Greentec und der „Atommüll“: Eine folgenreiche Beziehung

3. September 2013 | Von | Kategorie: Artikel, Energieerzeugung, Kernenergie, Ökologismus, Technium

ego3-150x150Die merkwürdige Beziehung der Initiatoren der Greentec-Awards zum „Atommüll“ prägt die Debatte um das Projekt „Dual Fluid Reaktor DFR“ auch weiterhin. Zwar ist die Gala beendet und die Preise sind vergeben, aber die rechtliche Auseinandersetzung zwischen Greentec und dem DFR-Team vom Berliner Institut für Festkörperkernphysik IFK wird in die nächste Runde gehen. Zu diskutieren ist dabei die Auffassung der Veranstalter des Wettbewerbs, das IFK hätte zu seinem Projekt im Teilnahmeantrag falsche Angaben getätigt. Der Ausschluß sei entsprechend der Teilnahmebedingungen zu dem Zeitpunkt erfolgt, zu dem man durch eine beratende Tätigkeit der eingesetzten Jury von diesen Kenntnis erlangte.

Gemeint ist die Aussage des IFK, der DFR könne „langlebigen nuklearen Abfall aus heutigen Reaktoren vollständig nutzen ohne neuen zu produzieren“. Diese mit dem Argument in Zweifel zu ziehen, ein DFR würde während seines Betriebes sehr wohl verstrahlte Abfälle erzeugen, zeigt ein hohes Maß an Unkenntnis über die Zusammensetzung und die Handhabungsmöglichkeiten solcher Stoffe.

Aus dem Leben eines Brennelements

Typischerweise besteht ein Brennelement, wenn es in herkömmliche Leichtwasserreaktoren eingebracht wird, zu 97% aus Uran 238 und zu 3% aus Uran 235. Es gibt auch andere Zusammensetzungen, aber hier soll mit diesen Werten beispielhaft weitergearbeitet werden. Uran 235 stellt den eigentlichen Brennstoff dar. Durch seine Spaltung wird die Energie zur Produktion von Elektrizität freigesetzt.

Schon nach etwa drei Betriebsjahren ist ein solches Brennelement wieder aus dem Kraftwerk zu entfernen. Einerseits verschleißt die vor dem Wasser im Reaktorkern schützende Zirconium-Hülle, andererseits sammeln sich neutronenfangende Spaltprodukte an, die die Aufrechterhaltung der Kettenreaktion durch die bei der Spaltung von Uran 235 freiwerdenden Neutronen erschweren.

In dieser Zeit haben Kernreaktionen in verwirrender Vielfalt die Zusammensetzung des Brennelements verändert. Die Spaltprodukte selbst decken nahezu das gesamte bekannte Periodensystem ab, weit mehr als 500 vorwiegend hochradioaktive und kurzlebige Substanzen sind entstanden. Auch das Uran 238 hat Neutronen eingefangen und sogenannte Actinoide oder Transurane geformt. Stoffe wie Plutonium, Americium, Curium und Neptunium.

Zur Vereinfachung der weiteren Betrachtung wird von einer sicheren Aufbewahrung des Brennelements für weitere zehn Jahre ausgegangen. Technisch ist das durchaus machbar, Abklingbecken in den herkömmlichen Reaktoren kämen hierfür in Frage.

Die weitaus meisten Spaltprodukte sind nach dieser Zeit nicht mehr vorhanden, sie sind weiter zu langlebigeren Nukliden oder zu stabilen Metallen zerfallen. Die folgende Abbildung zeigt die jetzt vorliegende Zusammensetzung des betrachteten Brennelements. Die gedanklich vorgenommene Aufteilung in die einzelnen Stoffgruppen bezeichnet man als „Partitionierung“.

Änderungen in der Zusammensetzung eines Brennelements nach drei Jahren Betrieb und zehn Jahren Lagerung

Änderungen in der Zusammensetzung eines Brennelements nach drei Jahren Betrieb und zehn Jahren Lagerung

Nur mehr 17 verschiedene Isotope verbleiben als Spaltprodukte. Die Angaben in der Tabelle umfassen ihre Halbwertszeiten, ihre Massen in Kilogramm, bezogen auf eine Tonne des Ausgangsgemisches von Uran 235 und Uran 238, und ihren Absorptionsquerschnitt in Barn.

Als physikalische Einheit entspricht ein Barn einer Fläche von 10-28 m², dies ist in etwa der geometrische Querschnitt eines Uran-Atoms. In der Kernphysik wird durch diese Einheit die Neigung von Atomkernen charakterisiert, freie Neutronen einzufangen und sich dadurch in andere Kerne umzuwandeln, zu transmutieren. Grob kann man für Absorptionsquerschnitte größer als 1 Barn die Wahrscheinlichkeit einer solchen Reaktion als ausreichend hoch ansehen, daß sie auch entsprechend häufig stattfindet. Darunter wird eine Transmutation entsprechend unwahrscheinlicher und damit seltener.

