projekt ungefähr das Risiko und den finanziellen Aufwand eines neuen Verkehrsflugzeugs oder einer neuen Weltraumrakete – nur für Politiker ist es eben nicht attraktiv. Dies ist übrigens keine Politikerschelte, denn die werden von uns selbst gewählt.

Selbst in USA läßt man sich für zig Milliarden lieber eine Mischoxid-Brennelemente-Fabrik von Areva bauen, nur um seinen vertraglichen Pflichten gegenüber Rußland aus dem Abrüstungsprogramm nachkommen zu können. Was in Frankreich funktioniert, kann so schlecht nicht sein. Die eigene IFR-Entwicklung hat man an Japan verscherbelt. Sie lebt heute unter dem Kürzel PRISM (Power Reactor Innovative Small Module) in einem Gemeinschaftsunternehmen von GE und Hitachi Nuclear Energy (GEH) mehr schlecht als recht, weiter. 2012 hat sich GEH in Großbritannien um ein Projekt zur Beseitigung des nationalen Überschusses an Plutonium beworben. Als Alternative zu Mischoxid-Brennelementen, mit deren Fertigung man in GB keine berauschenden Erfahrungen gemacht hatte. Mal sehen, was daraus wird. Es sollte übrigens ausdrücklich kein „Brüter“, sondern ein „Brenner“ werden, der möglichst schnell, möglichst kostengünstig, große Mengen Plutonium untauglich für eine Waffenherstellung macht.

Die Hochtemperaturreaktoren

Immer wieder taucht die (zweifelhafte) Forderung nach höheren Temperaturen auf. Entweder ist die Begründung ein besserer Wirkungsgrad oder die Nutzung für die Chemie. Deutschland war nach der Ölkrise der 1970er federführend in der Entwicklung. Will man höhere Temperaturen (über 300 °C) erreichen, bleibt praktisch nur eine Gaskühlung, da bei Wasserdampf der Druck in eine nicht mehr sinnvolle Dimension ansteigt. Außerdem verläßt man im Reaktor das Naßdampfgebiet, was für die „Reaktordynamik“ nur Nachteile bringt.

In den 1950er Jahren hatte man das Problem mit „zu nassem“ Dampf im Turbinenbau. Ausserdem ging zwangsläufig der Bau von Reaktoren mit Graphit als Moderator (für die Rüstung) voran. In Großbritannien ergaben sich die MAGNOX-Reaktoren mit Natururan und CO2. als Kühlmittel. Sie wurden mit einem Druck von knapp 21 bar und 400 °C betrieben. Schon damals unwirtschaftlich. Die Entwicklung ging folgerichtig weiter, zum AGR mit rund dem doppelten Druck und einer Temperatur von 630 °C. Von diesem Advanced Gas-cooled Reactor (AGR) wurden immerhin zehn Reaktoren mit einer Gesamtleistung von fast 6.000 MWe gebaut. Die hohe Temperatur in Verbindung mit CO2. führte zwar immer wieder zu Korrosionsproblemen, aber eigentlich sind es recht robuste Kraftwerke. Bei Neuplanungen geht man aber auch in Großbritannien ausschließlich von Leichtwasserreaktoren aus.

In der Sowjetunion erschuf man einen mit Graphit moderierten Druckröhren Reaktor (RBMK). Er erlangte in Tschernobyl traurige Berühmtheit. Es sind wohl immer noch acht Reaktoren in Betrieb. Die Mehrzahl wurde aber bereits aus dem Verkehr gezogen.

Auf die „echten“, mit Helium gekühlten Hochtemperatur-Reaktoren (z. B THTR in Deutschland mit 750 °C Austrittstemperatur) wird weiter unten noch eingegangen.

Kernenergie zur Stromproduktion

Bisher hat sich die Kernenergie weltweit ausschließlich zur Produktion elektrischer Energie durchgesetzt. Warum das auch auf absehbare Zeit so bleiben wird, später.

Nun hört man immer wieder das „Modewort“ von der „Energieeffizienz“. Gegen Leichtwasserreaktoren wird von „Atomkraftgegnern“ immer gern das Argument der angeblich schlechten Wirkungsgrade angeführt. Als Wirkungsgrad ist das Verhältnis von erhaltener Energie (die elektrische Energie, die aus dem Kraftwerk ins Netz geht) zu eingesetzter Energie (Spaltung von Uran oder Plutonium) definiert. Eine solche Definition macht in diesem Fall ohnehin wenig Sinn: Zumindest Plutonium ist ein (außer als Energieträger) wertloser Stoff, der potentiell sogar gefährlich (wie z. B. Quecksilber) ist. Eine andere Situation als bei Öl, Erdgas usw., die man auch als Rohstoff für vielfältige, andere Zwecke (Treibstoff, Kunststoffe etc.) nutzen kann. Ein besserer Wirkungsgrad macht bei der Kernenergie nur als „verminderte“ Betriebskosten Sinn. Wie aber schon oben gezeigt wurde, kostet Uran (energetisch betrachtet) fast nichts, aus dem Schornstein (im Vergleich zu einem Kohlekraftwerk) kommt auch nichts und die Asche (Spaltprodukte) ist weniger, als bei einem Gasturbinen-Kraftwerk aus dem Schornstein kommt. Alles keine Anreize, damit man um Wirkungsgrad-Punkte kämpft.

