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Kernkraftwerk Warmekraftwerk zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kernspaltung Sprache Beobachten Bearbeiten Ein Kernkraftwerk KKW auch Atomkraftwerk AKW ist ein Warmekraftwerk zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kernenergie durch kontrollierte Kernspaltung Fission Kernkraftwerk Neckarwestheim Die Kernreaktoren befinden sich unter den Kuppeln rechts Links befindet sich das Maschinenhaus und der Abluftkamin Physikalische Grundlage von Kernkraftwerken ist die Energiefreisetzung bei der Spaltung von schweren Atomkernen Die Bindungsenergie pro Nukleon ist in den Spaltprodukten grosser als vorher im spaltbaren Kern Diese Energiedifferenz wird bei der Kernspaltung hauptsachlich als Bewegungsenergie der Spaltprodukte freigesetzt Mittels Abbremsung der Spaltprodukte durch das umgebende Material entsteht Warme mit der Wasserdampf erzeugt wird Grossere Kernkraftwerke bestehen aus mehreren Blocken die unabhangig voneinander elektrischen Strom erzeugen Jeder Block enthalt einen Kernreaktor Im April 2020 waren weltweit 442 Kernreaktoren mit insgesamt 391 GW Nettoleistung am Netz 1 Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 1 1 Wortherkunft 1 2 Technologiegeschichte 2 Generationen von Kernkraftwerken 3 Anzahl der Kernkraftwerke 4 Funktionsweise und Aufbau 4 1 Kernreaktor 4 2 Dampfturbine 4 3 Generator 4 4 Transformatoren 4 5 Hauptkuhlmittelpumpe DWR und Zwangsumwalzpumpe SWR 4 6 Sicherheitsventile 4 7 Speisewasserpumpen 4 8 Lastanpassung 4 9 Notstromversorgung 5 Betrieb 5 1 Betriebsweise 5 1 1 Brennstoff 5 1 2 Wirkungsgrad 5 1 3 Kohlendioxidbilanz 5 2 Risiken 5 2 1 Risiko des Austritts von radioaktivem Material 5 2 2 Risiko der Kernschmelze 5 2 3 Entsorgungs und Endlagerungsproblematik 5 2 4 Proliferation von Kernwaffen 5 2 5 Krankheitsfalle im Zusammenhang mit Kernkraftwerken 5 2 6 Terrorangriffe 5 3 Cyberangriff 6 Wirtschaftlichkeit 6 1 Genehmigungsrecht 6 2 Haftung der Betreiber von Kernkraftwerken 6 3 Emissionsuberwachung 7 Hersteller 8 Sonstiges 9 Siehe auch 10 Literatur 11 Weblinks 12 EinzelnachweiseGeschichteWortherkunft Kernkraftwerk Grafenrheinfeld Der Kernreaktor befindet sich unter der Kuppel in der Mitte Links und rechts stehen zwei Kuhlturme Fur die bei Kernreaktionen und radioaktiven Umwandlungen frei werdende Energie wurde 1899 der Begriff Atomenergie von Hans Geitel gepragt Damals war der Aufbau der Atome noch unbekannt Umgangssprachlich wird eine Nuklearwaffe deren Wirkung auf Kernspaltung und oder Kernfusion beruht ebenfalls als Atombombe bezeichnet Die spater eingefuhrten Begriffe der Atom oder Kernwaffe konnten sich nur im gehobenen und technischen Sprachgebrauch etablieren 1955 wurde in Deutschland das Bundesministerium fur Atomfragen geschaffen das 1957 im Bundesministerium fur Atomkernenergie und Wasserwirtschaft und 1962 im Bundesministerium fur Wissenschaftliche Forschung aufging Die Leiter des Atomministeriums wurden als Atomminister bezeichnet Das erste nuklear betriebene Forschungsschiff Deutschlands die 1964 in Betrieb genommene Otto Hahn wird oft als Atomschiff bezeichnet Auch die im Jahr 1957 gegrundete Europaische Atomgemeinschaft EAG jetzt EURATOM erhielt ihren Namen mit dem damals uberwiegend positiv besetzten Begriff Atom Ab Mitte der 1960er Jahre setzte sich im deutschen Sprachgebrauch zunehmend die Ablosung des Begriffsteils Atom durch Kern durch Als Grund dafur wird haufig die aufgrund des verscharfenden Kalten Kriegs und der Kubakrise zunehmende Angst vor einem Atomkrieg angefuhrt in der der Namensbestandteil Atom zunehmend negativ aufgenommen wurde Die Begriffe Kernkraftwerk KKW und Atomkraftwerk AKW werden als Synonyme verwendet 1966 wurde fur die Kraftwerke Rheinsberg und Gundremmingen A sowie spater fur alle weiteren Anlagen in Deutschland die Bezeichnung Kernkraftwerk verwendet Die Bezeichnung Kernkraftwerk wird durch die Norm DIN ISO 921 834 geregelt 2 Technologiegeschichte KRB A Gundremmingen im August 1966 Blick vom Wettermast Blick in die Blockwarte des ersten Atomkraftwerks der DDR bei Rheinsberg 1966 Das erste zivile Kernkraftwerk der Welt wurde 1954 im russischen Obninsk erfolgreich in Betrieb genommen Es hatte eine elektrische Leistung von 5 MW 1955 wurde in Calder Hall England ein Kernkraftwerk errichtet das 1956 mit einer Leistung von 55 MW ans Netz ging und als erstes kommerzielles Kernkraftwerk der Welt bezeichnet wird Transportable Kernreaktoren spielten im Bereich der nuklear angetriebenen Unterwasserschiffe mit der USS Nautilus ab 1954 und deren sowjetischen ersten Gegenstuck der K 3 Leninski Komsomol und 1960 mit dem ersten nuklear angetriebenen Flugzeugtrager der USS Enterprise eine zentrale Rolle im Wettrusten Das zustandige Bundesministerium in der Bundesrepublik Deutschland forderte die Technologie seit 1955 anfangs unter der Fuhrung von Franz Josef Strauss mit Milliardensummen Die Angaben zur Forderhohe