Etwa ein Prozent der abgebrannten Brennstäbe besteht aus diesen hochradioaktiven Isotopen. Sie strahlen sehr lange und haben Halbwertszeiten zwischen zehntausenden und hunderttausenden Jahren.
Insbesondere mittel- und hochradioaktive Abfälle stellen große Herausforderungen an die Entsorgung. Aufgrund der langen Halbwertszeiten vieler radioaktiver Substanzen fordert die deutsche Gesetzgebung eine sichere Lagerung über 1 Million Jahre. Die Halbwertzeit von Plutonium-239 beträgt 24.000 Jahre.
Da es in Deutschland zurzeit kein so genanntes Endlager gibt, wurden diese Abfälle bisher in die beiden zentralen Zwischenlager nach Ahaus (Nordrhein-Westfalen) beziehungsweise Gorleben (Niedersachsen) oder zur Wiederaufarbeitung ins Ausland gebracht.
Nach einiger Betriebszeit ist ein Brennelement „abgebrannt“, d. h. durch die Kettenreaktion ist ein solcher Anteil des Brennstoffs in Spaltprodukte umgewandelt, dass das Element nicht mehr wirkungsvoll zur Energieerzeugung genutzt werden kann. Es wird dann gegen ein frisches Element ausgetauscht.
Wenn nun ein Atomkraftwerk, wie zum Beispiel das in Neckarwestheim abgeschaltet wird, müssen die Brennelemente innerhalb des Kraftwerks für mehrere Jahre weiter mit Wasser gekühlt werden. Fällt hier die Stromversorgung aber aus und versagt auch der Notstrom, können die Brennstäbe überhitzen und undicht werden.
Im Reaktor werden die Brennstäbe in der Regel von Kühlwasser als Wärmeträgermedium umspühlt. Dieses Wasser transportiert also die nutzbare Wärme ab und verhindert dadurch auch die Überhitzung der Brennstäbe.
Jährlich werden während der Revision 40 Brennelemente ausgetauscht: Sie werden zunächst im Abklingbecken des Kernreaktors gelagert, bis ihre Radioaktivität und Wärmeproduktion hinreichend abgeklungen sind, um sie weiter behandeln zu können.
Das jeweils anfallende Pulver wird zu Tabletten (Pellets) von 2 bis 3 cm Länge und 1 cm Durchmesser gepresst. Diese werden bei etwa 1700 °C zu keramischem Material gesintert, mechanisch nachbearbeitet (geschliffen) und in 4 bis 5 m lange Hüllrohre aus Zirkaloy gefüllt. Die Enden der Hüllrohre werden zugeschweißt.
Nach dem Grundsatz, dass die Kosten der Entsorgung von den Verursachern zu zahlen sind, sind die Betreiber von Kernkraftwerken gemäß Atomgesetz verpflichtet, die Kosten für die Stilllegung und den Rückbau der Kernkraftwerke sowie für die Entsorgung des von ihnen erzeugten radioaktiven Abfalls einschließlich dessen
Wenn Länder ihre Kernkraftwerke abschalten, müssen sie entweder mehr Energie importieren, mehr Strom auf alternative Weise herstellen und/oder ihren Stromverbrauch drosseln. Oft wird ein langsamer Atomausstieg gewählt, um in der Zwischenzeit andere Anlagen zur Energieerzeugung zu errichten.
Deutschland hat 2011 den schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergie bis spätestens 2022 beschlossen.
Die Brennstäbe im Reaktor werden nicht mehr gekühlt und erhitzen sich, bis sie schmelzen. Die geschmolzene Masse kann sich dann durch die Schutzhülle des Reaktors fressen und gelangt so in die Außenwelt. Außerdem entsteht durch die Hitze ein sehr hoher Druck im Reaktor, sodass dieser explodieren kann.
In deutschen Kernkraftwerken werden in großem Umfang Leiharbeiter eingesetzt, um gefährliche Arbeiten zu erledigen. Dabei sind sie einer deutlich höheren Strahlenbelastung ausgesetzt als Stammbeschäftigte. Er ist für Personen verpflichtend, die in Strahlenschutzbereichen fremder Anlagen arbeiten.
Welche Erkenntnisse gibt es? Fukushima hat gezeigt, dass nach dem Atomunfall – in drei Blöcken wurden die Reaktorkerne zerstört – große Gebiete bis zu einer Entfernung von 20 Kilometern evakuiert worden sind. Innerhalb dieses Bereiches sollen die Menschen binnen sechs Stunden nach einem Atomunfall evakuiert sein.
Wenn das Kühlwasser in Atomkraftwerken absinkt, überhitzt der Reaktorkern und die Brennstäbe werden beschädigt. Das kann zur Schmelze führen: Dabei überhitzen die Brennstäbe eines Atomreaktors - und zwar so sehr, dass sie sich verflüssigen und in eine unkontrollierbare, radioaktive Schmelze verwandeln.
Kernkraftwerke dienen der Gewinnung elektrischer Energie aus Kernenergie. Dabei erfolgt in einem Kernreaktor Kernspaltung, bei der thermische Energie freigesetzt wird. Diese thermische Energie wird über eine Energieumwandlungskette in elektrische Energie umgewandelt.
April 1986 um 01.23 Uhr im vierten Block des sowjetischen Kernkraftwerkes Tschernobyl kurz nacheinander zwei Explosionen. Sie waren die Auslöser des bislang folgenreichsten Reaktorunfalls der Geschichte. Die darauffolgende Freisetzung radioaktiver Stoffe führte zu einer Kontamination von weiten Teilen Europas.
Grundsätzliche Funktionsweise des Tschernobyl ReaktorDas steht übersetzt für Hochleistungs-Reaktor mit Kanälen. Er ist ein Siedewasserreaktor. Die Reaktivität (ergo die thermische Leistung) wird mittels Graphit moderiert. Wasser dient bei RBMK-Reaktoren als Kühlung und zusätzlich für die Moderierung der Reaktivität.
Unter Kernspaltung versteht man die durch Beschuss mit Neutronen erfolgende Zerlegung eines schweren Atomkerns in zwei mittelschwere Atomkerne. Dabei werden Neutronen freigesetzt und es wird Energie abgegeben, die als Kernenergie bezeichnet wird. Bei jeder Kernspaltung werden 2 oder 3 Neutronen freigesetzt.
Reaktor bezeichnet einen abgegrenzten Raum (Behältnis, Behälter), der speziell dafür konstruiert und hergestellt wurde, um darin unter definierten Bedingungen bestimmte Reaktionen ablaufen lassen und steuern zu können: Bioreaktor für biochemische Vorgänge. Chemischer Reaktor für chemische Reaktionen.
Die Baukosten des zwischen 1994 und 1995 betriebenen Brutreaktors Monju in Japan beliefen sich auf etwa 4 Milliarden Euro. Eine 2003 veröffentlichte Studie vom Massachusetts Institute of Technology hat für neue Kernkraftwerke Kosten von etwa 4,6 Cent für eine Kilowattstunde ermittelt.