Trotzdem kann es nicht schaden, wenn man mal über den Zaun schaut. Die Spitzenwerte liegen heute für Koppelprozesse in Gasturbinen-Kraftwerken, mit nachgeschaltetem Dampfkreislauf zur Abwärmenutzung, bei 60%. Die modernsten Steinkohle-Kraftwerke haben Wirkungsgrade von 46% und der EPR von Areva 37%. Wenn man den Koppelprozeß mit 1 ansetzt, verhalten sich Kombi-, zu Steinkohle-Kraftwerk und Druckwasserreaktor wie 1,0 : 0,77 : 0,62. Alles keine Zahlen, um ein völlig neues Kraftwerkskonzept zu verkaufen (Sie erinnern sich noch an den Vorspann?).

Sehr interessant in diesem Zusammenhang wäre die Kraft-Wärme-Kopplung: Ein Kernkraftwerk als Heizkraftwerk. Plötzlich hätte man die gleichen Nutzungsgrade, wie aus den Prospekten der Block-Heiz-Kraft-Werk (BHKW) Hersteller und Rot/Grünen-Parteitagen – und das auch noch ohne Abgase und Geräusche. Ja, wenn nur die Strahlenphobie nicht wäre. Wir könnten leben, wie in der Schweiz (KKW Beznau) oder einst an der Unterelbe (KKW Stade).

Kernenergie als Wärmequelle

Mit Leichtwasserreaktoren läßt sich sinnvoll nur Wärme unter 300 °C herstellen. Wärme läßt sich wirtschaftlich immer nur über kurze Strecken transportieren. Andererseits nimmt gerade die Niedertemperaturwärme (Raumheizung, Warmwasser etc.) einen beträchtlichen Anteil in der nördlichen Hemisphäre ein. Man müßte lediglich Kernkraftwerke (vielleicht SMR?) in der Nähe von Metropolen bauen um „Fernwärme“ auszukoppeln.

Sehr hohe Temperaturen braucht man nur in der Industrie (Metalle, Glas etc.) und der Chemie. Diese Anwendungen sind heute eine Domäne von Erdgas und werden es auch bleiben. Hochtemperatur-Reaktoren wurden immer nur als Angebot für das Zeitalter nach dem „Ölzeitalter“ (wann das wohl sein wird?) vorgeschlagen. In Deutschland nannte man das „Kohle und Kernenergie“ und schuf den Thorium-Hochtemperatur-Reaktor (THTR), auch Kugelhaufen-Reaktor genannt. Er hat Austrittstemperaturen von 750 °C erreicht (für die Stromerzeugung mit Trockenkühlturm), sollte aber über 1000 °C für „Kalte Fernwärme“ und Wasserstoffproduktion erreichen.

Weltweit werden mehr als 500 Milliarden Normkubikmeter Wasserstoff produziert. Hauptsächlich aus Erdgas. Größte Verbraucher sind Raffinerien und Chemieanlagen. Folgt man einmal nicht Greenpeace und Putin („Wir brauchen mehr umweltfreundliche Gaskraftwerke“), sondern ersetzt im Gegenteil Erdgaskraftwerke durch Kernkraftwerke, kann man ganz konventionell riesige Wasserstoffmengen zusätzlich produzieren. Dagegen kann nicht mal die „Klima-Schutz-Staffel aus Potsdam“ etwas einwenden, denn bei der Umwandlung von Methan fällt nur Wasserstoff und CO2 an. Das Kohlendioxid kann nach texanisch, norwegischem Muster in den alten Öl- und Gasfeldern entsorgt werden oder nach niederländischem Muster in Tomaten. Der Einstieg in die „Wasserstoffwirtschaft“ kann erfolgen. Bis uns das Erdgas ausgeht, können Hochtemperaturreaktoren warten.

Fazit

Es geht mir hier nicht darum, für die Einstellung von Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Kerntechnik einzutreten. Ganz im Gegenteil. Es nervt mich nur, wenn ganz schlaue Kernenergiegegner einem im Schafspelz gegenübertreten und einem erzählen wollen, daß sie ja eigentlich gar nicht gegen Kernenergie sind: Wenn, ja wenn, nur die „ungelöste Entsorgungsfrage“ erstmal gelöst ist und es „sichere Reaktoren“ gibt. Man würde ja in letzter Zeit auch immer von ganz „interessanten Konzepten“ lesen. Was spreche denn dagegen, erstmal abzuwarten? Bis dahin könnte man ja Wind und Sonne ausbauen. Die würden ja dadurch auch ständig billiger werden (Ha, ha, ha) und wahrscheinlich bräuchte man dann auch gar keine Kernenergie mehr. Und überhaupt, die „Energieeffizienz“ sei überhaupt die größte Ressource, man vertraue da ganz auf den Erfindergeist der „Deutschen Ingenieure“. Na denn ….

Die „Dual Fluid“ Erfindung

oder Verschwörungstheoretiker versus Erfindermesse

Seit ein paar Wochen tobt im Internet ein Streit zwischen den „Reaktorerfindern“ des Instituts für Festkörper-Kernphysik gGmbH (http://dual-fluid-reaktor.de) und den „Preisstiftern“ des Greentec-Awards 2013 (http://www.greentec-awards.com). Soweit ein Außenstehender nachvollziehen kann, geht es um die Bewerbung von A bei B um irgendeine Auszeichnung. Leider wurde der „Dual Fluid Reaktor“ von A nachträglich durch B disqualifiziert, weil er angeblich die Ausschreibungsbedingungen gar nicht erfüllt. Damit hätte sich das Interesse des Autors bereits vollständig erschöpft, wenn nun nicht in allen möglichen Blogs Partei für die eine oder andere Seite ergriffen würde. Inzwischen wird die Angelegenheit zum Glaubenskrieg Pro oder Kontra Kernenergie hochstilisiert. Von beiden Lagern wird soviel Blödsinn verbreitet, daß es dem Autor notwendig erscheint, ein paar erklärende Worte zu versuchen.

