Kernenergie

mini|Schnittmodell eines Kernreaktors mit 1220 MW elektrischer Leistung zur zivilen Nutzung der Kernenergie mini|Weltweite Stromerzeugung in Kernkraftwerken 1965–2024 in TWh mini|Anteil der Stromerzeugung aus Kernenergie pro Land

Kernenergie, auch Atomenergie, Atomkraft, Kernkraft oder Nuklearenergie, ist die Technologie zur großtechnischen Erzeugung von Sekundärenergie mittels Kernspaltung. Diese Technologie wird seit den 1950er Jahren in großem Maßstab zur Stromproduktion genutzt. Nach anfänglicher Euphorie und großem gesellschaftlichen Konsens für die neue Technologie kam in den 1970er Jahren die Anti-Atomkraft-Bewegung auf, und die Kernenergie ist seitdem eine der gesellschaftlich umkämpftesten Industrietechnologien überhaupt. Zu den Vor- und Nachteilen der Kernenergie gibt es unterschiedliche Ansichten, insbesondere wird ihre Sicherheit kontrovers diskutiert. Betrachtet man alle bisherigen Todesfälle, gehören Kernkraftwerke zu den sichersten Mitteln zur Stromproduktion. Befürworter verweisen auf die Grundlastfähigkeit der Kernenergie und die kohlenstoffarme Stromerzeugung, die eine wichtige Säule beim Klimaschutz und der Aufrechterhaltung einer sicheren und bezahlbaren Stromversorgung sein könne. Kritiker sehen die Kernenergie im Vergleich zu einem erneuerbaren Energiesystem auf Basis aus Solar-, Wind-, Wasser- und Speichersystemen als zu teuer an und argumentieren im Hinblick auf die langen Bauzeiten von Kernkraftwerken, dass die Kernenergie für die Begrenzung des Klimawandels nicht schnell genug ausgebaut werden könne.

Geschichte Begriffsgeschichte Als einer der ersten prägte der Physiker Hans Geitel 1899 den Begriff Atomenergie für die im Zusammenhang mit radioaktiven Zerfallsprozessen auftretenden Phänomene. Später kamen die Synonyme Atomkernenergie, Atomkraft, Kernkraft und Kernenergie hinzu.

Die Verwendung dieser Bezeichnungen hat eine politisch-ideologisch motivierte Verschiebung erfahren. In den 1950er-Jahren war die Vorsilbe Atom noch nicht ideologisch besetzt und wurde auch von Befürwortern der Technik verwendet. Franz Josef Strauß war zum Beispiel Bundesminister für Atomfragen und der Lobbyverband der am Einsatz der Technik interessierten deutschen Unternehmen wurde 1959 als Deutsches Atomforum gegründet. Experten sowie Befürworter der Kernenergie verwendeten hauptsächlich die Vorsilbe Kern, da die relevanten Prozesse im Atomkern ablaufen, und nicht im gesamten Atom. Kritiker bestanden dagegen auf die Vorsilbe Atom und knüpften dabei an den Widerstand gegen die Atombomben-Bewaffnung der Bundeswehr in den 1950er-Jahren an. Zunächst unterschieden sich die beiden Synonyme in ihrem Gebrauch zwischen Fachsprache und Alltagssprache. Erst durch die Auseinandersetzung um die Begriffe wurden Kernkraft und Atomkraft zu politischen Signalwörtern und Erkennungszeichen.

Das Synonym Atomkernenergie wurde in der ersten Zeit der technischen Nutzung verwendetWerner Heisenberg: Über die Arbeiten zur technischen Ausnutzung der Atomkernenergie in Deutschland. In: Die Naturwissenschaften. Heft 11, 1946, S. 326. (Namensänderung des Atomministerium in Bundesministerium für Atomkernenergie 1961) und bis heute als atomrechtlicher Begriff etwa beim Länderausschuss für Atomkernenergie.

