Lösen Kernkraftwerke das Energieproblem?
VIELEN Ländern, ganz besonders aber den Vereinigten Staaten, droht eine Energieversorgungskrise, weil die Rohstoffe für die Energieerzeugung — Kohle, Öl und Erdgas — knapp werden. Wie kann dieses Problem gelöst werden?
Viele Experten antworten: mit Atomenergie! In der Fachschrift Scientific American vom September 1971 konnte man lesen: „Wenn es je gelungen ist, gerade zur rechten Zeit eine Energiequelle zu erschließen, dann kann man das bestimmt von der Atomenergie sagen.“
Ein wachsender Industriezweig
In den Vereinigten Staaten sind bereits mehr als zwanzig Kernkraftwerke in Betrieb, und über hundert weitere befinden sich im Bau oder sind projektiert. In den USA werden etwa 2 Prozent des Stroms von Kernkraftwerken erzeugt, und um das Jahr 1980 sollen es 10 bis 25 Prozent sein. Auch in anderen Ländern hat man Kernkraftwerke zur Erzeugung elektrischen Stroms erbaut. Im Jahre 1970 waren in Ländern außerhalb der Vereinigten Staaten über neunzig Kernkraftwerke in Betrieb.
Es besteht keine Frage, daß der Atomkern gewaltige Kräfte in sich birgt. Das wurde an der Stadt Hiroshima in Japan im Jahre 1945 deutlich demonstriert. Diese Stadt wurde damals durch eine verhältnismäßig kleine Atombombe völlig zerstört, und über 92 000 ihrer Bewohner kamen dabei ums Leben. Noch Jahrzehnte danach erkrankten viele in jener Gegend, in der die Explosion stattgefunden hatte, an Strahlenkrebs und starben an dieser Krankheit.
Es ist daher verständlich, daß die Menschen sich fragen: Ist es gefahrlos, das Atom zu spalten und die daraus entstehende Energie für die Erzeugung von elektrischem Strom zu bändigen? Kann die Radioaktivität, die dabei entsteht, dem Menschen schaden?
Sich widersprechende Fachurteile
Die US-Atomenergiekommission und die Elektrizitätswirtschaft möchten die Bevölkerung davon überzeugen, daß die Gewinnung von Kernenergie gefahrlos ist. Fernsehwerbungen und andere Werbungen vermitteln jedenfalls diesen Eindruck. So wird ein brennendes Streichholz gezeigt, und der Text dazu lautet: Ein Kernkraftwerk trägt weniger zur Verschmutzung bei als dieses Streichholz.
Gewisse Pressemeldungen geben jedoch Anlaß zu der Frage, inwieweit diese Behauptungen zutreffend sind. Die US-Atomenergiekommission zum Beispiel gestattete in Minnesota den Bau eines Atomkraftwerkes, das täglich radioaktive Abfälle mit einer Gesamtaktivität von 41 400 Curie-Einheiten abgeben darf. Aber das Amt für Umweltschutz in Minnesota wollte die Grenze auf 860 Einheiten festsetzen. Einige Wissenschaftler befürchten, daß eine größere Abgabe radioaktiver Spaltprodukte eine Gefahr für die öffentliche Gesundheit darstellen würde. Die beiden Wissenschaftler John W. Gofman und Arthur R. Tamplin schrieben in der Fachschrift Scientific American:
„Wir sind aufgrund unserer Forschungen zu der Überzeugung gelangt, daß die Abgabe radioaktiver Strahlung durch die wachsende Zahl von Kernkraftwerken eine weit größere Gefahr darstellt, als wir früher angenommen haben. ...
Und wir glauben, daß die Öffentlichkeit getäuscht wird durch einen schlauen, gut finanzierten Propagandafeldzug, in dem von ,sauberer, billiger und ungefährlicher Kernenergie‘ gesprochen wird.“
Ist es möglich, daß an diesen Anklagen etwas Wahres ist? Wie wird in Kernkraftwerken elektrischer Strom erzeugt? Wie kommt es, daß radioaktive Spaltprodukte abgegeben werden?
Wie Kernenergie erzeugt wird
Die elektrische Energie wird entgegen der landläufigen Meinung nicht direkt durch den Vorgang der Atomspaltung innerhalb eines Kernreaktors gewonnen. Die Kernspaltung innerhalb des Reaktors erzeugt lediglich Wärme. Sie ersetzt somit die Heizanlage eines herkömmlichen Kraftwerkes. Mit Hilfe der Wärme des Reaktors wird Wasser zum Kochen gebracht und Dampf erzeugt. Der Dampf dreht die Turbinen und die Turbinen die Generatoren, die den elektrischen Strom erzeugen.