unterscheiden sich dabei betrachtlich je nach Quelle Bezugsjahr und Berechnungsansatz VGB PowerTech e V nennt einen Betrag von 7 83 Mrd 3 1999 gab das Nachrichtenmagazin Der Spiegel eine Zahl von 50 Mrd DM an 4 Greenpeace kommt mit neueren Berechnungen sogar auf 200 Mrd 3 Der ehemalige CDU Bundestagsabgeordnete Herbert Gruhl nannte in einer Bundestagsrede 1979 bereits einen Betrag von 20 Mrd DM der aus offentlichen Haushalten zur Forderung der Kernenergie ausgegeben worden sei 5 In einem Flugblatt der ODP bezifferte Gruhl allein fur das Jahr 1984 die Forschungsausgaben auf 5 Mrd DM 6 In den meisten fruhen Kernkraftwerken kamen Siedewasserreaktoren zum Einsatz da diese einfacher zu bauen und zu regeln sind Inzwischen sind dagegen Druckwasserreaktoren ublicher die hohere Leistungsdichten haben und bei denen der Kontrollbereich kleiner ist Das erste Kernkraftwerk Deutschlands war das unter Lizenz von GE von der AEG gebaute Kernkraftwerk Kahl 16 MW elektrisch mit einem Siedewasserreaktor der zuerst am 13 November 1960 kritisch wurde Es folgten der Mehrzweckforschungsreaktor Karlsruhe MZFR 29 September 1965 57 MW elektrisch und das Kernkraftwerk Rheinsberg ein Wasser Wasser Energie Reaktor WWER sowjetischer Bauart im Kreis Neuruppin in der DDR Es wurde am 9 Mai 1966 das erste Mal mit dem Netz synchronisiert und war bis 1990 in Betrieb Das nachste war ein Siedewasserreaktor in Gundremmingen KRB A am 14 August 1966 zum ersten Mal kritisch gefahren mit einer Leistung von 250 MW elektrisch und schliesslich ein Kraftwerk mit einem Druckwasserreaktor 1968 in Obrigheim in Baden Wurttemberg 357 MW elektrisch Alle noch im Betrieb befindlichen deutschen Kernkraftwerke wurden von der Siemens AG oder deren ehemaliger Tochter Kraftwerk Union KWU gebaut Die vier Kernkraftwerke mit Siedewasserreaktoren Brunsbuttel Isar I Philippsburg I und Krummel im August 2011 im Rahmen des Atomausstiegs endgultig abgeschaltet wurden von der AEG begonnen und von der KWU fertiggebaut nachdem die Kernkraftsparte der AEG in der KWU aufgegangen war Informationen dazu was nach der endgultigen Abschaltung passiert finden sich unter Nachbetriebsphase und Stilllegung kerntechnischer Anlagen Generationen von KernkraftwerkenMan kann Kernkraftwerke in verschiedene Generationen einteilen Generation Beschreibung BeispieleI Erste kommerzielle Prototypen Shippingport 1957 DWR 60 MW elektrisch Dresden Illinois 1960 SWR 180 MW elektrisch Fermi 1 1963 Brutreaktor 61 MW elektrisch II Kommerzielle Leistungsreaktoren im Betrieb Die meisten Druckwasserreaktoren und Siedewasserreaktoren CANDU Konvoi EdF Kraftwerke DWR III Fortschrittliche Reaktoren evolutionare Weiterentwicklungen aus Generation II EPR AP1000 ABWR Hochtemperaturreaktor Advanced CANDU Reactor MKER Russisches schwimmendes KernkraftwerkIV Zukunftige Reaktortypen derzeit vom Generation IV International Forum vorangetrieben Flussigsalzreaktor S PRISM Laufwellen Reaktor Brutreaktoren Small Modular ReactorAnzahl der Kernkraftwerke Hauptartikel Kernenergie nach Landern Weltweite Nutzung der Kernenergie zur Stromerzeugung Weltweite Inbetriebnahme und Stilllegung von Kernkraftwerken in MW installierte Leistung gemessen Landerspezifisch Farben Bis Ende der 1980er Jahre stieg die Zahl der Kernkraftwerke weltweit stetig an im Jahr 1989 erreichte sie einen vorlaufigen Hohepunkt mit 423 fur Stromproduktion genutzten Reaktoren Nach Tschernobyl verlangsamte sich das Wachstum stark Die Zahl der betriebenen Anlagen betrug im Jahr 2002 444 im Jahr 2009 436 Im Jahr 2008 wurde erstmals seit den 1960er Jahren weltweit kein neues Kernkraftwerk in Betrieb genommen Im Marz 2011 kam es wahrend der Nuklearkatastrophe von Fukushima zu drei Kernschmelzen auch die ubrigen drei Reaktoren an diesem Standort wurden aufgegeben Im April 2020 waren weltweit offiziell 442 Reaktorblocke mit einer Gesamtleistung von 391 Gigawatt in Betrieb jedoch waren 25 Reaktoren in Japan im Langzeitstillstand von denen die meisten nie wieder in Betrieb gehen werden Weitere 53 Reaktorblocke mit einer Gesamtleistung von 56 Gigawatt befanden sich in Bau 1 der grosste Teil davon in asiatischen Landern Die Anzahl der Kernkraftwerke weltweit wachst seit 1989 nur noch langsam Die Gesamtleistung aller Kernkraftwerke steigt seit 2014 wieder an Anzahl und Gesamtleistung der Kernkraftwerke weltweit 7 8 Jahr Anzahl Veranderung Gesamtleistung in Gigawatt Veranderung1954 1 1 1960 15 14 1970 84 69 1980 245 161 1990 416 171 2000 435 19 350 2010 441 6 375 252020 442 1 391 16Funktionsweise und Aufbau Schema eines Kraftwerks mit Druckwasserreaktor Schema eines Kraftwerks mit Siedewasserreaktor Die Umwandlung in elektrische Energie geschieht indirekt wie in herkommlichen Warmekraftwerken Die Warme die bei der Kernspaltung im Kernreaktor entsteht er entspricht dem Kessel in einem Kohlekraftwerk wird auf einen Warmetrager meist Wasser Standardtyp Leichtwasserreaktor ubertragen wodurch dieses erwarmt wird Direkt im