Technikgeschichte

mini|Lise Meitner und Otto Hahn im Labor, 1913

Um 1890 wurden erste Experimente zur Radioaktivität durchgeführt. Das Ziel Antoine Henri Becquerels, Marie und Pierre Curies und anderer war die Erforschung von Kernreaktionen. 1938 entdeckten Otto Hahn und Fritz Straßmann die induzierte Kernspaltung von Uran, die 1939 von Lise Meitner und Otto Frisch theoretisch erklärt wurde. Zusammen mit dem insbesondere von Frédéric und Irène Joliot-Curie erbrachten Nachweis, dass eine Kettenreaktion möglich ist, weil bei jeder durch ein Neutron ausgelösten Kernspaltung mehrere weitere Neutronen freigesetzt werden, wurden die praktischen Anwendungsmöglichkeiten der Kernspaltung klar. mini|Die vier Glühlampen im Versuchsreaktor EBR-I am 20. Dezember 1951 Zuerst wurden diese Erkenntnisse für die militärische Forschung während des Zweiten Weltkrieges genutzt. Im Rahmen des Manhattan-Projekts gelang Enrico Fermi am 2. Dezember 1942 die erste kontrollierte nukleare Kettenreaktion in einem Kernreaktor in Chicago (Chicago Pile One). Während das Ziel des von Robert Oppenheimer geleiteten Manhattan-Projekts mit der ersten erfolgreich gezündeten Atombombe am 16. Juli 1945 (Trinity-Test) erreicht wurde, gelang es der deutschen Forschungsgruppe unter Werner Heisenberg und Carl Friedrich von Weizsäcker bis zum Kriegsende nicht, einen funktionierenden Kernreaktor zu entwickeln (Uranprojekt). Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde die militärische Forschung fortgesetzt. Parallel wurde die zivile Verwendung der Kernenergie entwickelt. Ende 1951 erzeugte der Versuchsreaktor EBR-I im US-Bundesstaat Idaho erstmals elektrischen Strom aus Kernenergie und erleuchtete am 20. Dezember vier Glühlampen. Das erste Kraftwerk zur großtechnischen Erzeugung von elektrischer Energie wurde 1954 mit dem Kernkraftwerk Obninsk bei Moskau in Betrieb genommen. 1955 folgte das Kernkraftwerk Calder Hall in Nord-West England auf dem Gelände des Nuklearkomplexes Sellafield.

In Deutschland wurde 1957 mit dem Forschungsreaktor München in Garching der erste Forschungsreaktor in Betrieb genommen. 1961 wurde auf der Gemarkung der Gemeinde Karlstein am Main aus dem Kernkraftwerk Kahl mit einer Leistung von 15 MW zum ersten Mal elektrischer Strom aus Kernenergie in das westdeutsche Versorgungsnetz eingespeist. 1966 nahm in der DDR das Kernkraftwerk Rheinsberg seinen Betrieb auf. Der Ausbau der Kernenergie in Westdeutschland erfolgte dabei nicht marktgetrieben bzw. als Reaktion auf eine Energieknappheit. Stattdessen kam staatlichen Instanzen die Schlüsselrolle zu, während z. B. die Energieversorgungsunternehmen „lange der bremsende Faktor bei der Durchsetzung der Kernenergie“ waren.Joachim Radkau: Aufstieg und Krise der deutschen Atomwirtschaft 1945–1975. Verdrängte Alternativen in der Kerntechnik und der Ursprung der nuklearen Kontroverse. Hamburg 1983, S. 462f. Es wird sogar die Auffassung vertreten, dass in den Anfangsjahren der entscheidende Antrieb für das deutsche Kernenergieprogramm darin bestand, damit die Option auf eine Nuklearbewaffnung zu schaffen.siehe Radkau/Hahn in Literaturliste Während die deutsche Atompolitik in Fortsetzung des Uranprojekts (siehe oben) zunächst auf den Schwerwasserreaktor setzte, übernahm man in den 1960er Jahren das günstigere amerikanische Konzept des Leichtwasserreaktors, ein „Sieg der Ökonomen über die Techniker“.Joachim Radkau: Technik in Deutschland. Vom 18. Jahrhundert bis heute. Frankfurt / New York 2008, S. 359.

Mit dieser Nachahmung der Amerikaner ergaben sich für Deutschland spezifische Probleme: So waren die zivilen amerikanischen Reaktoren in Anbetracht des Status der USA als Atommacht derart gewählt, dass sie von den militärischen Uran- und Plutoniumanlagen profitierten, womit eine fließende Grenze zur Militärtechnik eine Grundvoraussetzung der dortigen Reaktorentwicklung war. Deshalb war die Eignung der amerikanischen Reaktortechnik für Deutschland insoweit fraglich, zumindest für den Fall, dass sich Deutschland für alle Zeiten als Nichtatommacht begriffen hätte. Zudem war die Sicherheitsphilosophie beiderseits des Atlantiks eine andere: In den USA war man sich bewusst, dass Leichtwasserreaktoren eine geringere inhärente Sicherheit boten als andere zu dieser Zeit diskutierte Reaktortypen. Deshalb war es weitgehend Konsens, dass man mit dem Schlimmsten rechnen müsse und Kernkraftwerke dementsprechend vorwiegend in dünnbesiedelten und leicht zu evakuierenden Regionen gebaut werden sollten. In der viel dichter besiedelten Bundesrepublik war dies dagegen nicht möglich, da man sonst kaum Reaktorstandorte hätte ausweisen können. Stattdessen wurde, um einen entsprechenden Sicherheitsabstand vermeiden zu können, überlegt, Kernkraftwerke unterirdisch zu errichten, was aber von der Atomindustrie vehement abgelehnt wurde. Andere Planungen sahen dagegen dezidiert Kernkraftwerke vor, die nahe den Großstädten Ludwigshafen am Rhein bzw. Frankfurt am Main liegen sollten, um die dort ansässige Chemieindustrie mit Prozesswärme zu versorgen; maßgeblich aus den Überlegungen heraus motiviert, die besondere Zuverlässigkeit deutscher Kernkraftwerke zu beweisen.Joachim Radkau: Technik in Deutschland. Vom 18. Jahrhundert bis heute. Frankfurt / New York 2008, S. 360.