In einem Brennelement nach drei Jahren Betrieb und zehn Jahren Lagerung verbliebene Spaltprodukte

In einem Brennelement nach drei Jahren Betrieb und zehn Jahren Lagerung verbliebene Spaltprodukte

Wie man sich eine solche Kernumwandlung vorstellen kann, zeigt das folgende Bild. Ein langlebiges Isotop, hier Technetium 99, fängt ein Neutron ein und verwandelt sich dadurch in einen sehr viel kurzlebigeren Kern, der entsprechend zügig zu einem stabilen Metall zerfällt.

Transmutation1neu

Transmutation eines Spaltproduktes

Auf diese Weise können fast alle der nach zehn Jahren verbliebenen Spaltprodukte umgewandelt werden. Auch und gerade langlebige Stoffe wie Cäsium 135, Iod 129 und Palladium 107. Wenn man sie einem entsprechenden Strom freier Neutronen aussetzt.

Und wenn man es denn unbedingt will. Denn eines sollte man berücksichtigen: Besonders gefährlich und damit schwierig in der Handhabung sind diese Stoffe nicht. Erstens ist es ein weit verbreitetes Fehlurteil, gerade langlebige radioaktive Stoffe wären problematisch. Tatsächlich sind diese deswegen langlebig, weil sie nur selten zerfallen und damit nur wenig Radioaktivität entwickeln. Uran und Thorium mit Halbwertszeiten von einigen Milliarden Jahren sind beste Beispiele. Zweitens sind einige der Spaltprodukte, insbesondere Technetium 99, von hoher Bedeutung für die Nuklearmedizin. Und drittens sind diese Stoffe nicht giftig.

Das Problem der in dem betrachteten Brennelement durch Neutroneneinfang von Uran 238 erbrüteten Transurane (Übersicht in der folgenden Tabelle) ist nämlich genau letzteres. Als Alpha-Strahler ließe  sich ihre durchaus nicht besondere hohe Radioaktivität einfach abschirmen. Aber sie sind hochtoxisch, selbst geringste Mengen können biologische Organismen vergiften und töten. Deswegen müssen sie, sollte man sie nicht erneut zur Energiegewinnung einsetzen wollen, für lange Zeiträume von zehn bis hunderttausenden von Jahren sicher von der Umwelt getrennt gelagert werden. Nicht die Spaltprodukte, auch nicht die langlebigen unter diesen, sind die Ursache der Endlagerproblematik, sondern die Actinoide. Deswegen, und dies ist wichtig hinsichtlich der Argumentation der Greentec-Macher, werden im allgemeinen Sprachgebrauch der Öffentlichkeit auch nur diese als „langlebiger Atommüll“ bezeichnet.

In einem Brennelement nach drei Jahren Betrieb und zehn Jahren Lagerung verbliebene Brutprodukte

In einem Brennelement nach drei Jahren Betrieb und zehn Jahren Lagerung verbliebene Brutprodukte

Glücklicherweise weisen alle entstandenen Actinoide sehr hohe Absorptionsquerschnitte auf. Man kann sie also transmutieren. Dabei können Isotope entstehen, die sogar noch langlebiger sind. Das folgende Bild zeigt dies am Beispiel von Plutonium 240, das sich über zwei Zwischenschritte in Neptunium 237 verwandelt. Aber sowohl dieses, als auch die Zwischenprodukte Plutonium 241 und Americium 241, sind wiederum spaltbar. Es ist ein kombinierter Prozeß aus Transmutation via Neutroneneinfang und Spaltung, in dem aus den Transuranen zunächst harmlosere Spaltprodukte und schließlich stabile Metalle produziert werden können. Zu letzteren gehören übrigens die folgenden Elemente, von denen einige durchaus wertvoll für industrielle Anwendungen sind: Rubidium, Zirconium, Molybdän, Ruthenium, Palladium, Antimon, Tellur, Cäsium, Barium, Cer, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium.