Reaktor oder indirekt in einem Dampferzeuger entsteht Wasserdampf Der unter Druck stehende Wasserdampf wird einer meist mehrstufigen Dampfturbine zugefuhrt Dampfturbinen in Kernkraftwerken gehoren zu den grossten Dampfturbinen uberhaupt Nachdem die Turbine den Dampf expandiert und teilweise kondensiert hat wird der restliche Dampf in einem Kondensator niedergeschlagen Der Kondensator entspricht dabei einem Warmeaustauscher welcher auf Sekundarseite etwa mit einem Fluss oder einem Kuhlturm verbunden ist Nach der Kondensation wird das nunmehr flussige Wasser durch Pumpen auf den Dampfdruck im Kernreaktor oder Dampferzeuger gebracht und in mehreren Schritten nahezu auf Sattigungstemperatur regenerativ vorgewarmt Das Wasser gelangt danach in den Kernreaktor und der Kreislauf beginnt erneut Der Wasser Dampfkreislauf entspricht dabei dem Clausius Rankine Kreisprozess Kernreaktor Hauptartikel Kernreaktor Der Kernreaktor ist das Herz des Kraftwerks In seinem zentralen Teil befindet sich der Reaktorkern der aus Brennelementen besteht in denen Kernenergie durch kontrollierte Kernspaltung und radioaktiven Zerfall freigesetzt und in Warme umgewandelt wird Mit dieser Warme wird ein Kuhlmittel erhitzt das durch den Reaktor gepumpt wird und dadurch die Energie aus dem Reaktor abtransportiert Da die Kernspaltung mit fur Lebewesen gefahrlicher Radioaktivitat verbunden ist ist der Reaktorkern von einem Schutzschild umgeben Dieser sogenannte biologische Schild absorbiert die aus dem Reaktordruckbehalter austretende Strahlung Die aussere Hulle um den Reaktor und die radioaktiven Nebenkreislaufe zu denen auch das Brennelementlagerbecken gehort bildet der Sicherheitsbehalter Containment der bei Storfallen verhindert dass radioaktives Material in die Umwelt gelangt Der Sicherheitsbehalter wird bei einem Bruch des Primarkreises automatisch hermetisch abgeschlossen sog Durchdringungsabschluss und ist so ausgelegt dass er dem dabei sich aufbauenden Druck standhalt Zusatzlich sind viele Reaktorgebaude mit einer Kuppel aus Beton ausgestattet um den Reaktor vor Einwirkungen von aussen zu schutzen In Kernkraftwerken werden unterschiedliche Reaktortypen eingesetzt die sich im Wesentlichen durch die verwendeten Kernbrennstoffe Kuhlkreislaufe und Moderatoren unterscheiden Dampfturbine Niederdruck Turbinenlaufer aus dem Kernkraftwerk Unterweser Die Aufgabe der Dampfturbine ist es die im Dampf enthaltene Warme in Rotationsenergie umzuwandeln An die Turbinenwelle ist die Welle des Generators gekuppelt In Kernkraftwerken finden zumeist Sattdampfturbinen Anwendung Die Turbine hat einen Hochdruckteil und meist zwei oder drei Niederdruckstufen Aufgrund der hohen Dampffeuchte nach dem Hochdruckteil wird der Dampf vor Eintritt in den Niederdruckteil mittels Frischdampfuberhitzung und Hochgeschwindigkeitsabscheidung getrocknet Am Ende der letzten Schaufelreihe des Niederdruckteils hat der Dampf etwa eine Feuchtigkeit von 15 Die Entspannung bis in das Nassdampfgebiet fuhrt zu einer hohen Arbeitsausbeute allerdings mit den Nachteilen die mit feuchtem Wasserdampf verbunden sind Wenn der Generator durch eine Storung die erzeugte elektrische Energie nicht mehr abgeben kann nimmt er entsprechend wenig mechanische Energie auf Als Reaktion auf diesen Lastabfall wurde sich die Drehzahl der Turbine bis uber die zulassige Betriebsgrenze erhohen mit der Gefahr der Selbstzerstorung durch zu hohe Zentrifugalkrafte Um diesen Ablauf zu vermeiden sind kurz vor dem Turbineneintritt Ventile in der Frischdampfleitung montiert Wenn diese Schnellschlussventile betatigt werden leiten sie den Dampf unter Umgehung der Turbine direkt in den Kondensator Parallel dazu wird der Reaktor heruntergefahren da der Kondensator die volle Reaktorleistung nur begrenzte Zeit aufnehmen kann Diese Turbinenschnellabschaltung TUSA ist wie jeder unplanmassige sicherheitsrelevante Vorfall in deutschen Kernkraftwerken gemass AtSMV meldepflichtig Das Maschinenhaus mit der Dampfturbine ist baulich meist vom eigentlichen Reaktorgebaude getrennt Es ist so orientiert dass bei einer Zerstorung einer Turbine im laufenden Betrieb moglichst keine Trummerteile in Richtung des Reaktors fliegen Im Falle eines Druckwasserreaktors ist die Dampfturbine hermetisch vom nuklearen System getrennt Um eine Leckage im Dampferzeuger und damit den Ubertritt von radioaktivem Wasser fruhzeitig zu erkennen ist am Dampfaustritt des Dampferzeugers ein Aktivitatsmessgerat angebracht Bei Siedewasserreaktoren ist dagegen auch die Dampfturbine mit radioaktivem Wasser beaufschlagt und deshalb Teil des Kontrollbereichs des Kernkraftwerks Generator Turbosatz im Kernkraftwerk Balakowo Der Generator wandelt die durch die Turbine bereitgestellte kinetische Energie in elektrische Energie Es kommen niederpolige Drehstrom Synchrongeneratoren mit hoher Bemessungsleistung zum Einsatz Generatoren dieses Typs werden auch Turbogenerator genannt und bilden in Einheit mit der Dampfturbine