In den 1960er Jahren wurden zahlreiche weitere Kernkraftwerke mit deutlich höherer Leistung gebaut. So hatte das 1966 in Betrieb gehende Kernkraftwerk Gundremmingen eine Leistung von 250 MW. 1968 wurde der Erzfrachter „Otto Hahn“ als nuklear betriebenes Forschungsfrachtschiff in Betrieb genommen; nach dem Ende des nuklearen Betriebs 1979 wurde es wieder auf Dieselantrieb umgerüstet. In den 1970er Jahren wurde insbesondere nach der ersten Ölpreiskrise 1973/74 der Bau von Kernkraftwerken forciert. Diese Kernreaktoren, wie etwa der Block B des Kernkraftwerks Biblis, leisteten etwa 1,3 GW (= 1300 MW). Im Zuge der Proteste der Anti-Atomkraft-Bewegung gegen den Bau des Kernkraftwerks Wyhl 1975 in Deutschland entstand eine größere Opposition gegen die zivile Nutzung der Kernenergie. In Österreich wurde 1978 in einer Volksabstimmung beschlossen, das bereits fertig gebaute Kernkraftwerk Zwentendorf nicht in Betrieb zu nehmen.Ergebnis der Volksabstimmung zum Kernkraftwerk Zwentendorf. Bundesministerium für Inneres Die Kritik an der Kernenergie verstärkte und verschärfte sich insbesondere durch das schwere Reaktorunglück im Kernkraftwerk Three Mile Island bei Harrisburg (USA) am 28. März 1979, bei dem es erstmals zu einer partiellen Kernschmelze kam.

1983 wurde in Schmehausen der Thorium-Hochtemperaturreaktor (Kernkraftwerk THTR-300) in Betrieb genommen. Dieser Prototyp eines Kugelhaufenreaktors wurde sechs Jahre später nach mehreren technischen Störungen, langen Stillstandsphasen und nur 14 Monaten Volllastbetrieb stillgelegt. Die Stilllegung war notwendig geworden, weil die Anlage 1989 am Rande der Insolvenz stand und keine Einigung über die Übernahme der auch weiterhin zu erwartenden hohen Betriebsverluste erzielt werden konnte. Der THTR wurde in den Sicheren Einschluss überführt.

Am 26. April 1986 ereignete sich die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl, bei der nach einer Kernschmelze auch in Westeuropa große Mengen von Radioaktivität niedergingen. In der Folge nahm insbesondere in Europa die Kritik an der Nutzung der Kernenergie deutlich zu. Bis 2005 wurden zwei DDR-Kernkraftwerke (Greifswald (2200 MW) und Rheinsberg (70 MW)) aus ökonomischen Gründen vom Netz genommen.

Die rot-grüne Regierung Schröder I beschloss im Juni 2000 den Ausstieg aus der kommerziellen Nutzung der Kernenergie bis etwa 2020. (PDF; 0,7 MB) beim BMWi Im Jahr 2010 beschloss die schwarz-gelbe Koalition Kabinett Merkel II eine Laufzeitverlängerung deutscher Kernkraftwerke um 8 bzw. 14 Jahre. Dieser Beschluss war politisch und gesellschaftlich stark umstritten. Als Reaktion auf die Nuklearkatastrophe von Fukushima verkündete die Bundesregierung im März 2011 zunächst ein dreimonatiges Atom-Moratorium. Im Atomkonsens wurde der Ausstieg bis Ende 2022 beschlossen und die acht ältesten Kernreaktoren in Deutschland wurden sofort stillgelegt. Am 15. April 2023 wurde mit der Abschaltung der letzten drei Kernkraftwerke der Atomausstieg in Deutschland vollzogen.

Internationale Perspektive

mini|hochkant=1.4|Installationen und Deinstallationen von Kernenergieanlagen zur Stromerzeugung. (Leistung aller neu installierten Kernkraftwerke [durchgezogener Rahmen] bzw. aller zerstörten oder permanent stillgelegten Kernkraftwerke [gepunkteter Rahmen] – aufgeschlüsselt nach Jahren und Ländern. Die Legende gibt die ISO-3166-1-Kodes der Länder an. Quelle:) lang=de|mini|Die Anzahl aktiver Reaktoren stagniert seit 1990