Grundsätzliches

Jedes Kernkraftwerk braucht einen Brennstoff und ein Arbeitsmedium. Für die (großtechnische) Stromerzeugung hat sich bis zum heutigen Tag nur der von einer Turbine angetriebene Generator durchgesetzt. Bei den Turbinen überwiegt die Dampfturbine und in wenigen Fällen die „Luftturbine mit innerer Verbrennung“, meist kurz „Gasturbine“ genannt. Für Kernkraftwerke scheidet die zweite aus. Deshalb funktionieren alle Kernkraftwerke mit Dampfturbinen. Wie bestimmend der Wasser-Dampf-Kreislauf für Kernkraftwerke ist, hat sich vor nicht all zu langer Zeit wieder an der Weiterentwicklung des mit Helium gekühlten Kugelhaufenreaktors gezeigt: China und Deutschland haben erfolgreich auf Dampfturbinen gesetzt, das Konsortium in Südafrika ist kläglich an der Entwicklung einer mit Helium betriebenen Gasturbine gescheitert.

Beim Brennstoff wird die Sache schon bedeutend vielfältiger: Man hat unterschiedliche Stoffe (z. B. Uran, Thorium, Plutonium) in unterschiedlichen chemischen Verbindungen (Uranoxid, -nitrid, -karbid, metallisch) und Aggregatzuständen (feste Tablette, wässrige Lösung, geschmolzene Salze) verwendet. Jede Brennstoffart hat ihre ganz charakteristischen Vor- und Nachteile, die in jedem konkreten Anwendungsfall abgewogen werden müssen. Den idealen Brennstoff gibt es nicht!

Ein wenig Neutronenphysik

Prinzipiell kann man jedes „schwere Element“ mit Neutronen spalten. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit für eine Spaltung nicht nur eine Stoffeigenschaft, sondern hängt auch von der Geschwindigkeit der auftreffenden Neutronen ab. Man unterscheidet deshalb in der Neutronenphysik bei jedem Isotop noch Absorptions-, Streu- und Spaltquerschnitte als Maß für die Wahrscheinlichkeit, was nach einem Zusammenstoß mit einem Atomkern passiert. Diese Querschnitte sind darüber hinaus keine einzelnen Werte, sondern Funktionen der Neutronengeschwindigkeit. Umgangssprachlich ausgedrückt: Wild gezackte Kurven.

Im Zusammenhang mit der „Atommüllproblematik“ kann also festgestellt werden, man kann alle Aktinoide – also insbesondere, die gefürchteten, weil sehr langlebigen Bestandteile der benutzten Brennelemente, wie Plutonium etc. – in (speziellen) Reaktoren spalten und damit unwiederbringlich aus der Welt schaffen. Alle Spaltprodukte wären nach rund 300 Jahren verschwunden. Es geht also nicht um ein etwas anderes Endlager, sondern um eine Beseitigung unter gleichzeitiger Energiegewinnung. Erforderlich ist bei einem solchen „Reaktor zur Beseitigung von langlebigen Aktinoiden“ ein hartes Neutronenspektrum. Die Neutronen dürfen nach ihrer Entstehung möglichst wenig abgebremst werden. Wie alle Erfahrungen international gezeigt haben, läßt sich das am wirksamsten mit einem natriumgekühlten schnellen Reaktor realisieren. Dafür ist kein „Salzbad“ zwingend notwendig.

Das einzige, in der Natur vorkommende Isotop, welches in der Lage ist eine Kettenreaktion einzuleiten, ist Uran-235. Hinzu kommen noch die beiden künstlich hergestellten Isotope Plutonium-239 (gewonnen aus Uran-238) und gegebenenfalls Uran-233 (gewonnen aus Thorium). Ohne wenigstens eines der drei, funktioniert kein Reaktor! Will man darüber hinaus einen Reaktor zur Beseitigung von (allen) Aktinoiden bauen, müssen diese Isotopen in hoher Konzentration (mindestens zweistellig) vorliegen, da ihre Einfangquerschnitte für diese Neutronengeschwindigkeiten sehr klein sind. Das andere Ende der Möglichkeiten, wie z. B. Schwerwasserreaktoren, können sogar mit Natururan (U-235 – Gehalt 0,7%) und Thoriummischungen betrieben werden. Unsere heutigen Leichtwasserreaktoren werden optimal mit einer Anreicherung von etwa 3 bis 5% betrieben.

Die Uranfrage

In der 1950er-Jahren gab es weltweit eine Uranknappheit. Man glaubte daher, ohne „Brüter“ keine friedliche Nutzung der Kernenergie schaffen zu können. Man kannte das Dilemma, daß man ausgerechnet für „Brüter“, also Reaktoren, die mehr Plutonium herstellen, als sie bei der Kernspaltung selbst verbrauchen, große Mengen Spaltmaterial benötigte. „Verdoppelungszeit“ war das Wort der Stunde. Gemeint ist damit der Zeitraum, der vergeht, bis so viel Plutonium erbrütet, wiederaufbereitet und verarbeitet ist, bis man damit einen zweiten Reaktor zusätzlich in Betrieb nehmen kann.