Transmutation von Actinoiden

Transmutation von Actinoiden

Der Atommüll und der DFR

Ideal wäre also eine Maschine, die in hoher Zahl freie Neutronen liefert (und das auch noch in einem möglichst breiten energetischen Spektrum), um die erforderlichen Transmutationen und Spaltungen zur Vernichtung nuklearer Reststoffe in der oben beschriebenen Weise durchführen zu können. Zielführend wäre diese Maschine, wenn sie dies erledigen könnte, ohne neuen langlebigen Atommüll, also ohne neue Transurane, zu produzieren. Und perfekt wäre diese Maschine, wenn auch die Partitionierung in ihr möglichst einfach und möglichst sortenrein gelingen könnte. Der Dual Fluid Reaktor hat das Potential, genau eine solche Maschine zu sein. Mit Thorium betrieben, kann er freie Neutronen liefern, ohne neue Transurane zu erbrüten. Im flüssigen Salz gelöst, lassen sich nukleare Abfälle durch eine Art Destillation relativ einfach sortenrein trennen. Natürlich, zum Ende der Betriebszeit enthält auch er noch radioaktives Material. Denn vor allem Cäsium 137, ein Hauptbestandteil der Spaltprodukte, ist nur schwer transmutierbar. Nach zehn Halbwertszeiten, so die Faustregel, sind Menge und damit Strahlungsintensität eines solchen Materials auf Größenordnungen gesunken, die keine weitere spezielle Lagerung mehr erfordern. So erklären sich zwanglos die 300 Jahre, von denen das DFR-Team immer spricht.

Technische Einordnung des DFR als Maschine zur Vernichtung nuklearen Abfalls

Technische Einordnung des DFR als Maschine zur Vernichtung nuklearen Abfalls

Die Angaben, die das IFK in seinem Teilnahmeantrag gemacht hat, sind durchaus korrekt. Der Widerspruch seitens der Greentec-Veranstalter läßt vordergründig vor allem mangelnde fachliche Kompetenz erkennen, die offensichtlich auch in der Jury nicht in ausreichendem Maß vorhanden war. Beim Studium der vorliegenden Pressemitteilungen und sonstigen Äußerungen wird außerdem erkennbar, daß man davon ausgeht, auch die Befürworter des DFR, auch die, die ihn in der Online-Abstimmung nominiert haben, wären getäuscht worden. Sein eigenes Unwissen in dieser Form auf Dritte zu projizieren, stellt aus meiner Sicht ein wesentliches Element des Vorganges dar. Es war und ist den Greentec-Machern scheinbar nicht in den Sinn gekommen, daß die Online-Voter es besser wußten. Die journalistische Berichterstattung der letzten Tage und Wochen bestätigt das IFK zusätzlich. Wie die Greentec-Awards verdeutlichen, ist es manchmal eben doch eine Mischung aus Inkompetenz und Ignoranz, die die Ablehnung von Fortschritten in der Kerntechnik begründet.

Kernenergie für einen Umweltpreis?

Der DFR ist zunächst nur eine Idee, eine durch ein Patent belegte Erfindung. Mehr war in der Kategorie „Galileo Wissenspreis“ auch nicht verlangt. Daß er auf dem bereits bekannten Konzept des Flüssigsalzreaktors aufbaut, ist ebenfalls passend, denn die Veranstalter selbst schreiben „Die Erfindung ist neu oder kombiniert Dinge, die es schon gibt, zu etwas Neuem.“ Tatsächlich spielt auch „Technik“ bei der Erfindung eine wesentliche Rolle und eine klare Vorstellung darüber, wie man die Zukunft verändern könne, hat das IFK-Team ebenfalls geäußert. Weder existiert eine Welt ohne Leichtwasserreaktoren, noch eine solche ohne die radioaktiven Reststoffe, ohne den „langlebigen Atommüll“, den diese erzeugen. Wer auch immer eine Idee für den Umgang mit selbigen entwickelt, die das Problem heute löst und nicht nachfolgenden Generationen überläßt, handelt daher „nachhaltig“. Plutonium et al. aus der Umwelt durch Vernichtung zu entfernen, kann gerade aus Sicht engagierter Umweltbewegter nur als „umweltfreundlich“ angesehen werden.

Vorgaben für den Galileo-Wissenspreis: durch den DFR alle erfüllt

Vorgaben für den Galileo-Wissenspreis: durch den DFR alle erfüllt

Legal oder Illegal?

Vor diesem Hintergrund die Bewerbung des IFK als bewußte Provokation anzusehen, verrät eigentlich nur, daß es den Greentec-Machern mit ihren eigenen Zielen nicht allzu ernst sein kann. Aber ist ein solches Projekt vor dem Hintergrund des deutschen Atomausstieges überhaupt legal? Es wäre in der Tat den Veranstaltern kaum zuzumuten, etwas, das gegen geltende Gesetze verstößt, präsentieren oder gar prämieren zu müssen. Der entscheidende Absatz 1 des Paragraphen 7 des Atomgesetzes lautet:

Wer eine ortsfeste Anlage zur Erzeugung oder zur Bearbeitung oder Verarbeitung oder zur Spaltung von Kernbrennstoffen oder zur Aufarbeitung bestrahlter Kernbrennstoffe errichtet, betreibt oder sonst innehat oder die Anlage oder ihren Betrieb wesentlich verändert, bedarf der Genehmigung. Für die Errichtung und den Betrieb von Anlagen zur Spaltung von Kernbrennstoffen zur gewerblichen Erzeugung von Elektrizität und von Anlagen zur Aufarbeitung bestrahlter Kernbrennstoffe werden keine Genehmigungen erteilt. Dies gilt nicht für wesentliche Veränderungen von Anlagen oder ihres Betriebs.