einen Turbosatz Fur die EPR Reaktorblocke im Kernkraftwerk Taishan wurden die bisher grossten Synchrongeneratoren gefertigt Diese haben eine Bemessungsscheinleistung von 2000 MVA und sind vom Typ GIGATOP 4 9 10 Uber den Generatorleistungsschalter ist die Generatorableitung mit den Maschinen und Eigenbedarfstransformatoren verbunden Transformatoren Zur Anpassung der Generatorausgangsspannung an die Netzspannung dienen Maschinentransformatoren Ausserdem kann dem Netz beim Anfahren mit Hilfe dieser Transformatoren Energie entnommen werden Wahrend des Betriebs dienen Eigenbedarfstransformatoren zur Deckung des elektrischen Eigenbedarfs Die Eigenbedarfstransformatoren nehmen die Leistung ebenfalls direkt vom Generator ab Hauptkuhlmittelpumpe DWR und Zwangsumwalzpumpe SWR Die Hauptkuhlmittelpumpe eines Druckwasserreaktors DWR hat die Aufgabe das Kuhlmittel zwischen Reaktor und Dampferzeuger umzuwalzen Die meisten westlichen Kernkraftwerke verfugen uber vier Hauptkuhlmittelpumpen entsprechend der Anzahl der Loops die aus Sicherheitsgrunden jeweils voneinander getrennt im Reaktorgebaude untergebracht sind Die Pumpe ist eine Zentrifugalpumpe mit einteilig geschmiedetem Gehause Der Durchsatz betragt bis zu 10 000 l s bei einem Druck von bis zu 175 bar und einer zulassigen maximalen Temperatur von 350 C 11 Die Druckerhohung durch die Hauptkuhlmittelpumpe beim DWR entspricht dem Druckverlust im Loop Reaktor Dampferzeuger und Rohrleitungssystem Auch nach Ausfall der Hauptkuhlmittelpumpen der eine Reaktorschnellabschaltung zur Folge hat ist die Umwalzung und somit die Warmeabfuhr durch sog Naturumlauf gewahrleistet Beim Siedewasserreaktor sind im Reaktordruckbehalter Zwangsumwalzpumpen angebracht deren Auslegung etwa denen in einem gleich grossen DWR entspricht Sie stabilisieren den Durchfluss und sind uber die Drehzahlregelung in die Leistungsregelung des Reaktors eingebunden Bei grosserem Durchsatz sinkt der Dampfblasengehalt im Kuhlmittel wodurch die Reaktivitat steigt Fur die Nachwarmeabfuhr nach der Abschaltung sind die Pumpen nicht erforderlich der Naturumlauf ist dann ausreichend Neben diesen Hauptkuhlmittelpumpen verfugt ein Kernkraftwerk ublicherweise noch uber mehrere Notfalleinspeisungen auf unterschiedlichen Druckniveaus die bei Storungen siehe Auslegungsstorfall die Kuhlung des Reaktorkerns aufrechterhalten Sicherheitsventile Um den Druck im Reaktordruckbehalter bei einem Storfall nach oben zu begrenzen sind zwei voneinander unabhangige Sicherheitsventile vorhanden In Kernkraftwerken sind fur die Erfullung einer Sicherheitsfunktion stets mehr Einrichtungen vorhanden als man zur Erfullung des Schutzziels benotigt dieses Prinzip heisst Redundanz Arbeiten diese Einrichtungen zur Erfullung derselben Aufgabe nach verschiedenen Prinzipien spricht man von Diversitat Ein Kraftwerksreaktor hat redundante und diversitare Sicherheitsventile Beim Druckwasserreaktor sind Sicherheitsventile und Abblaseventile im Primarkreis in der Nahe des Druckhalters angeordnet 12 Die Druckbegrenzung soll ein Bersten von Rohrleitungen oder Reaktordruckbehalter verhindern Die Ventile sind in ihrer Kapazitat so ausgelegt dass sie die zugefuhrten Volumenstrome bei nur geringem Druckanstieg ableiten konnen Im Siedewasserreaktor wird der Dampf in die Kondensatkammer geleitet und dort kondensiert Die Kammern sind uber Warmetauscher mit dem Zwischenkuhlkreislauf verbunden Werden Gas Dampfgemische ggf nach Filterung in die Umgebung ausserhalb der Sicherheitsbehalter geblasen spricht man von Venting siehe auch Wallmann Ventil Die Sicherheitsventile im DWR sind nicht absperrbar um ihre sicherheitstechnische Funktion nicht zu gefahrden Den Sicherheitsventilen im Ansprechdruck vorgelagert existieren jedoch unabhangige Abblaseventile 13 zur Druckbegrenzung im RKL Ein solches Ventil kann im Bedarfsfall mit einem vor oder nachgelagertem weiteren Ventil abgesperrt werden und so einen Kuhlmittelstorfall wegen Nichtschliessens des Abblaseventils vermeiden Das Nichtschliessen eines Abblaseventils fuhrte 1979 zusammen mit dem erst spater erfolgtem Schliessen der Absperrarmatur zu einem folgenschweren Unfall mit Kernschmelze im Kernkraftwerk Three Mile Island Speisewasserpumpen Die Speisewasserpumpen haben die Aufgabe das Wasser aus dem Speisewasserbehalter auf den Dampfdruck im Reaktor und im Dampferzeuger zu bringen und das Wasser mit ca 2200 kg s zu fordern Die benotigte Leistung ist beispielsweise 20 MW pro Pumpe Uber das Speisewassersystem wird der Wasserstand im Dampferzeuger und Kernreaktor geregelt Lastanpassung Bei den meisten Kernkraftwerken insbesondere bei Leichtwasserreaktoren ist eine schnelle Lastanpassung im Bereich 40 100 moglich bei einer Rate von 2 Minute Eine Senkung auf 30 Leistung und eine Rate von 5 Minute sind moglich falls die Kontrollstabe speziell dafur ausgelegt sind 14 Das Anfahren vom ausgeschalteten Kraftwerk dauert mehrere Stunden und aufgrund der Xenonvergiftung bis zu