Eine Analyse des Problems führte zu flüssigen Brennstoffen. Bei einer Flüssigkeit kann man kontinuierlich einen Strom abzweigen und wieder aufbereiten. Wässrige Uranlösungen waren nicht zielführend, da man die unkontrollierbaren Ablagerungen im Reaktor nicht in den Griff bekam. Man ging zu geschmolzenem Salz über. In diesen Salzbädern konnte man auch Thorium – als weitere Rohstoffquelle – erschließen.

Thorium als Alternative

Um es gleich vorweg zu nehmen, um Thorium zu nutzen, braucht man keinen Salzbadreaktor. Dies hat Kanada/Indien (CANDU) und Deutschland (THTR) erfolgreich unter Beweis gestellt. Andererseits braucht man für Salzbadreaktoren nicht zwingend Thorium. Es geht auch mit Uran. Ein Mißverständnis, das oft in der Öffentlichkeit zu hören ist.

Zurück zum „Brüten“. Viele Spaltstoffe sind „parasitär“. Sie absorbieren einen Teil der bei der Spaltung frei gewordenen Neutronen. Diese sind dann sowohl für eine weitere Spaltung – um die Kettenreaktion überhaupt in Gang zu halten – oder eine Umwandlung von Uran oder Thorium unwiederbringlich verloren. Neutronen sind aber äußerst kostbar. Bei der Spaltung werden nur zwei bis drei freigesetzt. Eines braucht man für die nächste Spaltung (Kettenreaktion), die anderen könnten „brüten“. An dieser Stelle wird klar, warum es so schwer ist einen „Brüter“ zu bauen, bzw. die „Verdoppelungszeit“ grundsätzlich sehr lang ist: Zwei Neutronen sind weg (für die nächste Spaltung und um das gespaltene Atom zu ersetzen), es bleibt für einen Mehrwert nur die Stelle hinter dem Komma.

Zurück in die 1950er-Jahre: Man glaubte an eine Knappheit von Natururan, welches auch noch strategisch wichtig war (atomare Aufrüstung im kalten Krieg). Man wußte ferner, daß die „Verdoppelungszeiten“ für „schnelle Brüter“ sehr lang waren und deshalb der Ausbau der Nutzung der Kernenergie gefährdet schien. Ferner wußte man, daß die Vorräte an Thorium etwa vier mal so groß, wie die Welt-Uranvorräte sein mußten. Wenn dies auch nichts über die wirtschaftliche Gewinnung aussagt.

Bei Thorium kommt noch der Vorteil hinzu, daß die „Neutronenausbeute“ bei Spaltung durch schnelle oder langsame Neutronen nicht so verschieden ist. Hohe „Konversionsraten“ sind relativ einfach möglich. Dies war der zweite Vorteil – neben der hohen Betriebstemperatur – des deutschen THTR-Reaktor-Konzepts. Man benötigte eine relativ kleine Impfung mit hoch angereichertem Uran oder Plutonium, um den Reaktor zu starten. Der größte Teil der Energie wurde dann aus dem selbst umgewandelten Thorium erzeugt. Hoher Abbrand, bei geringem Einsatz von kostbarem Uran-235 bzw. Plutonium.

Salzbadreaktor

Wenn man einen Reaktor mit flüssigem Brennstoff bauen will, kommt man sehr schnell –und immer wieder – auf die sogenannten FLiBe-Salze. Eine Mischung auf der Basis von Fluor, Lithium und Beryllium. Sie haben geringe Einfangquerschnitte (wirken also kaum parasitär für die Neutronen), besitzen einen geringen Schmelzpunkt (sehr wichtig bei jeder Inbetriebsetzung) und sind (einigermaßen) nicht korrosiv.

Allerdings ist es zumindest diskussionswürdig, ob die in der Öffentlichkeit angeführten Vorteile überhaupt solche sind. Die Herstellung des „Betriebsmediums“ innerhalb eines Kraftwerks ist nicht unproblematisch. Ein Kraftwerk ist keine Chemiefabrik. Es sei nur darauf hingewiesen, daß Beryllium und seine Verbindungen hoch giftig und krebserregend sind. Die Aufrechterhaltung eines stets homogenen Brennstoffs von gleichbleibender chemischer und neutronenphysikalischer Qualität, ist eine echte Herausforderung.

Gut ein Drittel der Spaltprodukte sind Gase. Bei festen Brennelementen ist deren sicherer Einschluß im gasdicht verschweißten Rohr ein zentraler Bestandteil der Sicherheitsphilosophie. Bei einer Flüssigkeit perlen sie naturbedingt und unkontrollierbar aus. Es muß deshalb ständig ein Teilstrom ausgeschleust werden, aus dem durch Strippung mit Helium die gasförmigen (bei dieser Temperatur) Bestandteile abgeschieden werden. Diese sind hochradioaktiv und müssen sicher zurückgehalten werden. Die Abgasstrecke ist schon in einer konventionellen Wiederaufbereitungsanlage eine recht komplexe Angelegenheit. Hier kann aber nicht mit „abgelagertem“ Brennstoff, sondern muß stets mit frischem gearbeitet werden.