Nein, das Nachdenken über Kernenergie, das Erforschen und Entwickeln neuer Konzepte werden durch das Atomgesetz nicht eingeschränkt. Forschungsreaktoren sind weiterhin genehmigungsfähig. Man sollte sich realistisch eingestehen: Viel weiter wird das DFR-Projekt in den nächsten Jahren nicht kommen. Die Frage nach der „gewerblichen Erzeugung von Elektrizität“ stellt sich derzeit nicht. Auch nicht in Verbindung mit der Teilnahme an den Greentec-Awards. Man kann ihn als „Neutronenquelle zur Transmutation“ verstehen, an die man gar keinen Generator anschließt. „Wiederaufarbeitung“ ist ein chemischer Prozeß ohne Kernumwandlungen, durch den aus alten Brennelementen wieder neue hergestellt werden. Auch dieses Verbot trifft den DFR nicht. Das Vorhaben fällt nicht unter das Atomgesetz und ist daher auch nicht illegal.

Keine Frage, mich interessieren solche Umweltpreise, die eigentlich nur den Rahmen für einen gepflegten Umtrunk in Smoking und Abendkleid darstellen, eher wenig. Ich finde es auch nicht so spannend, welche Rechte und Pflichten Veranstalter und Teilnehmer nach dem BGB haben oder nicht haben. Bedeutend scheint mir die Verwendung einer öffentlichkeitswirksamen Plattform zur Verbreitung von Unwahrheiten über die Kerntechnik zu sein. Warum eigentlich beharren die Greentec-Macher auf ihrer inhaltlich unhaltbaren Position, wo doch selbst ihr Medienpartner „Wirtschaftswoche“ dieser in wohltuend sachlicher Form widerspricht? Wie das IFK auf seiner Facebook-Seite schreibt, wurde das Heft mit dem Bericht über den DFR auch noch an alle Besucher der Gala verteilt. Sind es vielleicht doch einzelne, ideologisierte Mitglieder der Jury, denen man sich verpflichtet fühlt? Ich erwarte ein Ende dieser Farce durch die Hauptverhandlung vor dem Berliner Kammergericht.

Profitiert haben dann tatsächlich alle. Noch nie haben sich so viele Menschen an der Online-Abstimmung der Greentec-Awards beteiligt, noch nie hat dieser Wettbewerb so viel Aufmerksamkeit im Web erfahren.  Auch hier bei uns haben alle Berichte zum Thema sehr hohe Zugriffszahlen. Über den DFR wird in führenden Wirtschafts- und Technologiezeitschriften berichtet, langsam aber sicher entsteht der Nährboden für eine Zukunft der Kerntechnik auch in Deutschland.

Wahrscheinlich wird man nie erfahren, welches Ziel die Greentec-Macher mit ihrer Aktion eigentlich verfolgten. Geburtshelfer für eine neue Graswurzelbewegung zugunsten der Kernkraft in Deutschland wollten sie sicher nicht sein. Manchmal sind Beziehungen zu Unbekannten eben folgenreicher, als man denkt.

Hinweis: Die oben in den Tabellen verwendeten Daten sind das Ergebnis einer aufwendigen Recherche. Es ist nicht einfach, genaue Zahlen über die Zusammensetzung von gebrauchten Brennelementen zu bekommen, weil offenbar niemand, der über solche verfügt, diese als wichtig für die Debatte ansieht. Zum Teil findet man auch grob unterschiedliche Angaben in verschiedenen Veröffentlichungen, vor allem hinsichtlich der Absorptionsquerschnitte (welche natürlich auch für „schnelle“ und thermische Neutronen unterschiedlich sind, zusätzliche Erläuterungen dazu schienen mir für diesen Beitrag zu tiefgehend). Ich habe mich bemüht, die vertrauenswürdigsten Quellen herauszufinden und stütze mich in meinen Aussagen vor allem auf Kirk Sorensens „Energy from Thorium“-Webseite und die Joint Evaluated Fission and Fusion Database (JEFF 3.1) der Nuclear Energy Agency NEA. Sollte jemand über andere, ggf. bessere und vollständigere Daten verfügen, bitte ich um Hinweise im Kommentarbereich. Vor allem die fehlenden Massenanteile der Spalt- und Brutprodukte wären von Interesse. Letztendlich soll auch dieser Text nicht etwa ein abschließender enzyklopädischer Beitrag sein, sondern interessierte Leser zu eigenen Gedanken und eigenen Recherchen anregen.

