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Natürliche Kernreaktore in Oklo/Gabun (Westküste/Afrika) Seit 1,8 Milliarden Jahre lagert hier strahlender Müll entstanden in den von der Natur in Betrieb.

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1 Natürliche Kernreaktore in Oklo/Gabun (Westküste/Afrika) Seit 1,8 Milliarden Jahre lagert hier strahlender Müll entstanden in den von der Natur in Betrieb gesetzte ca. 6 Reaktoren in Tonhöhlen. Verbrauch: Tonnen 235 U in einer Million Jahren. Phänomen von französischen Wissenschaftlern entdeckt Veröffentlicht 1976 in Scientific American später in Lehrbücher der Anorganischen Chemie. Die FAZ titelte : Naturreaktor – Pulsierender Betrieb in den Uranminen von Oklo.

2 Kernkraftwerke (KKW) in Deutschland Leichtwasserreaktoren Druckwasserreaktor (DWR) Siedewasserreaktor (SWR) Moderator und Kühlmittel Wasser Kernbrennstoff 1) UO 2 (3% 235 U) Füllrohre Zirkon 2), d=1cm (innen) Länge 4,83m 4,17m Brennelement, Bremsstäbe 200 BE x 240 BS = BS; 800 BE x 60 BS = BS Steuerstäbe 60 aus Cadmium B-, Li- Salze 200 aus Borcarbid Kühlwasser: Eingang 291 °C/ 160 bar 215 °C/ 70 bar Ausgang 326 °C/ 160 bar 3) 286 °C/ 70 bar Kühlkreislauf 2 1 Wirkungsgrad 34% 33% Leistungsdichte 100 MW/ m 3 50 MW/ m 3 Gesamtleistung 3800 MW 3800 MW Volumen des Kerns 38 m 3 76 m 3 1) UO 2 hat einen geringern Ausdehnungskoeffizienten als Uran und ist nur kubisch konfiguriert. 2) Zr besitzt einen kleinen Absorptionsquerschnitt für Neutronen, ist thermisch stabil und korrosionsbeständig bei großen Neutronenflüssen. 3) 2. Kreislauf entspricht dem des SWR. Sdp. des Wassers: ca. 620 K bei 160 bar.

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4 7 Katastrophaler Unfall 6 Schwerer Unfall 5 Ernster Unfall 4 Unfall 3 Ernster Störfall 2 Störfall 1Störung 0 Ereignis ohne bzw. geringer sicherheitstechnischer Bedeutung INES-Bewertungskala der IAEA Radiologische Auswirkungen: a. außerhalb - b. innerhalb der Anlage c. Beeinträchtigung der Sicherheitsvorkehrungen

5 Stromerzeugungskosten im Strommix 2008: 5,61 (+0,08) Ct/kWh; 639,1 (+2,6) TWh Grundlaststrom 2005: Braunkohle 45,9 %, 6,7% Wasser, 47,4 % Kernenergie 0,6 (+0.1) % 0,0 % 6,3 (+0.1) % 20,1 (-2,7) % 13 (+1,3) % 3 (+0,3) % 23,5 (-1,0) % 23,3 (+1,2) %

6 Endverbraucher EEG [2009] Deutschland 20 Cent / kWh Wind 7,95 / 12 Cent / kWh Frankreich 8 Cent / kWh Tag Wasser 12,67 Cent / kWh 5 Cent / kWh Nacht Sonne 42,48 Cent / kWh Biomasse 11,67 Cent /kWh Erzeugungskosten und Vergütungssätze 100 % ~3,5 Cent/kWh Natururan 2,5 % Anreicherung 3,5 % BE-Herstellung 2,5 % Entsorgung 11,5 % ~0,35 Cent/kWh Kernenergie Kapitalkosten 36 % - 1,1 Cent Betriebskosten 44 % - 1,3 Cent Brennstoffkosten 20 % - 0,6 Cent (inkl. Stilllegung)

7 Kostenvergleich: Wind-, Solar-, Kohle- und Kernkraftanlagen Leistung 1) (MW) Verfügbarkeit (h/a) Stromerzeugung (kWh/a) Kosten () WKA 2) 60 ca SKA 3) 53 ca KKW , KK- EPR , ca.5, ) netto, 2) Alpha Ventus 12 WKA off shore., seit am Netz; Subvention 15 Cent / kWh; Stromkosten an Börse: 5 Cent/kWh, 3) Lieberose, Flächenbedarf 162 Hektar Verhältniss: Solar : Wind : Kohle : Kern Leistung = 1 : 2 : 26,7 : 30 Stromerzeugung = 1 : 2.3 : 56,5 : 247,7 Baukosten = 1 : 0,39 : 2.83 : 7,9 Lebensdauer (Jahre) 20? 20? 40 60

8 Stromerzeugung (kWh/a) Kosten () Alpha Ventus xAl.Vent. 50x = 11, x = 12,510 9 KK- EPR 12, ca.5,010 9 Lebensdauer (Jahre) Alpha Ventus 20? KK-EPR 60

9 Uranvorräte und Uranbedarf 2003 Weltweit: t/Jahr BRD: ca t/Jahr (Vergleich: Steinkohle 67 Mill. t/JaBraunkohle 56 Mill. t SKE /Jahr) Einsatz von 235Uran aus Atomwaffen (Abrüstung) 2003: ca t/Jahr = 48 % Uranverfügbarkeit: hängt vom Marktpreis ab, wie Erdöl und Erdgas Uranvorkommen und Abbaukosten Gestehungs- kosten US $/ kg Uran Uranvorräte Weltweit Verfügbarkeit 2005: Bekannte Erzvorrätebis 804,6 Mill. t 67 Jahre Bekannte und vermutete Erzvorräte bis 13011,3 Mill. t 166 Jahre Weitere Uranvoräte: in Phosphaterzen 60 – Mill. t 323 Jahre In Ozeanen ?4, Tonnen

10 1 kg Uran liefert kWh, kg Steinkohle nur 8 kW. Ausstoß CO 2 pro kWh:Steinkohle 335g, Braunkohle 407g, Erdgas 200g, Uran 0 g. Verbrauch Steinkohle zur Erzeugung von kWh: 43,75To CO 2 Ausstoß: Steinkohle: m³, Braunkohle: m³, Erdgas: m³ ( plus Wasserdampf). Uran ca. 0 m³; Bei Berücksichtigung grauer Energien (für Bau und Betrieb), schneiden KKW´s gegenüber Biomassekraftwerke besser ab.