Die gewaltige Hitze des Kernreaktors wird in langen, dünnen mit Metall umkleideten Brennstoffstäben erzeugt. Diese sind mit kleinen Urandioxydkügelchen gefüllt, die der potentiellen Energie von 6 000 Tonnen Kohle pro Stab entsprechen. In einem großen Reaktor mögen 40 000 Brennstoffstäbe stecken, die über 100 Tonnen Urandioxydkügelchen enthalten. Das ist mehr Uran als in über 100 Atombomben zusammengenommen! Im Reaktor wird Wärme erzeugt, indem die Atome des Uranisotops U 235 gespalten werden.
Während des Spaltvorgangs trifft ein Neutron ein U-235-Atom und spaltet es gewöhnlich in zwei kleine Atomkerne. Durch die Spaltung wird nicht nur Wärme frei, sondern es werden auch zwei oder drei Neutronen frei, die andere Atomkerne treffen und spalten. So wird eine Kettenreaktion ausgelöst. In einem großen Reaktor werden jede Sekunde etwa 10 000 000 000 000 000 Atome gespalten!
Um den Spaltvorgang zu steuern, werden lange Kontrollstäbe, die die fliegenden Neutronen absorbieren, in das Herz des Reaktors geschoben. Der Ablauf der Kernspaltung wird durch diese Stäbe, die man im Herzen des Reaktors in die entsprechende Lage bringt, gesteuert. Wenn man sie ganz hineinschiebt, werden fast alle Neutronen absorbiert, und die Kernspaltung hört auf.
Ausstrahlung radioaktiver Spaltprodukte
Während im Reaktor jede Sekunde Milliarden von Uranatomen gespalten werden, bilden sich kleinere Atome anderer Elemente, die radioaktiv sind. Im Laufe eines Jahres erzeugt ein großer Reaktor so viele langlebige radioaktive Isotope wie bei einer Explosion von tausend Hiroshimabomben entstehen würden! Solange diese gewaltige Menge Radioaktivität innerhalb der Brennstoffstäbe bleibt, ergibt sich kein unmittelbares Problem. Aber sie bleibt nicht dort.
Gasförmige Atome dringen durch undichte Stellen in der metallischen Umhüllung der Brennstoffstäbe. Eine Anhäufung dieser Radioaktivität bedeutet für das Wartungspersonal des Kraftwerks eine Gefahr. Durch die Kühltürme des Kraftwerks wird Radioaktivität an die Luft abgegeben. Radioaktivität gelangt auch in das Wasser, das im Reaktor gebraucht wird, und sie wird damit in einen Fluß oder See abgegeben.
Es wird jedoch behauptet, die Menge der radioaktiven Spaltprodukte, die an die Luft und das Wasser abgegeben werden, sei so gering, daß sie dem Menschen nicht schaden würde. Aber selbst wenn die Menschen in der nächsten Nachbarschaft nicht davon betroffen werden, so besteht für die Bevölkerung, die viele Kilometer weit vom Kraftwerk entfernt wohnt, große Gefahr. Denn in der Nahrung sammeln sich radioaktive Stoffe an. Sie mögen sich zum Beispiel auf dem Gras ablagern, dieses wird von den Kühen gefressen, und darauf werden sie in ihrer Milch konzentriert. Die Kinder, die diese Milch trinken, mögen eine gefährliche Dosis Radioaktivität erhalten.
Viele Wissenschaftler sind vor allem deshalb besorgt, weil bald Hunderte von Kernkraftwerken radioaktive Spaltprodukte abgeben werden. Dr. Ernest J. Sternglass, Professor für Strahlungsphysik an der Medizinischen Fakultät der Universität Pittsburgh, vertritt den Standpunkt, daß schon jetzt Kernkraftwerke für den Tod mancher Kinder verantwortlich sind. Er unterbreitet Daten, die, wie er sagt, zeigen, daß in der Umgebung von Kernreaktoren „übermäßig viele“ Kinder sterben.
Reaktorenunfälle
Man ist aber nicht nur wegen der „normalen“ Abgabe radioaktiver Spalt- und Zerfallsprodukte beunruhigt, sondern noch mehr wegen der Möglichkeit einer ungewollten Abgabe radioaktiver Stoffe bei Reaktorenunfällen. Einige befürchten zum Beispiel, daß bei einem Erdbeben ein Kernkraftwerk auseinanderbrechen könnte und eine gewaltige Menge radioaktiver Spaltprodukte in alle Winde verweht werden könnte! Oder was wäre die Folge, wenn ein Saboteur in einem solchen Werk eine Bombe legen würde? Schon der Gedanke daran läßt uns erschauern!