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17 Kommentare
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  1. Danke Herr Heller, für diesen sachlich korrekten Beitrag!

    Es ist nicht einfach, genaue Zahlen über die Zusammensetzung von gebrauchten Brennelementen zu bekommen, weil offenbar niemand, der über solche verfügt, diese als wichtig für die Debatte ansieht.

    Das hängt vom Reaktor, der Position des BE in demselben und dem Abbrand desselben ab. Völlig normal.

    Zum Teil findet man auch grob unterschiedliche Angaben in verschiedenen Veröffentlichungen, vor allem hinsichtlich der Absorptionsquerschnitte (welche natürlich auch für „schnelle“ und thermische Neutronen unterschiedlich sind, zusätzliche Erläuterungen dazu schienen mir für diesen Beitrag zu tiefgehend)

    Bei gleichen MeV?

    Das das WiWo-Heft an alle Besucher verteilt wurde war vermutlich der größte und überraschendste Erfolg des DFR-Teams auf der Gala.

    Gruß vom Segelboot

  2. ich kann mich noch an die Sendung Mit der Maus erinnern wo es um Kernenergie ging. Sehr eindrucksvoll war der Versuch eine Kettenreaktion mit ca 200 Mausefallen und darauf platzierten Tischtennisbällen nachzuahmen:

    http://youtu.be/BnlwllqOVVU
    (ab ca. 9:30)
    Dieses Selbstverständnis mit diesen Naturwissenschaftlichen Tatsachen fehlt heute -- man könnte sogar den Eindruck gewinnen in den Naturwissenschaftlichen Fächern selbst.

  3. Und schon trudeln die ersten Fehlermeldungen ein. Meine Güte, sind unsere Leser schnell.

    Das Element mit der Ordnungszahl 44 ist natürlich Ruthenium und nicht Rubidium. Ich werde die Abbildung korrigieren, bitte um etwas Geduld.

    [und nun ist das auch geschehen]

  4. Großartig, vielen Dank Peter!

    …Es ist nicht einfach, genaue Zahlen über die Zusammensetzung von gebrauchten Brennelementen zu bekommen…

    Das weiß ich aus eigener Erfahrung ich habe mal danach gesucht. Und auch genau einen Artikel wie diesen hatte ich mir immer gewünscht. In dem erklärt wird was genau in den Brennstäben passiert und was für Stoffe übrig bleiben.

    Schön dass man mittlerweile sogar hoffen kann, dass jetzt wieder mehr Sachverstand in die Kernenergie-Debatte kommt.Und das allerschönste ist die Freude darüber, dass die Greentec Award Macher mit ihrem dilettantischen Rausschmiss-Versuch für einen großen Teil der erfreulichen Berichterstattung sehr direkt verantwortlich sind.

  5. Wow, super. Ich kann damit einige Fragen meiner Jungs beantworten Auch wenn sie wahrscheinlich nicht alles verstehen werden, sie werden wissen daß es Antworten gibt. Danke.

  6. Auch für einen Nicht Füsiker 😉 wie mich sehr gut verständlich und nachvollziehbar.

    karl.s

  7. Sehr geehrter Herr Heller,
    Im Dokument Tec-doc-955 der IAEA („Tec-doc-955 IAEA“ in die Suchmaschine eingeben) finden Sie Angaben zur Zusammensetzung eines Kerns 30 min nach Abschaltung. Dort auf Seite 171ff (Appendix I) gehen. Die Angaben der einzelnen Aktivitäten sind in kBq/MWel bzw. in kBq/1000MWel (beachten kBq, ist etwas ungewöhnlich).

    Man sollte dazu wissen, dass ein typischer Druckwasserreaktor so um 1000MWel (VVER 1000) bzw. 1400MWel (PWR westlicher Bauart) liefert. Das Aktivitätsinventar wird hier für einen Gleichgewichtskern, der einen 18-monatigen Zyklus durchlaufen hat, angegeben. Typischerweise umfasst das Brennelemente, die zwischen 1 und 5 Zyklen hinter sich haben. Aufgrund des Zerfalls (und teilweise Nachbildung von Tochterprodukten) ändert sich diese Zusammensetzung für spätere Zeitpunkte nach Abschaltung, aber für wichtige Spaltprodukte wie Cs-137 und Sr-90 oder Aktiniden wie Pu-239 bleibt es nahezu gleich.