Die Salze sind auch nicht ganz billig. Auch hier nur ein Hinweis: Natürliches Lithium besteht aus 92,5% Lithium-7 und 7,5% Lithium-6. Lithium-6 sollte aber nicht verwendet werden, weil aus ihm durch Neutroneneinfang Tritium entsteht. Tritium ist in der Kerntechnik äußerst unbeliebt, da es mit Sauerstoff „radioaktives“ Wasser bildet, das aus dem biologischen Kreislauf praktisch nicht mehr zu entfernen ist. Deshalb muß das natürliche Lithium erst aufwendig angereichert werden. Bisher ging das großtechnisch nur unter Verwendung von Quecksilber. In Oak Ridge ist man seit Jahrzehnten damit beschäftigt, die Quecksilberverseuchung aus der Lithiumanreicherung wieder zu beseitigen.

Aufbereitung durch Pyroprocessing

In letzter Zeit findet bei der Wiederaufbereitung ein Paradigmenwechsel statt. Es steht nicht mehr die Gewinnung von möglichst reinem Uran bzw. Plutonium im Vordergrund, sondern die Gewinnung möglichst reiner Spaltprodukte. Je reiner die Spaltprodukte, je kürzer die Lebensdauer des „Atommülls“. Ein „Endlager“ wäre überflüssig. Je „schmutziger“ das Plutonium, je ungeeigneter zur Waffenproduktion.

Ein Favorit in diesem Sinne, ist das Pyroprocessing. Im Prinzip ist es das gleiche Verfahren, wie bei der Kupfergewinnung. Die Metalle (Uran, Plutonium und im Idealfall alle minoren Aktinoide) wandern von der Atommüll-Elektrode zur Rein-Metalle-Elektrode. Die Spaltprodukte bleiben im Elektrolyt zurück. Das Aktinoidengemisch wird zu neuen Brennelementen verarbeitet. Es ist für die Waffenherstellung ungeeignet.

Auch hierfür ist kein Salzbadreaktor erforderlich. Es wurde erfolgreich für den mit Natrium gekühlten IFR eingesetzt. Man könnte sogar konventionelle Brennelemente aus Leichtwasserreaktoren damit aufbereiten. Es ist lediglich eine Zusatzstufe zur Reduktion der Uranoxide notwendig. Die Koreaner arbeiten mit Hochdruck an dieser Schiene. Sie benötigen dieses Aufbereitungsverfahren, wegen der besonderen politischen Situation auf der koreanischen Halbinsel.

Fazit

In der Kürze eines solchen Artikels läßt sich die Breite der Kerntechnik nur anreißen. Es gibt in der Technik kein gut, sondern lediglich ein besser oder schlechter geeignet – und das ist in jedem einzelnen Anwendungsfall neu zu beurteilen. Es nutzt überhaupt nichts, wenn irgendwelche Trolle Diskussionen führen, wer den besseren Reaktor kennt. Solche Diskussionen sind genauso kindisch, wie die üblichen Argumentationsschlachten der Sonnenmännchen für ihre „regenerativen Energien“. Was die „Erfindung des Dual Fluid Reaktors“ betrifft, handelt es sich eher um den Entwurf für ein neues Perry Rhodan Heft, als um ein Patent für einen genehmigungsfähigen Reaktor. Dies ändert aber auch nichts an der Schwachsinnigkeit der Begründung der Ablehnung. Warum sagt „GreenTec Awards“ nicht einfach: Wir mögen keine Kernenergie, basta! Dies wäre völlig legitim. Unanständig wird die Sache erst dadurch, daß man die Entscheidung krampfhaft versucht zu begründen und dabei sogar Tatsachen verdreht.

Baubeginn für zweiten Reaktor

Ende März erfolgte der offizielle Baubeginn des zweiten Reaktorblocks für das Kernkraftwerk Barakah in Abu Dhabi in der Vereinigten Arabischen Emiraten (UAE). Baubeginn für den ersten Block war im July 2012. Die Blöcke 3 und 4 sollen folgen. Alle vier Reaktoren sollen in den Jahren 2017 bis 2020 ans Netz gehen. Im Jahre 2009 wurde der Auftrag für knapp 16 Milliarden Euro an ein koreanisches Konsortium vergeben. Samsung, Hyundai und Doosan Heavy Industries werden dieses Kraftwerk mit 5600 MWe errichten. Bemerkenswert ist der spezifische Preis von deutlich unter 3000 EUR/kW. Der erwartete Strompreis wird mit rund 2 Cent/kWh angegeben. Für diesen Preis kann man heute in Deutschland nicht mal mehr Strom aus Braunkohle produzieren. So viel nur zum „energiegewendeten“ Industriestandort Deutschland im Jahre 2020.

Warum Kernenergie im Ölland?

In allen Golfstaaten hat in den letzten Jahren eine bemerkenswerte Industrialisierung statt gefunden: Riesige petrochemische Anlagen, Stahlwerke, Kupfer und Aluminiumhütten etc. Basis ist und bleibt der Reichtum an Öl und Erdgas. Man setzt allerdings konsequent auf den verstärkten Export von veredelten Produkten an der Stelle von Rohstoffen. Verknüpft ist das alles mit einer rasant wachsenden Bevölkerung und zunehmendem Wohlstand. So verdoppelt sich der Strombedarf in den Emiraten etwa alle zehn Jahre. Hinzu kommt noch ein riesiger Bedarf an Trinkwasser, der ausschließlich über energieintensive Meerwasser-Entsalzungsanlagen gewonnen werden muß.