einer Woche nach einer Notausschaltung Die Lastanpassung bei Druckwasserreaktoren erfolgt mithilfe der Konzentration an Borsaure im Kuhlmittel Bor ist ein Neutronengift und mit den Steuerstaben Falls der Reaktor fur einen haufigen Betrieb bei Teillast geplant ist wie zur Anpassung zu erneuerbaren Energiequellen dann werden graue Steuerstabe teilweise neutronenabsorbierende Steuerstabe eingebaut Dies ermoglicht eine homogenere Neutronenverteilung im Kern bei niedriger Leistung 15 Die Lastanpassung bei Siedewasserreaktoren erfolgt vor allem durch die Regelung der Kuhlungspumpen Je langsamer die Pumpen arbeiten desto hoher die Temperatur des Wassers im Kern und der Dampfanteil desto geringer die Moderatorwirkung und somit die Leistung Obwohl die Lastanpassung technisch moglich ist werden Kernkraftwerke vorzuglich bei Volllast betrieben und andere thermische Kraftwerke zur Lastanpassung verwendet Die Stromkosten aus Kernenergie stammen zu grossten Teil aus dem Bau und Ruckbau des Kraftwerks und nur zu etwa 20 aus dem Brennstoff 16 da die Lebensdauer des Reaktors meist unabhangig von der Betriebslast auf 30 bis 60 Jahre begrenzt ist ist der Betrieb bei Teillast oft nicht wirtschaftlich Falls Kernkraftwerke den Grossteil der Stromerzeugung decken wie in Frankreich lasst sich aber die Lastanpassung nicht vermeiden In Deutschland befanden sich 2009 die KKW Philippsburg 1 KKP 1 und Neckarwestheim I GKN I fast durchgangig im Lastfolgebetrieb 14 Notstromversorgung Wenn notig erlaubt bei einem Ausfall des Stromnetzes die Notstromversorgung das sichere Herabfahren des Kernreaktors und dauerhafte Abfuhr der Nachzerfallswarme Die Notstromversorgung ist mehrfach redundant aus Dieselaggregaten und Batteriepufferungen aufgebaut Die Batteriepufferung stellt die unterbrechungsfreie Einkoppelung der Dieselaggregate in das interne Netz des Kraftwerks sicher Weniger wichtige Hilfssysteme wie Begleitheizungen von Rohrleitungen werden dabei nicht versorgt BetriebBetriebsweise Die Artikel Kernkraftwerk Betriebsweise und Grundlast Eignung von Kernkraftwerken fur Lastfolgebetrieb uberschneiden sich thematisch Informationen die du hier suchst konnen sich also auch im anderen Artikel befinden Gerne kannst du dich an der betreffenden Redundanzdiskussion beteiligen oder direkt dabei helfen die Artikel zusammenzufuhren oder besser voneinander abzugrenzen Anleitung Bei Kernkraftwerken ist die Investition in den Bau hoch die Kosten im laufenden Betrieb sind vergleichsweise niedrig Deshalb ist es besonders wirtschaftlich sie moglichst durchgehend mit Maximalleistung als Grundlastkraftwerke zu betreiben Veranderungen im Lastprofil die unter anderem der zunehmenden Nutzung regenerativer Energietrager sowie der Liberalisierung des Strommarktes zugeschrieben werden haben dazu gefuhrt dass auch Kernkraftwerke im Lastfolgebetrieb eingesetzt werden Im Jahr 2009 betraf das beispielsweise die Kraftwerke Neckarwestheim 1 Phillipsburg 1 Phillipsburg 2 Biblis A 17 Die Eignung von Kernkraftwerken fur die Lastregelung ist unter anderem dadurch begrenzt dass ein Lastwechsel Kraftwerk bei einem Kernkraftwerk im Normalbetrieb nur in einem Bereich von 30 bis 100 der Nennleistung mit Geschwindigkeiten von etwa 2 bis 5 Prozent der Nennleistung pro Minute vorgenommen werden kann 18 Die Primarregelung der Leistung ubernimmt die Frequenzregelung des Generators Starke Lastanderungen werden jedoch moglichst vermieden denn uber Dampfparameter bewirkt konnen sie zu lokaler Uberhitzung von Brennelementen mit Materialversprodung oder Rissbildung fuhren durch Steuerstabe bewirkt fuhren sie zum ungleichmassigen Abbrand der Brennelemente was verschiedene Reaktorkernparameter verandern wurde Um damit einhergehende Risiken zu minimieren mussten Wartungsintervalle verkurzt werden Dies wurde wiederum die Betriebskosten erhohen 2011 wurden 8 der bis dahin 17 deutschen Kernreaktoren stillgelegt Ob diese fur den sogenannten Lastfolgebetrieb geeignet sind ist umstritten 19 Eine im Jahre 2009 vom Institut fur Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung der Universitat Stuttgart durchgefuhrte Untersuchung 20 ergab dass die in Deutschland in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke durchaus fur den Lastfolgebetrieb geeignet sind und uber einen Lastbereich von 9 6 Gigawatt mit einer Lastanderungsgeschwindigkeit von 3 8 bis 5 2 min gefahren werden konnen Aus der Langfassung dieser Untersuchung 21 kann man erkennen dass die Kernkraftwerke damit in der Lastanderungsgeschwindigkeit zwischen den besser geeigneten Gaskraftwerken und den weniger geeigneten Kohlekraftwerken liegen Zum Ausgleich der stark schwankenden Stromerzeugung aus Windradern werden inzwischen zahlreiche Kernkraftwerke im Lastfolgebetrieb gefahren wie aus den jahrlich veroffentlichten Betriebsergebnissen 22 zu entnehmen ist Im Jahr 2009 waren die deutschen Kernkraftwerke Revisionsstillstande und technische Betriebsstorungen mitgerechnet im Schnitt