    Aus den Aktivitäten kann man natürlich Massen berechnen, z. B. für Pu-239 2,2E-18kg/Bq, für Cs-137 3,1E-16kg/Bq.
    Ein typischer Kern eines PWR enthält ca. 100000 kg Brennstoff.

    Die Daten stammen aus den 90igern, mittlerweile gibt es deutlich höhere Abbrände, dass bedeutet, die Spaltproduktanteile sind teilweise etwas höher, außerdem hängt dass noch von der Art der eingesetzten Brennelemente ab (MOX oder Uran, Anreicherung von U-235 schwankt auch, kann über 4 % liegen). Aber die Größenordnung der Angaben stimmen auch für heutige Kerne gut.

    Noch gut zu wissen, bei normalem Betrieb (dass bedeutet ohne politische Ausstiegsbeschlüsse) kommen nur Brennelemente zur Zwischen- (und ggf.) Endlagerung, die mehrere Zyklen (meist 5) absolviert haben, dort ist der Anteil der Spaltprodukte höher (ca. Faktor 2), der Anteil an Aktiniden anders (teils höher, teils niedriger), bei Wiederaufarbeitung wirds noch ganz anders.

    Mit freundlichen Grüßen

    Olaf Nitzsche

  8. @Peter

    super! ….. Danke für die Wissenserweiterung.

  9. Seit der DFR eine mediale Aufmerksamkeit errungen hat, wird auch wieder zu Peters Vorschlag beim Dialog über Deutschland kommentiert. Achim Behrenwaldt berichtet von einer Meldung im neuen STERN (Nr.36).

    Der STERN berichtet in seiner aktuellen Ausgabe (Nr.36), dass 63 % der Deutschen den Atomausstieg mittlerweile für falsch halten. Bei den CDU-Anhängern sind es sogar 79 % ! Nur die Grünen halten noch unverändert daran fest.

  10. Dank an Segelboot und Herrn Nitzsche für die ergänzenden Informationen.

    Ich bin mir dessen bewußt, daß die Zusammensetzung eines Brennstabs zu Beginn unterschiedlich sein kann und ich bin mir auch der verschiedenen Betriebsbedingungen bewußt. Deswegen habe ich ja im Artikel die „zehn Jahre Lagerung“ eingezogen, nach der eben die weitaus meisten Spaltprodukte in jedem Fall nahezu nicht mehr vorhanden sind. Trotzdem gibt der Text natürlich nur das Prinzip wieder, die genannten Werte und vor allem die Tabellen sind sozusagen ein „Gedankenexperiment“.

    Mir ist es wichtig, eine Debatte über den Umgang mit Atommüll nicht nur mit Phrasen auf der Meta-Ebene („machen wir alles weg mit Transmutation“), sondern mit konkreten Aussagen zu füllen. Die müssen natürlich stimmig sein.

    Kirk Sorensen hatte auf seiner Webseite noch vor einigen Monaten ein Java-Programm, mit dem man die Zusammensetzung von Brennstäben in Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit durchspielen konnte. Diese ist leider verschwunden, vielleicht stellt er es hier wieder ein: http://energyfromthorium.com/javacode/

    Zur Zeit ist dort nur noch etwas zur Isotopentrennung zu finden. Die Daten oben stammen jedenfalls in wesentlichen Teilen aus besagtem Programm, ich kann natürlich nicht abschließend überprüfen, ob Sorensen alles richtig bedacht hat. Ich denke aber auch nach dem Studium anderer Veröffentlichungen, daß es im Prinzip stimmt. Letztendlich kommt es ja nicht auf das einzelne Gramm an. Mit den Angaben in der Tabelle sollten vor allem die Mengenverhältnisse verdeutlicht werden.

    Ich freue mich, daß der Text gut angenommen wird. Ich habe so etwas bislang jedenfalls nirgends lesen oder finden können (man muß eben alles selbst machen ;)). Es scheint mir aber wichtig, den Menschen die Thematik in der Form näherzubringen. Denn wenn man etwas kennt und genauer benennen kann, verliert man schneller die Angst.

    Ich bin noch von einem Leser darauf hingewiesen worden, daß Americium 241 und Neptunium 237 als Kerne mit gerader Neutronenzahl auf jeden Fall mit schnellen Neutronen spaltbar sind (spaltbar im Sinne Erhalt einer Kettenreaktion und Spaltquerschnitt größer als Einfangsquerschnitt).

  11. @Herr Heller:

    Ich bin noch von einem Leser darauf hingewiesen worden, daß Americium 241 und Neptunium 237 als Kerne mit gerader Neutronenzahl auf jeden Fall mit schnellen Neutronen spaltbar sind (spaltbar im Sinne Erhalt einer Kettenreaktion und Spaltquerschnitt größer als Einfangsquerschnitt).