In allen Golfstaaten begann die Elektrifizierung mit Ölkraftwerken. Schon in den 1970er Jahren ergab sich ein neuer Zielkonflikt: Das Rohöl (in Weltmartktpreisen) wurde immer teurer und gleichzeitig nahmen die Umweltprobleme durch das Abfackeln der Begleitgase immer mehr zu. Folgerichtig wurde eine Umstellung auf Gaskraftwerke betrieben. Man konnte in den Emiraten mit dieser Politik zwei Ziele erreichen: Gewinnung zusätzlicher Ölmengen für den Export und Umweltschutz. Es wurden Kombikraftwerke in Serie gebaut: Mit dem Erdgas werden Gasturbinen betrieben und deren Abgas anschließend in Dampfkesseln zur weiteren Stromerzeugung genutzt. Zusätzlich sind die Dampfturbinen mit Anzapfungen zur Auskoppelung von Niedertemperaturdampf versehen, der in Enstspannungsverdampfern Trinkwasser aus Meerwasser erzeugt. Dieser Verbund auf der Basis (einst) billig vorhandenen Brennstoffs war so günstig, daß in den Emiraten beispielsweise Aluminiumwerke betrieben werden können. Sonst eher eine Domäne billiger Wasserkraft. Inzwischen ist jedoch der Gasverbrauch so stark angestiegen, daß z. B. Erdgas aus dem benachbarten Katar importiert werden muß. Und schon drückt auch hier der Weltmarktpreis für Erdgas auf die Eigenerzeugung. Umfangreiche Studien kamen zu dem Ergebnis, daß der weiter steigende Strom- und Trinkwasserbedarf sinnvoll nur durch (importierte) Kohle oder Kernkraft gedeckt werden kann.

Man wählte als ersten Schritt den Einstieg in eine erprobte Technik: Die Kernenergie. Im zweiten Schritt ist für Dubai ein Kohlekraftwerk mit CO2-Abscheidung geplant. Auch hier wird ein mehrfacher Nutzen angestrebt: Das abgeschiedene Kohlendioxid soll in „alte“ Ölfelder zur zusätzlichen Ölgewinnung verpreßt werden. Überkritisches Kohlendioxid ist einer der besten Lösungsmittel überhaupt. In Texas wird diese Methode bereits in großem Maßstab angewendet, um vermeintlich „trockene“ Ölfelder weiter zu entölen. Dort ist diese Methode wirtschaftlich, weil man große natürliche Kohlendioxidvorkommen in unmittelbarer Nähe der Ölfelder hat. In Norwegen fördert man stark kohlendioxidhaltiges Erdgas. Das Kohlendioxid wird nach Abscheidung ebenfalls wieder in die Lagerstätte verpreßt um den Lagerstättendruck aufrecht zu erhalten. Was die „unterirdische Lagerung von CO2“ betrifft, handelt es sich also um eine seit langem erprobte Technologie. Bleibt noch die Abscheidung im Kraftwerk: Einst auch eine verfahrenstechnische Domäne Deutschlands – bis „Grüne“ meinten, daß CO2 ganz, ganz böse und gefährlich sei. Mal sehen, welches Land den Auftrag für das Kraftwerk erhält. Aber der Deutsche Michel wird sich trotzdem glücklich schätzen, wenn er für sein Erdgas und Benzin noch ein weiteres „CO2-Zertifikat“ oben drauf kaufen darf, zur Wohlstandsförderung in den Ölstaaten. Er hat es halt nicht besser verdient.

Warum nicht Sonne?

Nun, alle Golfstaaten bauen durchaus „Sonnenkraftwerke“. Nur leider scheint auch in der Wüste nachts keine Sonne. Zwar gibt es ein paar mehr Sonnenstunden dort, aber leider ist es auch bedeutend wärmer und alle Verfahren zur Stromgewinnung knicken mit steigender Temperatur ein. Man kann dort also gar nicht so viel mehr elektrische Energie mit einem Sonnenkollektor gewinnen. Um die gleiche Energie, wie ein Kernkraftwerk mit seiner Arbeitsverfügbarkeit von 90 % zu gewinnen, benötigte man gigantische Flächen, Speicher und riesige Mengen Wasser zur Kühlung und/oder Reinigung. Tatsachen, die gerne von „Sonnenmännchen“ in ihren Werbebroschüren verschwiegen werden. Insofern kann auch in der Golfregion Sonnenenergie nur ergänzend eingesetzt werden. Eine Vollversorgung ist – nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen – illusorisch.

Es gibt auch reichlich Wind in der Golfregion. Nur bläst der Wind noch zufälliger und wenn er bläst, ähnelt er mehr einem Sandstrahlgebläse. Außerdem macht es wenig Sinn, seine Küsten zu „verspargeln“, wenn man auch den Tourismus fördern will. Alles in allem, eher schlechte Bedingungen für „Alternativtechnik“.

Die Emirate sind der Musterfall für alle wüstenähnlichen Regionen. Wer glaubte, man könne diese Regionen zur Stromversorgung von Europa nutzen, ist einem Märchen aufgesessen. Die Mittel reichen nicht einmal für eine Selbstversorgung dieser Länder. Es ist daher kein Zufall, daß gerade die aufstrebenden Nationen in Kernkraftwerken ihre einzige Möglichkeit sehen. Hinzu kommt in diesen Ländern die notorische Trinkwasserknappheit. Meerwasserentsalzung ist die einzige Alternative. Wenn all diese Länder hierfür Kohle einsetzen wollten, würde der Weltmarkt aus den Fugen geraten. Die heimischen Gas- und Ölvorkommen (so weit vorhanden) werden als Devisenbringer ohnehin dringend benötigt.