zu 73 zeitverfugbar und zu rund 74 arbeitsverfugbar 22 Die tagliche Stromerzeugung schwankt vor allem aufgrund von Revisionsstillstanden und aufgrund von Betriebsstorungen Im Jahresverlauf 2009 wurden in Deutschland rund 53 bis 89 der installierten Nennleistung 23 zur Stromerzeugung genutzt Beispiele fur reinen Grundlastbetrieb sind die KKW Biblis B Neckarwestheim II Grafenrheinfeld und Emsland die 2009 ausserhalb der Revisionen fast durchgehend unter Volllast betrieben wurden 24 Beispiele fur Betrieb nach Lastanforderung sind die KKW Brokdorf und Grohnde 24 Brennstoff Als Kernbrennstoff wird in den meisten betriebenen Kernkraftwerken angereichertes Uran Anteil des Isotops 235U ca 3 bis 4 in Form seines Oxids eingesetzt Dabei hat etwa 1 kg Natururan mit nur etwa 0 7 spaltbarem Uran 235 Anteil einen Energiegehalt wie 12 600 Liter Erdol oder 18 900 kg Steinkohle Jedes Brennelement bleibt ublicherweise drei Jahre im Reaktor jahrlich wird das alteste Drittel der Brennelemente ausgetauscht weil der Gehalt an 235U zu weit gesunken und andererseits ein Gehalt an neutronenabsorbierenden Spaltprodukten aufgebaut ist Durch Neutroneneinfang ist ausserdem ein Teil des nicht spaltbaren Uranisotops 238U in Plutonium umgewandelt worden und zwar hauptsachlich in 239Pu in geringerer Menge 240Pu Dieses Plutonium eignet sich als Kernbrennstoff Durch seine Nutzung lasst sich die Energiemenge die sich aus einem Kilogramm Natururan gewinnen lasst erheblich steigern Zur Nutzung des Plutoniums mussen die Brennelemente eine Wiederaufarbeitung durchlaufen bei der die Spaltprodukte und das noch nicht verbrauchte Uran abgetrennt werden Es gibt weltweit wie auch in Deutschland viele Kraftwerke mit einer Nutzungslizenz fur MOX Brennelemente Mischoxid MOX ist ein Gemisch aus Uranoxid und Plutoniumoxid Die Verwendung von hoheren Plutoniumanteilen im MOX ist wegen der Moglichkeiten zur Proliferation und der hoheren Sicherheitsanforderungen an einen mit Plutonium betriebenen Reaktor umstritten 25 Ohne Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente kann ein Kernkraftwerk aus einem Kilogramm Natur Uran je nach eingesetztem Reaktortyp und Brennstoffkreislauf etwa 36 56 MWh Strom erzeugen Zusammengenommen haben die rund 435 Kernreaktoren die es weltweit in 31 Landern gibt die Kapazitat zur Bereitstellung von etwa 370 Gigawatt elektrischer Leistung 26 Hierbei fallen pro Jahr rund 12 000 Tonnen radioaktiver Abfall an der auch Plutonium enthalt 26 Am weltweiten Gesamtverbrauch von Primarenergie hatte die Kernkraft 2008 einen Anteil von 5 5 27 Wirkungsgrad Bezogen auf den Energiegehalt des in einem Brennstab umgesetzten 235U betragt der Wirkungsgrad eines Kernkraftwerks etwa 35 Bei Leicht und Schwerwasserreaktoren wird der Wirkungsgrad durch die Begrenzung auf vergleichsweise niedrige Frischdampftemperaturen von ca 330 C begrenzt zum Vergleich Die Frischdampftemperatur eines modernen Steinkohlekraftwerks betragt ca 580 C Eine Erhohung der Frischdampftemperatur in einem Kernkraftwerk ist nur schwer zu realisieren da die hohen Warmestromdichten in den relativ kompakten Reaktoren die Verwendung von unterkritischem Wasser voraussetzen Durch den Umstand dass es sich bei einem Kernkraftwerk um ein Grosskraftwerk handelt ergeben sich zudem im Durchschnitt langere Leitungen zum Endverbraucher womit die Summe der Ubertragungsverluste steigt in Deutschland gehen so durch Netzverluste rund 6 der bereitgestellten Elektroenergie im Stromnetz verloren 28 Der Wirkungsgrad des gesamten Systems wird wie bei allen Energieerzeugungsanlagen reduziert durch den Energiebedarf zum Bau Betrieb und Ruckbau des Kraftwerks Der Aufwand des Uranabbaus steigt aufgrund des knapper werdenden Rohstoffes stetig Siehe auch Erntefaktor und Graue Energie Kohlendioxidbilanz Auch wenn es bei der Kernspaltung selber keinerlei CO2 Emissionen gibt so lasst sich ein Kernkraftwerk bei ganzheitlicher Betrachtung nicht vollstandig CO2 frei betreiben CO2 Emissionen entstehen vor allem beim Bau des Kraftwerks bei Abriss und Entsorgung sowie bei der Urangewinnung und anreicherung Insbesondere bei der Urangewinnung und der anreicherung gibt es grosse Unterschiede bei den CO2 Emissionen in Abhangigkeit von der Urankonzentration des Erzes und dem Verfahren der Anreicherung Nach einem ganzheitlichen Vergleich der Ruhr Universitat Bochum von 2007 29 betragt der CO2 Ausstoss bei der Kernenergie 10 30 g kWh Im Vergleich dazu erzeugen Kohlekraftwerke 750 1200 g kWh GuD Kraftwerke 400 550 g kWh Photovoltaik 50 100 g kWh Windenergie und Wasserkraft 10 40 g kWh und Solarthermie in Afrika 10 14 g kWh Risiken Block 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl 2006 Demonstration vor dem Kernkraftwerk Gosgen Schweiz Siehe auch Sicherheit von Kernkraftwerken Siehe auch Liste von Unfallen in kerntechnischen Anlagen und Liste meldepflichtiger Ereignisse in deutschen kerntechnischen Anlagen Neben den allgemeinen Unfallrisiken eines