Atomwaffen & Kernenergie:

Im Dezember 1942 gelang dem italienischen Physiker Enrico Fermi im Rahmen des "Manhattan-Projekts" zur Herstellung von Atombomben die Auslösung der ersten nuklearen Kettenreaktion. Er verwendete dazu als Brennsubstanz natürliches Uran und als Bremssubstanz Graphit.

Kernreaktoren:

Die ersten großen Kernreaktoren wurden 1944 in den USA zur Gewinnung von Plutonium für den Bau von Atombomben errichtet. In diesen Anlagen wurde durch die Vereinigung von Neutronen mit Uran 238 Plutonium hergestellt. Die erzeugte Wärme wurde nicht genutzt.

Strom aus Kernkraftwerken machte 1973 weltweit erst ein Prozent des Primärenergieverbrauchs aus, 1985 war der Anteil auf elf Prozent angewachsen.

Obwohl sich Anfang der achtziger Jahre in den Vereinigten Staaten über 100 Kernkraftwerke in Betrieb oder in Bau befanden, blockierten nach dem Unfall von Three Mile Island Sicherheitsbedenken und wirtschaftliche Faktoren jeden weiteren Ausbau der Kernenergie. Seit 1978 wurden keine Kernkraftwerke mehr in Auftrag gegeben, und einige fertiggestellte Anlagen erhielten keine Betriebserlaubnis. 1990 wurden etwa 20 Prozent des elektrischen Stromes in den Vereinigten Staaten von Kernkraftwerken erzeugt. Das kanadische System der Deuterium-Uran-Reaktoren (CANDU) funktioniert mit seinen 20 Reaktoren zufriedenstellend. Ahnliche Anlagen wurden auch in Indien, Argentinien und anderen Ländern gebaut.

Herstellung und Verbrauch des Kernbrennstoffs

Uran wird bergmännisch gewonnen, das Erz gemahlen und angereichert und dann zu einer Verarbeitungsanlage transportiert, wo aus Uran das Gas Uranhexafluorid UF₆ hergestellt wird. Ein durchschnittlicher 1 000-Megawatt-Druckwasserreaktor besitzt etwa 200 Brennelemente, von denen jedes Jahr etwa ein Drittel ersetzt wird. Nach seiner Nutzung im Reaktor ist der Brennstoff aufgrund der in ihm enthaltenen Spaltprodukte hoch radioaktiv und erzeugt daher noch eine große Menge Energie. Die entnommenen Brennelemente werden mindestens ein Jahr lang in Wasserbecken auf dem Reaktorgelände gelagert.

Endlagerung von radioaktivem Abfall

Der letzte Schritt der Brennstoffentsorgung ist die Endlagerung der hochradioaktiven Abfälle, die wegen ihrer langen Halbwertszeiten über Tausende von Jahren für Lebewesen gefährlich bleiben. Bisherige Planungen technischer Anlagen bewegten sich stets, was die Garantie ihrer Funktionsfähigkeit betrifft, in sehr viel kürzeren Zeiträumen. Allein deshalb können alle vorgeschlagenen Lösungen keine völlige Sicherheit garantieren.

Die derzeit favorisierte Lösung sieht eine Umwandlung in stabile Verbindungen vor, die in Keramik oder Glas eingeschlossen und anschließend in Behälter aus rostfreiem Stahl verpackt werden.

Für die endgültige unterirdische Lagerung sind nur geologisch langfristig stabile Formationen mit sicherem Abschluß geeignet. Das Problem besteht darin, daß für keinen Ort in der Erdkruste absolute Stabilität sicher vorhersagbar ist.

Kernkraftsicherheit

Nach einer anfänglichen Euphorie wurden Vorbehalte gegen die Kernenergie geäußert, als der Sicherheit der Anlagen und der möglichen Verbreitung von Material für Atomwaffen mehr Aufmerksamkeit geschenkt wurde. In den westlichen Industrieländern regte sich bald Widerstand gegen die Kernenergie.Österreich z. B. hat daraufhin sein Kernenergieprogramm Zwentendorf abgebrochen. Der schlimmste denkbare Störfall beim Betrieb eines Kernkraftwerkes ist der sogenannte "Größte anzunehmende Unfall" (GAU), für den die Sicherheitssysteme der Anlage ausgelegt sein müssen. Das betrifft vor allem die Notkühlung beim Ausfall der Kühlkreisläufe und die äußere Schutzhülle des Reaktorgebäudes.

Eine nicht mehr beherrschbare Reaktorkatastrophe wie die von Tschernobyl (1986) wird Super-GAU genannt. Im Gegensatz zu Reaktoren in westlichen Ländern hatte der Reaktor von Tschernobyl keine Sicherheitshülle. Ein solches Gebäude hätte möglicherweise das Austreten von radioaktivem Material verhindert. Ungefähr 135 000 Menschen wurden aus einem Gebiet von 1 600 Quadratkilometer Größe evakuiert. Das Kraftwerk wurde einbetoniert (sog. Sarkophag). 1988 wurden jedoch die drei anderen Reaktoren von Tschernobyl wieder in Betrieb genommen.

Kernfusion

Kernenergie kann durch die Verschmelzung von zwei leichten Kernen zu einem schwereren freigesetzt werden. Die Energie, die Sterne abstrahlen, stammt von solchen Fusionsreaktionen in ihrem Inneren.

Eine künstliche Kernfusion wurde erstmals in den dreißiger Jahren durchgeführtBei den Tests von Atomwaffen in den Vereinigten Staaten, in der Sowjetunion, in Großbritannien und Frankreich wurden in den fünfziger Jahren erstmals große Mengen an Fusionsenergie unkontrolliert freigesetzt. Eine so kurze und unkontrollierte Freisetzung kann allerdings nicht für die Erzeugung von elektrischem Strom genutzt werden.

Atomwaffen:

Atomwaffen sind militärische Sprengkörper. Beim Einsatz werden große Mengen an Atomenergie frei. Die erste Atombombe (oder A-Bombe) wurde am 16. Juli 1945 auf dem Versuchsgelände bei Alamogordo (New Mexico) getestet.

Nach dem Krieg übernahm die US-Atom-Energie-Kommission die Verantwortung für alle Atomangelegenheiten, einschließlich der Waffenforschung. Es wurden weitere Bombentypen entwickelt, um sich die Energie leichter Elemente, wie z. B. Wasserstoff, zu erschließen. Treibende Kraft bei diesem Bombentyp war der Fusionsprozeß wobei die Kerne der Wasserstoffisotope zu einem schwereren Heliumkern verschmelzen.