Proliferation

Die UAE sind auch in politischer Hinsicht ein Musterfall: Um gar nicht erst den Verdacht zu erwecken, nach Kernwaffen zu streben, haben sie sich verpflichtet auf Urananreicherung und Wiederaufbereitung zu verzichten. Im Gegenzug garantiert man ihnen die Versorgung mit Brennstoff. Dies ist ein Modell, auf das sich auch andere Länder einlassen können und wahrscheinlich auch müssen, wenn sie die volle Unterstützung der Weltgemeinschaft genießen wollen. Iran ist das krasse Gegenbeispiel.

Zumindest der letzte Punkt ist auch für Deutschland von Vorteil. Die Gespensterdebatte um ein „Atommüll-Endlager“ ist überflüssig geworden, da sich kurz über lang ein internationaler Markt für Wiederaufbereitung herausbilden wird. Wie schnell das geschieht, hängt allein von der Wachstumsgeschwindigkeit der Kernenergie und von den Preisen für Natururan ab. Der Tag wird nicht mehr so fern sein, wo Deutschland seine „Uran- und Plutoniumvorräte“ auf dem Weltmarkt verkaufen kann. Deshalb bauen ähnlich kleine Länder, wie Schweden und Finnland auch „rückholbare Endlager“. Man vergräbt zwar durchaus Schätze, aber stets um sie sicher zu lagern und nicht um sie zu vergessen. Abgenutzte Brennelemente sind Wertstoffe und kein Müll.

Korea und die Wiederaufbereitung

Im Fahrwasser der aktuellen Krise mit Nord-Korea, bahnt sich für die USA ein hausgemachtes Problem mit Süd-Korea an. Es ist ein schönes Beispiel dafür, wenn Regierungen meinen, sie könnten dauerhaft über andere Nationen bestimmen und ihre ideologische Sicht zur einzig selig machenden zu erklären. Im nächsten Jahr läuft das Abkommen zur Nicht-Weiterverbreitung von Kernwaffen nach 40 Jahren aus. Im Rahmen dieses Abkommens hat Süd-Korea auf Anreicherung und Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente verzichtet. Es muß neu verhandelt werden.

Ironie der Geschichte ist, daß dies zu einem Zeitpunkt geschehen muß, an dem die USA offen von Nord-Korea mit einem „Atomschlag“ bedroht werden. Nord-Korea hat gezeigt, wie es in der realen Welt zu geht: Wenn ein Diktator bereit ist, sein eigenes Volk wirtschaftlich zu ruinieren, dann baut er sich ganz einfach seine eigenen Kernwaffen. Wenn er über genug Öleinnahmen verfügt – wie Iran – braucht er dafür nicht einmal sein Land an den Rand von Hungersnöten zu führen. Ist das Land vermögend – wie Saudi Arabien – kann es sogar den mühseligen Weg der Eigenentwicklung überspringen und unverhohlen damit drohen, sich gegebenenfalls fertige Kernwaffen (z. B. aus Pakistan) zu kaufen.

Selbst die Supermacht USA kann das offensichtlich nicht verhindern. Mit Verträgen, UNO und leeren Drohungen ist es schon gar nicht möglich, im Internetzeitalter (!) das Wissen der 1940er Jahre geheim halten zu wollen. Der pakistanische Basar der „Atomtechnologie“ ist noch in frischer Erinnerung. Der Versuch, gegen Unterstützung bei der friedlichen Nutzung der Kernenergie – sprich dem Bau von Kernkraftwerken – einen Verzicht auf Anreicherung und Wiederaufbereitung erkaufen zu können, war und ist aberwitzig. Er hat offensichtlich nur zu einer Brüskierung eines der engsten Verbündeten der USA geführt. Was anderes sollte es heißen, als Süd-Korea, wir trauen euch nicht. Wir erinnern uns: Deutschland wurde auch der Verzicht auf Kernwaffen geglaubt, obwohl es eine Wiederaufbereitungsanlage in Karlsruhe betrieben hat und noch heute Zentrifugen zur Anreicherung betreibt. Japan baut eifrig an einer kommerziellen Wiederaufbereitung und diskutiert gleichzeitig, offen wie nie, eine atomare Bewaffnung – wegen der potentiellen Bedrohung durch Nord-Korea und China.

Wie konnte es dazu kommen, daß sich die USA in eine solche diplomatische Sackgasse manövriert haben? 1974 wurde Indien (nahezu aus eigener Kraft) zur Atommacht. Übrigens aus Reaktion auf die atomare Bewaffnung von China, mit dem man noch wenige Jahre zuvor, Krieg führen mußte. Die Welt war verblüfft über den Weg: Man hatte in aller Stille, einen von Kanada gelieferten CANDU-Reaktor zur Produktion von waffengrädigem Plutonium missbraucht. Bis heute, wirkt diese Tat in den internationalen, kerntechnischen Beziehungen nach. Es stehen sich Pragmatiker (Indien ist nun mal Atommacht, das läßt sich nicht zurückdrehen, deshalb freier Handel und Wissensaustausch) und Moralisten (Belohnung des „Fehlverhalten“, Präzedenzfall der die Proliferation zu nichte macht) teilweise unversöhnlich gegenüber. Jeder muß sich da ein eigenes Urteil bilden. Tatsache ist jedoch, daß die Zeit der „drei Welten“ mit dem Zusammenbruch des Kommunismus vorbei ist. Heute bestehen die Probleme eher in der Golfregion oder der koreanischen Halbinsel mit ihrer regionalen und globalen Gemengelage.