    Wenn ich mich an meine Vorlesung zu den Grundlagen der stationären Reaktortheorie richtig erinnern kann, ist praktisch jedes Aktinid spaltbar. Bei manchen reicht schon ein Neutron das in den Kern eindringt, bei anderen muss dieses noch kinetische Energie mitbringen, um eine induzierte Kernspaltung auszulösen. Aus den Vorlesungsunterlagen:

    232Th -> 1,3 MeV
    233U -> 0 MeV
    234U -> 0,4 MeV
    235U -> 0 MeV
    237Np -> 0,4 MeV
    238U -> 0,8 MeV
    239Pu -> 0 MeV
    240Pu -> 10 MeV
    241Pu -> 0 MeV

    Die ungeraden Kerne sind thermisch spaltbar, dh die kinetische Energie des Neutron kann quasi gegen Null gehen, und es gibt trotzdem einen Zwischenkern der platzt (ausnahme 237Np, erst ab 0,4 MeV). Folglich eignen sich nur U233, U235, Pu239, Pu241 als Brennstoff. In einem Reaktor mit 0,5 MeV im Schnitt kann außer Th232, U238, Pu240 alles was aufgeführt ist verheizt werden.

    Bei einem extrem harten Neutronenspektrum >10 MeV müsste eigentlich alles wechgehen, wobei ich die Barns der MA nicht auf dem Effeff kenne. Generell steigt aber die „Ausbeute“ (dh freigesetzte Neutronen pro Spaltung) bei höheren MeVs. Irgendwann platzen auch Bleikerne, was man ja bei ADS nutzt.

    Was sagen die anderen dazu?

    Gruß vom unsicheren Segelboot

  12. Und die Erde ist eine Scheibe! Egal was Sie mir da erzählen oder „beweisen“ wollen.

    Ich GLAUBE an meine Scheibe! -- Es herrscht schliesslich Religionsfreiheit in diesem Land, -- auch wenn Weihnachten in Berlin plötzlich nicht mehr öffentlich gefeiert werden darf.

    Und, was die Kirche nicht für Recht erkennt, ist kein Recht (!), -- ausser es nützt der Kirche! Und was der Staat als rechtens erkennt, sollte jedem „mündigem freien Staatsbürger“ zur Handlungsdoktrin werden. Es lebe der Sozialismus!

    WISSEN zu wollen ist absurd. Denn nur der Klimag_tt ist der wahre G_tt!

    Aufwiegler gehören ins Feuer, oder in Hartz 4, oder als Kanonenfutter sofort an die Front!

    -Entschuldigt, -- so liest es sich heute leider für mich, wenn ich den ganzen Dreck des sogenannten „Mainstreams“ mal 10 Minuten auf mich wirken lasse, und zwischen den Zeilen lese. Denkt an Parncutt…., und die die die KZ erfunden haben, -- und das waren nicht die „Nazis“…. 🙂

  13. #12. Orwell

    -Entschuldigt, — so liest es sich heute leider für mich, wenn ich den ganzen Dreck des sogenannten “Mainstreams” mal 10 Minuten auf mich wirken lasse, und zwischen den Zeilen lese.

    ja, so ist es. Aber jetzt kommt mein aber 😉 . Es hat sich in letzter Zeit doch einiges getan. Vor 2 Jahren noch unvorstellbar, wird heute wieder angefangen, sich kritischer mit dem Klimagedöns und dem EEG Irsinn, einschließlich des ideologisch motivierten Ausstiegs aus der Kernenergie, auseinanderzusetzen. Dass das ein langwieriger Prozess ist, ist auch klar. 30 Jahre Indoktrination hinterlassen Spuren. Aber es ist immerhin ein Anfang hin zu wieder rationaler Denke und Berichterstattung. Das heißt nicht, dass dann nicht die nächste Sau durchs Dorf getrieben wird. Medien leben halt von Katastrophen, auch wenn sie nur ersponnen sind. Ich bin Optimist 🙂 Ich behaupte auch mal ganz keck, dass zukünftig, ich werds zwar nicht mehr erleben, ein Großteil der Energie entweder mittels Kernspaltung oder Kernfusion erzeugt wird. Denn der Energiebedarf auf der Welt wird steigen, nicht zurückgehen, wie das von den grünen Ideologen immer gern propagiert wird. Denn das hieße Stillstand und Rückschritt und nicht Wachstum und Fortschritt. Die „Natur“ des Menschen im allgemeinen ist aber auf Fortschritt programmiert und läßt sich auch nicht durch vorübergehende „Rückschläge“ aufhalten.

    karl.s

  14. Sorry Peter, das passt nicht ganz so schön zu Deinen Artikel……ist aber interessant genug um mal erwähnt zu werden.

    Rosatom vereinbart Roadmap für Einstieg ins britische Atomenergieprogramm

    Rosatom will beim Atomenergie-Programm Großbritanniens mitmachen. Am Donnerstag unterzeichnete die russische staatliche Atomenergieholding mit dem britischen Ministerium für Energie und Klimawandel eine Absichtserklärung über Zusammenarbeit im Bereich der friedlichen Atomenergie.