Aber Unfälle sind auch möglich wegen menschlichen oder technischen Versagens. Ein Unglück, mit dem die Fachleute am ehesten rechnen, ist der plötzliche Verlust des Kühlwassers. Dieser Fall könnte zum Beispiel eintreten, wenn jemand das falsche Ventil schließen oder wenn ein Rohr platzen würde. Zufolge der zunehmenden Wärme würde der Brennstoff schmelzen, und der entstehende Druck könnte bewirken, daß radioaktive Stoffe in großen Mengen emittiert würden.
Im Jahre 1966 passierte ein solcher Unfall. In einem Kernreaktor bei Detroit (Michigan) klemmte ein Ventil und blockierte den Umlauf des Kühlmittels. Das bewirkte, daß die Brennstoffelemente überhitzt wurden und einige davon schmolzen. Anfangs waren sich die Beteiligten nicht im klaren darüber, ob die ganze Umgebung von Detroit evakuiert werden sollte oder nicht. In der Presse wurde dieser Vorfall als „ein Ereignis, das Harmagedon so nahe gekommen ist, wie das in diesem Land bisher noch nie geschehen ist“, bezeichnet.
Bereits sind als Folge von Unfällen in Kernkraftwerken große Mengen radioaktiver Spaltprodukte abgegeben worden. Ein solcher Unfall ereignete sich in Windscale (England). Es wurde so viel Radioaktivität ausgestrahlt, daß die Regierung alle Nahrungsmittel, die in einem Umkreis von 650 Kilometern wuchsen, beschlagnahmte. Zufolge der Emissionen von jenem Kraftwerk ist die Radioaktivität in der Irischen See, in deren Nähe es liegt, so groß, daß sie bei Jungfischen eine Verformung der Wirbelsäule bewirkt hat! Vor kurzem passierte in einem Kernkraftwerk der Northern States Power Company ein Zwischenfall, dabei flossen 40 000 Liter radioaktives Wasser in den Mississippi, was bewirkte, daß die Stadt Minneapolis ihre Wasserentnahmeklappen schloß.
Aber es gibt noch eine Gefahr, die wahrscheinlich noch größer ist.
Die Beseitigung des Atommülls
Der Atommüll, der sich in einem Kernreaktor ansammelt, muß von Zeit zu Zeit entfernt werden, sonst kann der Reaktor nicht mehr richtig funktionieren. Etwa alle zwei Jahre muß ein großer Reaktor vorübergehend stillgelegt werden, damit die Abfälle beseitigt werden können. Das bedeutet, daß so viele langlebige radioaktive Rückstände beseitigt werden müssen, wie 2 000 Hiroshimabomben erzeugen würden — eine gewaltige Gefahrenquelle!
Für die Beseitigung des Atommülls sind verschiedene Methoden unterbreitet worden; so wurde angeregt, ihn mit Hilfe von Raketen auf die Sonne zu schießen. Das wäre jedoch nicht nur sehr kostspielig, sondern auch ein gewaltiges Risiko. Die Abfälle sind auch viel zu gefährlich, um sie in das Meer zu versenken. Daher wird jetzt davon gesprochen, den Atommüll zu verfestigen und in stillgelegten Salzbergwerken zu lagern. Zur Zeit werden über 300 Millionen Liter flüssige radioaktive Abfälle in großen unterirdischen Tanks im Bereich einiger Anlagen der US-Atomenergiekommission gelagert.
Da immer mehr Kernkraftwerke in Betrieb genommen werden, wird die Menge der anfallenden radioaktiven Abfälle sich gewaltig steigern. Die Aussicht ist erschreckend! Sogar Edward E. David jr., wissenschaftlicher Berater Präsident Nixons, gab folgendes zu: „Man empfindet Übelkeit bei dem Gedanken an etwas, was gut verschlossen 25 000 Jahre in der Erde bleiben muß, ehe es ungefährlich geworden ist.“
Thermische Verschmutzung
Es gibt noch einen anderen Aspekt des Verschmutzungsproblems — die thermische oder Wärmeverschmutzung. Eine Kernkraftanlage entnimmt zur Kühlung gewaltige Wassermengen aus dem Fluß oder See, an dem sie gebaut ist, und gibt dieses Wasser erwärmt wieder ab. Herkömmliche Kraftwerke tun das auch, aber die Kernkraftwerke führen mehr Wärme mit dem Kühlwasser ab. Wilfred E. Johnson, ein Kommissar der Atomenergiekommission, sagte: „Bis zum Jahre 1990 wäre mehr als die Hälfte alles Oberflächenwassers in den Vereinigten Staaten für die Kühlung erforderlich.“ Was wäre das Ergebnis?