Es gab aber auch hausgemachte Gründe. Man muß die erste Hälfte der 1970er Jahre als unmittelbare Nachfolge der sog. „68er Bewegung“ verstehen. Greenpeace z.B. entstammt der Friedensbewegung mit dem Spezialgebiet: Kernwaffen und Umweltbelastung durch Kernwaffentests in der Atmosphäre. Besonders der zweite Punkt machte die Bewegung in kürzester Zeit weltberühmt. Durch die diversen Teststoppabkommen kam dieses Geschäftsmodell immer mehr aus der Mode. Der Übergang zur zivilen Nutzung der Kernenergie und die Konstruktion eines Zusammenhangs mit dem Bau von Atombomben schien folgerichtig. Es entwickelte sich die Gleichung: Links plus friedensbewegt gleich „Atomkraftgegner“. In Deutschland gipfelte dies sogar in der Gründung einer Partei.

In USA beschwor eine Kampagne die Gefahr von möglichen hunderten „Atomanschlägen“ auf Großstädte hervor. Alle versorgt durch Diebstähle aus Wiederaufbereitungsanlagen. Ein neues Buhwort war erschaffen: Plutonium. Künstlich hergestellt, irrsinnig giftig und ganz, ganz gefährlich. Jimmy Carter, ein Erdnussfarmer, der in seiner aktiven Zeit bei der Marine zumindest für Kurse in Kerntechnik angemeldet worden war, stoppte das Clinch River Projekt (Vorstufe eines Schnellen Brüters, der Strom aus recyceltem Brennstoff produzierte) und zwang ein privates Konsortium mehr als 250 Millionen Dollar für eine Wiederaufbereitungsanlage in Barnwell über Nacht abzuschreiben. Er wollte ein Zeichen des „guten Amerikaners“ setzen, der keine Kosten scheuend voranschreitet, um die Welt zu retten. Ähnlichkeiten mit deutschen „Energiewendern“ sind rein zufällig. Jedenfalls gelang es ihm die „Proliferation“ und das Problem, was wir heute als „ungelöste Atommüllfrage“ bezeichnen, zu erschaffen. Ironischerweise ist Jimmy Carter der gleiche Präsident, der durch sein „Geiseldrama“ im Iran nicht unwesentlich zu der heutigen Situation im und mit dem Iran beigetragen hat.

Aber wie hat sich die Welt seit dem verändert? Inzwischen baut eine französische Firma in USA eine Fabrik für MOX-Brennelemente. Solche Mischoxid-Brennelemente dienen zur Verbrennung von Plutonium in konventionellen Leichtwasserreaktoren. In diesem Fall handelt es sich sogar um waffengrädiges Plutonium aus der ehemaligen Sowjetunion. Dies war – wieder zur Verhinderung von Terrorismus – von den USA aufgekauft und ins eigene Land verbracht worden.

Wie kann sich die USA aus den eigenen Fallstricken befreien? Süd-Korea hat sich mit amerikanischer Anschubhilfe zu einer der führenden Nationen im Bau und Betrieb von Kernkraftwerken entwickelt. Spätestens seit dem Auftrag über 20 Milliarden Dollar für vier Reaktoren aus den Vereinigten Arabischen Emiraten ist dies vielen schmerzlich bewußt geworden. Würde es kein neues Abkommen geben, wäre die Versorgung mit angereichertem Uran aus den USA nicht mehr gesichert. Wäre das aber wirklich ein Problem für Süd-Korea? Auf Kanada, Australien und Kasachstan entfallen etwa ⅔ der Weltproduktion an Uran, auf die USA lediglich 4%. Anreicherungsanlagen besitzen mehr als ein Dutzend Staaten. In diesem Sinne würde ein Ausweichen auf andere Lieferanten das „Problem der Weiterverbreitung“ eher anheizen.

Bleibt die Frage der Wiederaufbereitung. Ob Süd-Korea eine Plutonium-Bombe baut oder nicht, ist eine rein politische Frage, die nicht zwingend etwas mit Wiederaufbereitung zu tun hat. Es sind andere Verfahren denkbar, die völlig ungeeignet zum Bau von Kernwaffen sind. Auch hier, hat Süd-Korea bereits viel Forschung und Entwicklung investiert. Süd-Korea hat die Chance, erstes Land auf der Welt mit einer garantiert reinen zivilen Nutzung der Kernenergie zu werden. Bisher sind alle Länder (auch Deutschland und Japan) den bequemeren Weg des bereits etablierten PUREX-Verfahrens gegangen. Nur ist dieses Verfahren genau zur Produktion von waffengrädigem Plutonium entwickelt worden. Natürlich kann man mit einem Panzer auch ein Feld pflügen, nur sollte man sich nicht wundern, wenn andere den Verdacht äußern, man wolle mit solch einem Trecker vielleicht eines Tages auch mal schießen. Ganz gewiß werden sich die Süd-Koreaner nicht der angeblich „ungelösten Atommüllfrage“ hingeben. Sie haben ganz einfach nicht die selbe Vorgeschichte und brauchen auch keine Rücksichtnahme auf die Befindlichkeiten politische Parteien mit dem Gründungsmythos der „Anti-Atombewegung“ nehmen. Übrigens, hat in ganz Asien keine Regierung dieses Problem. Es erfordert deshalb keine prophetische Gabe, wenn man die Renaissance der Kernenergie aus Asien kommen sieht. Wer sehen will, kann schon heute die Anzeichen erkennen.