Einleitung | 6 |
Liste der Autoren | 9 |
Inhaltsverzeichnis | 10 |
1 Rückblick - Von den Anfängen bis heute | 15 |
1.1 Kurze Geschichte der Kernenergie | 16 |
1.2 Kernenergie in Deutschland - Entwicklung und Ausstieg | 19 |
1.3 Der gesellschaftliche Diskurs um die Kernenergie | 23 |
1.4 Bestand und Alter der heutigen Kernkraftwerke | 30 |
Weiterführende Literatur | 33 |
2 Energie der Kerne - Physikalische Grundlagen der Kernenergienutzung | 34 |
2.1 Physikalische Kräfte | 35 |
2.2 Aufbau des Atoms | 35 |
2.3 Kernmassen und Bindungsenergie | 38 |
2.4 Kernspaltung | 42 |
2.5 Kettenreaktion | 44 |
2.6 Moderation von Neutronen | 47 |
2.7 Energiefreisetzung bei der Kernspaltung | 49 |
2.8 Spaltprodukte, Plutonium und Transurane | 50 |
Weiterführende Literatur | 52 |
3 Radioaktivität - Strahlung und ihre Folgen für den Menschen | 53 |
3.1 Arten der Strahlung und ihre Entstehung | 54 |
3.1.1 Alpha-Strahlung | 56 |
3.1.2 Beta-Strahlung | 59 |
3.1.3 Gamma-Strahlung | 60 |
3.1.4 Neutronen-Strahlung | 61 |
3.1.5 Weitere Strahlungsarten | 62 |
3.2 Strahlendosis und biologische Wirkung | 63 |
3.2.1 Dosisgrößen | 63 |
3.2.2 Wirkungspfade | 65 |
3.2.3 Strahlenwirkung | 67 |
3.2.4 Strahlenrisiko | 70 |
Weiterführende Literatur | 73 |
4 Funktionsweise - Von Kernreaktoren und Reaktorkonzepten | 75 |
4.1 Charakterisierung von Reaktorkonzepten | 76 |
4.2 Leichtwasserreaktoren | 77 |
4.2.1 Druckwasserreaktoren | 77 |
4.2.2 Siedewasserreaktoren | 83 |
4.3 Weitere Reaktortypen | 85 |
4.3.1 Schwerwassermoderierte Reaktoren | 85 |
4.3.2 Gasgekühlte, graphitmoderierte Reaktoren | 86 |
4.3.3 Leichtwassergekühlte, graphitmoderierte Reaktoren | 87 |
4.3.4 Schnelle Brüter | 88 |
4.4 Radioaktivität im Kernkraftwerk | 90 |
4.5 Fortgeschrittene Reaktorkonzepte | 93 |
4.6 Zukünftige Reaktortypen | 94 |
4.6.1 Hochtemperaturreaktoren | 95 |
4.6.2 Generation IV | 97 |
Weiterführende Literatur | 101 |
5 Reaktorsicherheit - Sicherheitskonzepte und Unfallrisiko | 102 |
5.1 Nachzerfallswärme und Kernschmelzproblematik | 103 |
5.2 Drei Schutzziele | 105 |
5.3 Barrieren | 106 |
5.4 Sicherheitsebenen | 107 |
5.5 Das Sicherheitssystem | 112 |
5.6 Grundprinzipien der Konstruktion | 119 |
5.7 Besondere Aspekte der Reaktorsicherheit | 122 |
5.7.1 Alterung | 122 |
5.7.2 Mensch - Technik - Organisation | 123 |
5.7.3 Terrorismus und Kriegsfolgen | 125 |
5.8 Maßnahmen bei Unfällen | 126 |
Weiterführende Literatur | 131 |
6 Tschernobyl und Fukushima - Unfallablauf und Konsequenzen | 132 |
6.1 Der Reaktorunfall in Tschernobyl | 133 |
6.1.1 RBMK-Reaktoren und ihre Besonderheiten | 133 |