thermischen Grosskraftwerkes ergeben sich spezielle Risiken aus der Nutzung der Kernenergie Besonders die Radioaktivitat der Spaltprodukte stellt eine Gefahr dar Unfalle konnen von geringfugigen internen Betriebsstorungen bis zu einer Katastrophe mit internationalen Auswirkungen reichen wie es bei der Katastrophe von Tschernobyl der Fall war Kernkraftwerke konnen ausserdem im Rahmen von Kernwaffenprogrammen genutzt werden Risiko des Austritts von radioaktivem Material Im normalen Betrieb entweichen kleine Mengen radioaktiven Materials vom Kernkraftwerk durch den Abluftkamin in die Umwelt Dieses Material umfasst radioaktive Edelgase Krypton 85 sowie das instabile Wasserstoffisotop Tritium deren Entweichen gemessen wird und Auflagen unterliegt 30 Durch Unfalle oder Storungen der Sicherheitsbarrieren konnen grossere Mengen radioaktiven Materials in die Umwelt und in die Nahrungskette gelangen Viele konstruktive Massnahmen dienen dazu das auch dann noch zu verhindern wenn grosse Teile des Reaktors funktionsuntuchtig oder zerstort worden sind siehe Auslegungsstorfall Ein Beispiel dafur dass Fehlbedienung zu einer Freisetzung von Radioaktivitat fuhren kann ereignete sich 1987 im KKW Biblis Ein Ventil das wahrend des normalen Betriebs geschlossen sein sollte schloss nicht Die Betriebsmannschaft versuchte es durch die Offnung eines Prufventils frei zu blasen was nicht gelang Durch die Prufleitung entwich Kuhlwasser des Primarkreislaufs Die radioaktive Belastung der Umgebung des Kernkraftwerkes blieb unter den gultigen Grenzwerten 31 da weitere Barrieren wie Auffangbecken und Containment funktionierten Risiko der Kernschmelze Hauptartikel Kernschmelze Das Kernkraftwerk Three Mile Island Durch die extrem hohe Energiedichte im Kernreaktor ist es moglich dass beim Ausfall der Kuhlung der Reaktorkern schmilzt und sich dadurch selbst zerstort Die Konsequenzen der Kernschmelze konnen je nach den genauen Umstanden im Wesentlichen auf das Kernkraftwerk beschrankt bleiben oder der Ausloser eines unkontrollierten Austritts von grossen Mengen Radioaktivitat sein Die Havarie im Kernkraftwerk Three Mile Island im Jahre 1979 ist ein Beispiel fur eine Beschrankung auf das Kernkraftwerk Hier gelang es das Schmelzen zu stoppen bevor der Reaktordruckbehalter zerstort wurde Der bei der Schmelze entstandene Wasserstoff wurde an die Atmosphare abgelassen Mit ihm entwich das radioaktive Isotop 85 des Gases Krypton 85 Kr 10 75 Jahre Halbwertszeit mit einer Aktivitat von etwa 1 665 1015 Bq 32 38 Versuche im Loss of Fluid Test LOFT Reaktor im Idaho Test Area North gebaut 1965 1975 halfen zwar bei der Dimensionierung der Notkuhlsysteme waren jedoch nicht aussagekraftig fur den Fall einer Kernschmelze weil dort zu keiner Zeit der Reaktorkern schmolz und die Warme und Strahlungsgeometrie der um den Faktor 60 grosseren kommerziellen Reaktoren nicht adaquat nachgebildet werden konnte 33 Forschungsmittel fur die LOFT Versuche waren schwer zu erhalten und wurden fur die Schnelle Bruter Technologie umgeleitet 34 Beim Unfall in Tschernobyl 1986 wurde der Reaktorkern prompt uberkritisch die Kernschmelze riss die Brennstabe auf und bildete Wasserstoff Dampf und Wasserstoff Explosionen zerstorten die Abdeckung des Reaktors und warfen Teile des radioaktiven Brennstoffs in die unmittelbare Nahe des Kraftwerks aus Ein dadurch entfachter Graphitbrand fuhrte zur massiven Freisetzung des radioaktiven Inventars und erzeugte eine radioaktive Wolke die uber weite Teile Europas zog und uber einigen Regionen zum Beispiel Polarkreis Teile Bayerns und Korsika abregnete Fallout Politische Folge dieser Havarie war der weitgehende Stopp des Ausbaus der Kernenergie in vielen Landern Westeuropas Eine Kernschmelze mit unkontrollierter Freisetzung radioaktiven Materials nennt man einen Super GAU Ein Core Catcher Kernfanger soll in Anlagen ab der Generation 3 wie im chinesischen Kernkraftwerk Tianwan die Folgen einer moglichen Kernschmelze verringern und den Kern vor dem Absacken in das Erdreich auffangen Entsorgungs und Endlagerungsproblematik Hauptartikel Radioaktiver Abfall Die im Betrieb entstandenen Spaltprodukte und erbruteten Transurane Plutonium Americium Neptunium etc mussen anschliessend fur langere Zeit aus der Biosphare ferngehalten werden bis sie zum grossten Teil zerfallen sind Diese Zeit reicht je nach Isotop von einigen Monaten bis zu vielen tausend Jahren Zu den Spaltprodukten zahlt das zu 0 7 anfallende Iod Isotop 129I mit einer Halbwertszeit von 15 7 Mio Jahren Iod und seine Isotope werden als essentielles Spurenelement vom menschlichen Organismus aktiv aufgenommen vor allem von der Schilddruse Das Risiko besteht vor allem in einer Freisetzung wahrend der Zeit der Lagerung Mithilfe von Wiederaufbereitung und Transmutation konnte versucht werden die notige Lagerzeit auf wenige hundert Jahre zu senken jedoch sind die dafur notigen Anlagen und Verfahren auch in der Kritik und bisher nicht anwendungsreif Vor