11 Endlagergeologie 1.Tektonische Stabilität über große Zeiträume wegen der langen Halbwertszeiten des radioaktiven Abfalls. 2.Thermische Stabilität des Gesteins wegen der auftretenden Abwärme vom Zerfall des radioaktiven Abfalls. (Problem für ca. hundert Jahre nach der Aufbereitung, danach klingt die Anfangsaktivität um einen Faktor von ca ab). 3. Ausschluss von kontaminationsverteilende Wassereinbrüche in das Endlager (Radioaktivität könnte in menschliche Lebensräume gelangen).

12 1.Steinsalz verhält sich unter Druck plastisch. Das Auftreten von Klüften und Spalten wird weitgehend verhindert und, falls Risse entstehen sollten, heilen sie schnell. 2.Die gebirgsmechanischen Eigenschaften ermöglichen die Herstellung großer Hohlräume ohne einen speziellen Ausbau. 3. Im Gegensatz zu Granit und Ton weist Steinsalz eine hohe spezifische Wärme aus und eignet sich daher für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle, da die Nachwärme gut abgeführt werden kann. 4.Steinsalzlagerstätten sind trotz der Wasserlöslichkeit der Evaporitminerale über 240 Millionen Jahre beständig geblieben und haben tief greifende geologische Ereignisse wie Überflutung der Norddeutschen Tiefebene, den Aufstieg der Alpen und Eiszeiten schadlos überdauert. Das Innere hatte keinen Kontakt zu Wasser führenden Schichten. H. Bröskamp, K.-J. Brammer, H. Schlombs, atw 48 (2003) Seite ; Angaben 1. bis 4. im Gutachten der Bundesanstalt für Bodenforschung 1963

13 Auszüge aus dpa Interview mit Prof.Lüttig ddp: warum wurde Gorleben an Ihrer Empfehlung vorbei benannt? Lüttig: Gorleben erschien uns als nur bedingt geeignet. Es wurde genannt, weil es ein relativ großer Salzstock ist. Und wir brauchten auf alle Fälle Raum, also einen Steinsalzkörper genügender Größe. ddp: Gorleben wurde dann bis zum Beginn des Moratoriums vor neun Jahren erkundet. Einige Wissenschaftler sagen, der Salzstock scheine geeignet. Andere haben Zweifel und verweisen auf ein nicht vollständig vorhandenes Deckgebirge. Was sagen Sie? Lüttig: Das Deckgebirge ist fraglich in Bezug auf seine geotechnischen Eigenschaften. Aber ich halte Gorleben, so wie es sich bislang darstellt, durchaus für geeignet, wenn man in dem Steinsalzblock drin bleibt. ddp: Die Endlagerung in Salz halten Sie grundsätzlich für eine gute Möglichkeit? Lüttig: Es ist für mich die beste Alternative. Ich war auch Berater der schwedischen Regierung und habe dort die Einlagerung in Granit geprüft und wurde auch bei Schacht Konrad wegen der Eignung von Ton gefragt. Salz erscheint mir als sicherer.

14 Warum wurden: a.Akte frisiert, Gutachten geschönt b. Bedenken von Wissenschaftlern ignoriert? c. Anfang der 1980er-Jahre Gorleben als Endlager für Reaktormüll ausgesucht? d. keine anderen möglichen Standorte überprüft? Ausschuss des Bundestages eingesetzt von SPD, Grüne und Linke soll klären

15 Anfall an radioaktiven Abfällen bis zum Jahr 2040 Bestand Prognose Prognose Prognose Prognose Summe Dez / / / /2040 Schwach radioaktiver Abfall: Wärme entwickelnde Abfälle ca

16 Schematische Darstellung des Testreaktors ITER Transformatorspule: rosa; Blanket: grau; Plasmagefäß mit am Boden angebrachten Divertorplatten:grau; Magnete: gelb und Kryostat. Geplante Fertigstellung: Zukunftsperspektive Fusionsreaktoren

17 Tokamak-Schema Magnetfeldkäfig wird aus einander überlagernden toroidalen (rot) und poloidalen (blau) Magnetfeldern aufgebaut. Erstere durch ringförmige Toroidalfeldspulen, Letztere durch Plasmastrom, induziert durch Transformatorspulen im Zentrum des Plasmas. Überlagerung beider Felder führt zu gewünschten helikal verwundenen Magnetfeld. Plasma (gelb); Korrekturspulen (grün).

18 Stellarator - schematische Darstellung Helikaes Magnetfeld des Plasmas wird durch komplex geformte äußere Magnetspulen erzeugt. Industrielle Herstellung der Hauptkomponenten abgeschlossen. Bestand: 70 supraleitende Magnetspulen, 20 Teile des Plasmagefäßes mit 200 Gefäßstutzen, 10 Teilstücke- je 14 Tonnen schwer- für Außengefäß. Durchmesser des ringförmigen Schlauches 16 Meter; Inbetriebnahme: 2014.


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