    Darüber hinaus einigte sich Rosatom mit Rolls Royce darauf, die Möglichkeiten für den Bau und Betrieb russischer Atomreaktoren des Typs WWER in Großbritannien zu prüfen, teilte das russische Unternehmen mit.

    Nun gut, Absichtserklärungen können ja immer noch gekippt werden…..doch sind sie ein Zeichen, das wohl in Deutschland auf absolutes Unverständnis stoßen wird.

    http://de.wikipedia.org/wiki/WWER
    Da steht was, das ich Euch nicht vorenthalten will…

    Seit einiger Zeit wird auch mit neuen Brennelementtypen für alle WWER-Reaktoren experimentiert. Der Plan ist, die abgebrannten Brennelemente aus den RBMK-Reaktoren zu recyceln und diese als Brennelemente für WWER-Reaktoren zu nutzen. Diese haben bis zu 2,5 % mehr Effizienz als die herkömmlichen WWER-Brennelemente. Der Brennstoff ist momentan experimentell in den Reaktoren des Kernkraftwerks Kalinin im Einsatz. Die abgebrannten Brennelemente können wiederum zu MOX-Brennelementen weiterverarbeitet werden, diese werden seit Anfang 2008 im Kernkraftwerk Belojarsk genutzt.

    Is zwar nicht so elegant wie beim DFR, doch versucht man auch in Russland die Brennstäbe mehrfach wieder zu verwenden…..anstatt sie nur einzubuddeln wie in Deutschland.

    So, genug gestört…….ich verkrümel mich mal schnell wieder, Kernenergie ist nicht so meine Stärke.

    MfG
    H.E.

  15. Finde ich eigentlich sehr nett dass Rosatom hier tätig wird.
    Man erinnere sich:
    nach dem überhasteten Siemens Ausstieg bei Areva bahnte sich eine Kooperation zwischen Siemens und Rosatom an die dann durch eine Flutwelle in Japan wieder abgebrochen wurde. Siemens hat danach alles abgeschrieben was mit Kernenergie auch nur am Rande zu tun haben könnte, um möglichst viel vom planwirtschaftlichen EEG Kuchen abzubekommen. Schadenfreude zu Lasten eines in Deutschland tätigen Unternehmens ist vielleicht nicht sehr patriotisch, aber hier fällt es schwer nicht zu feixen.
    Im übrigen wird in Russland ganz im Gegensatz zur EU auch bezüglich Generation 4 Grundlagenarbeit geleistet, Konzepte für kleine bis mittlere Reaktorgrößen werden entwickelt und umgesetzt. Die müssen das auch, denn in in Russland scheint die Sonne nur wenige Stunden am Tag, wohingegen sie in D bekanntlich Tag und nacht ganz gratis Strom liefert.

  16. Erstmal ein Dankeschön an Peter Heller

    Die ganze Recherche zu diesem Blog-Beitrag hat wahrscheinlich sehr viel Zeit in Anspruch genommen.
    Aber das kann sich sehen lassen.
    Habe mal etwas Gegoogelt zu den Java Programmen.

    Könnte das hier: http://filedir.com/company/kirk-sorensen

    das gesuchte Programm sein?
    Jedenfalls das SpentFuelExplorer-Programm ist sehr gut.

    Ich arbeite im ältesten DRW Kernkraftwerk auf der Welt das noch am Netz ist als Anlagenoperateur.
    Aber ehrlich gesagt habe ich mich noch nie mit dem Inventar der Zusammensetzung des Kernbrennstoffes nach deren Ende auseinander gesetzt. Kommen halt nach fünf Jahren Abklingzeit einfach in den Castor Behälter zum Zwischenlagern. 🙂

    MfG

  17. @ Rene Meier:

    Vielen Dank. Ja, dieses Java-Programm ist zumindest eines der beiden, auf die ich mich gestützt habe. Aber es gab noch ein zweites mit einer anderen graphischen Darstellung, aus dem man die Verteilung der Isotope genauer ablesen konnte. Ich weiß leider nicht mehr, wie es hieß.

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