Von Uran bis Atom

In Österreich ist die Kernkraft nur noch vom Hörensagen bekannt - seit der Abstimmung um Zwentendorf sind wir AKW-frei. Was es rund um die Atomkraft noch zu wissen gilt.

Foto © APADas 1978 in einer Volksabstimmung abgelehnte AKW Zwentendorf

1. Was bedeutet Kernkraft und was kann man sich darunter vorstellen? Wieso kommt dabei Energie heraus?

Die Kernkraft - eigentlich starke Wechselwirkung - ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Sie ist nicht nur für die Bildung der Atomkern-Bestandteile Proton und Neutron verantwortlich, sondern sorgt für deren Zusammenschluss zu Atomen. Das wirkt sich als Bindungsenergie aus. Ändert man durch Kernspaltung die Zusammensetzung der Kernbausteine, wird Kernenergie frei.

2. Welche Atomsorten können für die Kernenergie genützt werden? Welche Vorbereitungen sind dazu nötig?

Am wichtigsten ist Uran mit der Masse 235. Es kommt in winzigen Mengen (0,7 Prozent) mit Uran 238 vor. Uran 235 ist die einzige natürlich vorkommende Substanz, die man spalten kann. Allerdings muss man dazu das Uran 235 anreichern (auf rund 4 Prozent). Spaltbar ist auch Plutonium, das aber nur in winzigsten Mengen natürlich vorkommt. Es entsteht bei der Kernspaltung.

3. Was sind Spaltprodukte und wie entsteht gefährliche Radioaktivität? Warum sind sie unterschiedlich gefährlich?

Bei der Kernspaltung zerfällt Uran in die Bestandteile Barium und Krypton. Diese Elemente sind aber selbst instabil - also radioaktiv - und gehen in andere Elemente über. Daraus bildet sich eine ganze Kette von Spaltprodukten. Die meisten zerfallen zwar sehr rasch, einige aber sehr langsam und sind daher lange wirksam. Beim Zerfall der Bestandteile entsteht immer Radioaktivität.

4. Was bedeutet der Begriff Halbwertszeit und warum ist eine hohe Halbwertszeit so problematisch?

In der Halbwertszeit zerfällt die Hälfte der Atome eines bestimmten Elementes, die Hälfte bleibt übrig. Nach zwei Halbwertszeiten ist nicht das gesamte Element zerfallen, sondern nur die Hälfte der Hälfte. Insgesamt also drei Viertel. Eine lange Halbwertszeit bedeutet also, dass ein Element sehr lange existiert und in dieser Zeit auch strahlt. Je schneller ein Element zerstrahlt, umso aktiver ist es.

5. Welche Spaltprodukte gelten als besonders problematisch und warum? Wie kann man sich schützen?

Das Cäsiumatom mit einer Halbwertszeit von 30 Jahren ist sehr problematisch. Strontium entsteht zwar nur in geringen Mengen, wird aber bereitwillig in den Körper eingebaut und verbleibt im Körper - ebenso wie sein Nachfolger Yttrium, das auch gefährlich ist. Das radioaktive Jod ist gefährlich, weil es vor allem von der Schilddrüse gern aufgenommen wird. Schützen kann man sich durch Einnahme von Jodtabletten.

6. Wie entsteht eine radioaktive Wolke, wie breitet sie sich aus und warum ist sie derart problematisch?

Sie entsteht nach einer Explosion oder durch austretenden Wasserdampf, der Spaltprodukte mit sich führt. Der Staub verteilt sich als Aerosol in verschiedenen Luftschichten und wird verfrachtet. Wenn Niederschlag (sogenannter Fallout) entsteht, werden diese Spaltprodukte auf den Boden transportiert und kommen in die Nahrungskette. Die Aerosole können sehr lange in der Atmosphäre verbleiben.

7. Was passiert mit den Uran-Brennstäben, wenn sie verbraucht sind? Wo werden sie gelagert?

Verbrauchte Brennelemente sind verstrahlt und müssen daher besonders entsorgt werden. Sie müssen zwischengelagert werden, bis die kurzlebigen Elemente zerfallen sind. Die Brennelemente werden dazu in spezielle Behälter eingeschlossen. Erst dann kann man an eine Endlagerung denken, wo man Tausende Jahre warten muss, bis die Radioaktivität abgeklungen ist. Bisher gibt es weltweit noch kein einziges Endlager.

8. Könnte die Kernfusion eine brauchbare Alternative zur Kernkraft sein? Wann ist damit zu rechnen?

Die Kernfusion funktioniert gänzlich anders als die Kernspaltung. Über Laborversuche ist man nach Jahrzehnten der Forschung noch nicht hinausgekommen, und viele bezweifeln, ob dies je eine brauchbare Möglichkeit zur Energiegewinnung sein kann. Derzeit wird am Fusionsreaktor Iter in Südfrankreich (Cadarache) gebaut, woran alle wichtigen Atommächte teilnehmen. Ein kommerzieller Einsatz ist nicht in Sicht.