Wenn die Wassertemperatur eines Flusses oder Sees ansteigt, wird der Sauerstoffgehalt des Wassers entsprechend geringer. Das kann nicht nur den Tod der Fische zur Folge haben, sondern auch das Algenwachstum wird vielfach dadurch begünstigt, und wenn die Algen absterben, werden, während sie sich zersetzen, große Mengen Sauerstoff verbraucht, der dem Wasser entzogen wird. Bald beginnt das Wasser schlecht zu riechen und schlecht zu schmecken. Man befürchtet, daß sich die Flüsse und Seen des Landes durch Wärmeverschmutzung in stinkende Kloaken verwandeln werden, wenn noch mehr Kernkraftwerke gebaut werden.
Eine Gefahr für die Gesundheit und die Sicherheit
Es ist offensichtlich, daß die Kernenergie nicht so ungefährlich ist, wie die von der Industrie geförderte Werbung die Bevölkerung glauben machen möchte. Hugo Black, ein verstorbenes Mitglied des Obersten Bundesgerichts der USA, und Bundesrichter William Douglas bezeichneten die Erzeugung von elektrischem Strom mit Hilfe von Kernenergie als „den furchtbarsten, todbringendsten und gefährlichsten Vorgang, den der Mensch je erfunden hat“.
Auch der bekannte Atomwissenschaftler Edward Teller betrachtet Kernkraftwerke keineswegs als friedliche Nachbarn, sondern er erklärte: „Aus einem Kernreaktor mit einer winzigen Leckstelle kann radioaktives Gift entweichen und sich unter einer Dunstglocke von mehreren hundert Quadratkilometern ansammeln, so daß es lebensgefährlich wird. Deshalb gehören Kernreaktoren nicht auf die Erde.“
Und doch glauben viele Wissenschaftler, diese Gefahr könne zum größten Teil gebannt werden; daher sind sie der Meinung, der Nutzen der Kernkraftwerke sei so groß, daß man die Gefahren in Kauf nehmen könne. Sie weisen darauf hin, daß auch mit Kraftwerken, die fossile Brennstoffe verfeuern, Gefahren für Gesundheit und Sicherheit verbunden seien. Der Kernphysiker Ralph E. Lapp wies zum Beispiel auf die „Jahrzehnte der Kohlenzeit“ hin und kritisierte die „Blindheit der Gesellschaft, mit der der Erde 36 Milliarden Tonnen Kohle entrissen wurden, wobei mehr als 100 000 Bergarbeiter ihr Leben verloren, das Land verunstaltet wurde und unsere Städte mit Rauch verschmutzt wurden, der die Lungen quälte“.
Es stimmt, daß Millionen Menschen an einer Erkrankung der Atmungsorgane gelitten haben und daß ihr Leben verkürzt wurde als Folge der Stromerzeugung mit umweltverschmutzenden fossilen Brennstoffen. Kernkraftwerke dagegen emittieren gewöhnlich keine sichtbaren oder fühlbaren Schmutzstoffe. Geringe Strahlungsmengen scheinen auch keine nachteilige Wirkung zu haben. Nach Jahren mögen aber Personen, die eine genügend große Menge davon erhalten haben, an Krebs sterben. Man hofft, daß die täglichen Emissionen der Kernkraftanlagen in Zukunft keine Krebsplage zur Folge haben werden und daß Unfälle in nächster Zukunft keine Katastrophen herbeiführen.
Somit vertreten gewisse Kreise die Meinung, die Kernenergie löse das Problem der Energieversorgungskrise, andere dagegen haben schwere Bedenken gegen die Verwendung der Kernenergie, weil sie der Meinung sind, die Gefahren seien größer als der Nutzen. Gibt es jedoch eine andere Möglichkeit, das Energieversorgungsproblem zu lösen? Steht man, wenn die fossilen Brennstoffe ausgehen, vor der Frage: Kernenergie oder keine Energie?
Es gibt immer noch Flüsse, die man stauen kann, um Wasserkraftwerke zu betreiben. Einige Fachleute sind jedoch der Meinung, daß diese Energiequelle in den Vereinigten Staaten sozusagen erschöpft sei. Auch die geothermische Energie — Wasserdampf aus dem Boden — gilt als begrenzt. Aber wie steht es mit der Sonnenenergie? Die Möglichkeit, die Sonnenenergie für die Energiebedürfnisse des Menschen zu nutzen, wird in einer der nächsten Ausgaben dieser Zeitschrift behandelt.