6.1.2 Unfallablauf und Ursachen | 134 |
6.2 Die Folgen von Tschernobyl | 136 |
6.3 Der Reaktorunfall in Fukushima | 137 |
6.3.1 Aufbau der Anlage | 137 |
6.3.2 Unfallablauf und Ursachen | 140 |
6.3.3 Zustand nach einem Jahr | 143 |
6.4 Radiologische Auswirkungen von Fukushima | 145 |
6.4.1 Die ersten Tage nach dem Unfall | 145 |
6.4.2 Eintrag radioaktiver Stoffe in den Pazifik | 148 |
6.4.3 Kontaminationen von Trinkwasser und Lebensmitteln | 149 |
6.4.4 Die Zukunft der Region Fukushima | 150 |
6.5 Fazit | 152 |
Weiterführende Literatur | 153 |
7 Urangewinnung - Von der Mine bis ins Kraftwerk | 154 |
7.1 Herkunft und Bedarf an Natururan | 155 |
7.2 Verfahren der Urangewinnung | 159 |
7.3 Weiterverarbeitung und Anreicherung | 160 |
7.4 Umwelteffekte | 163 |
7.4.1 Tailings | 164 |
7.4.2 Abraumhalden und Gruben | 166 |
7.4.3 Prozessanlagen | 167 |
7.4.4 Umwelteffekte der In-situ-Laugung | 168 |
7.5 „Die Wismut“ in Deutschland | 169 |
Literatur | 170 |
8 Radioaktive Abfälle - Vom Kraftwerk bis zur Endlagerung | 171 |
8.1 Abfallklassifizierungen | 172 |
8.2 Radioaktive Abfälle aus Kernkraftwerken | 174 |
8.3 Radioaktive Abfälle aus der Wiederaufarbeitung | 177 |
8.4 Behandlung und Zwischenlagerung | 179 |
8.5 Endlagerung | 182 |
8.5.1 Ziele, Prinzipien und Funk-tionsweise | 182 |
8.5.2 Endlagerprojekte in Deutschland | 184 |
8.5.3 Endlager Konrad - Annahmebedingungen | 187 |
8.5.4 Der Standort Gorleben | 189 |
8.5.5 Endlager für wärmeentwickelnde Abfälle in Deutschland | 190 |
8.5.6 Interna-tionaler Stand | 191 |
8.5.7 Alternativen zur Endlagerung | 194 |
Weiterführende Literatur | 197 |
9 Kernwaffen - Das Zusammenspiel von Kernenergienutzung und Atombombe | 198 |
9.1 Kernenergie und Kernwaffen | 199 |
9.1.1 Nukleare Nichtverbreitung | 199 |
9.1.2 Überwachung ziviler Nuklearenergienutzung | 201 |
9.1.3 Dual-Use | 203 |
9.2 Kernwaffenrelevante Materialien | 205 |
9.2.1 Hochangereichertes Uran | 205 |
9.2.2 Plutonium | 206 |
9.3 Die Funk-tionsweise von Kernwaffen | 207 |
9.4 Pfade zur Bombe | 210 |
9.4.1 Urananreicherung und Bestände | 211 |
9.4.2 Plutoniumproduk-tion und Bestände | 213 |
9.5 Perspektiven der nuklearen Nichtverbreitung | 215 |
Literatur | 217 |
10 Die Zukunft der Kernenergie - Kosten, Klimaschutz und internationale Entwicklungen | 218 |
10.1 Die Kosten der Kernenergie | 219 |
10.1.1 Investi-tionskosten | 220 |
10.1.2 Weitere Kostenfaktoren | 222 |
10.2 Das Argument des Klimaschutzes | 225 |
10.3 Konsequenzen aus Fukushima | 229 |
Weiterführende Literatur | 232 |
Stichwortverzeichnis | 234 |