der Endlagerung werden die abgebrannten Brennstabe chemisch aufgelost und in ihre Bestandteile getrennt Bei dieser Konditionierung die in Wiederaufbereitungsanlagen erfolgt kann im Betrieb wie auch durch Unfalle und Irrtumer radioaktives Material in die Umwelt gelangen Abgebrannter Kernbrennstoff aus deutschen Kernkraftwerken wird in der Wiederaufarbeitungsanlage La Hague an der franzosischen Kanalkuste verarbeitet und zur Zwischen und Endlagerung wieder zuruck nach Deutschland gebracht Der Transport erfolgt mit Hilfe von Castor Behaltern Seit 2005 sind in Deutschland Transporte abgebrannter Brennelemente aus deutschen Kernkraftwerken per Atomgesetz verboten die direkte Endlagerung ist daher die einzige Moglichkeit Proliferation von Kernwaffen Beim Betrieb von Kernkraftwerken mit Uran wird Plutonium erbrutet Dieses kann fur die Herstellung von Atombomben verwendet werden Anders als bei Uran kann Plutonium das fur den Bau einer militarisch geeigneten Bombe taugt Waffenplutonium mit chemischen Verfahren aus dem gebrauchten Brennstoff bestimmter Typen von Kernkraftwerken gewonnen werden eine Anreicherungsanlage ist nicht notig Beim Plutonium ist die fur eine Bombe notige Mindestmenge die Kritische Masse im Vergleich zu Uran geringer Der Betrieb von Kernkraftwerken erhoht grundsatzlich das Risiko der Weiterverbreitung von Kernwaffen Um dieses zu minimieren wurden verschiedene internationale Vertrage geschlossen Der wichtigste dieser Vertrage ist der Atomwaffensperrvertrag Krankheitsfalle im Zusammenhang mit Kernkraftwerken Moglicherweise hat auch der Normalbetrieb von Kernkraftwerken Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit Eine epidemiologische Studie im Auftrag des Bundesamtes fur Strahlenschutz im Jahr 2007 zeigte eine signifikant erhohte Leukamie Rate bei Kindern in der Nahe von Kernkraftwerken Danach erkrankten von 1980 bis 2003 im 5 km Umkreis um die Kernkraftwerke in Deutschland 37 Kinder neu an Leukamie im statistischen Mittel waren es 17 Kinder gewesen Im betrachteten Zeitraum erkrankten in Deutschland demzufolge aus obigem Grund durchschnittlich etwa 0 8 Kinder pro Jahr mehr an Leukamie nimmt man andere Krebsarten hinzu sind es 1 2 Kinder pro Jahr 35 Uber die Interpretation dieses Befundes herrscht keine Einigkeit Die Autoren der Studie sind der Auffassung dass die von deutschen Kernkraftwerken im Normalbetrieb emittierte ionisierende Strahlung wegen der um ein Vielfaches hoheren naturlichen Strahlenbelastung nicht als Ursache in Betracht kommt Das externe Expertengremium des BfS zur KiKK Studie kommt hingegen zur Uberzeugung dass aufgrund des besonders hohen Strahlenrisikos fur Kleinkinder sowie der unzureichenden Daten zu Emissionen von Leistungsreaktoren dieser Zusammenhang keinesfalls ausgeschlossen werden kann 35 36 Andere Studien dagegen fanden nur geringen oder gar keinen Zusammenhang zwischen dem Wohnen in der Nahe eines Kernkraftwerkes und dem Auftreten von Krebsfallen 37 38 39 Terrorangriffe Viele deutsche Atomkraftwerke sind auf einen Einschlag einer McDonnell F 4 mit 20 Tonnen Gewicht ausgelegt Zivile Flugzeuge mit einer viel grosseren Masse und Treibstoffmenge wurden in den Genehmigungsverfahren nicht beachtet Die hohe Wucht und Rotation der Triebwerke sowie das freigesetzte Kerosin eines vollgetankten Jets konnte zu verheerenden Explosionen Branden und somit im Kraftwerk zu Kuhlmittelverlusten der Freilegung von Brennelementen bis hin zu einer Kernschmelze fuhren 40 Die Reaktor Sicherheitskommission RSK kommt hingegen zu dem Schluss dass selbst bei einem gezielten Absturz eines grossen Verkehrsflugzeugs auf eine noch in Betrieb befindliche Konvoi Anlage die Kuhlung der Brennelemente BE im Reaktor und BE Lagerbecken erhalten bleibt sodass Freisetzungen radioaktiver Stoffe aus BE Schaden nicht zu erwarten sind 41 Gegen einen terroristischen Angriff aus der Luft werden vorwiegend Betonschilde unterschiedlicher Dicke je nach Baujahr der Anlage eingesetzt Um einem absichtlichen Absturz eines Grossraumflugzeuges zu vereiteln konnen Nebelwerfer Abspannseile oder Ablenkplatten installiert werden damit im Falle eines Aufpralls kein radioaktives Material austritt 42 Die Vernebelung wird wegen geringer Schutzwirkung wenig eingesetzt Alternativ wird die grossraumige Storung der GPS Navigation uberlegt Ein Abschuss eines Flugzeugs mit Unbeteiligten durch Abfangjager des Militars untersagte in Deutschland das Bundesverfassungsgericht 43 Cyberangriff Am 10 Oktober 2016 berichtet Yukiya Amano Chef der Internationalen Atomenergiebehorde IAEA dass Angriffe via Internet die Ablaufe in Kernkraftwerken storen langst Realitat sind und erwahnte einen konkreten Fall einer Cyberattacke vor zwei bis drei Jahren 44 In einem Kraftwerk der Korea Hydro amp Nuclear Power Co Ltd in Sudkorea ist es 2014 zu einem Diebstahl unkritischer Daten gekommen 44 Ein Team von Kaspersky Lab entdeckte bei einer Studie schwerste Sicherheitslucken in den Steueranlagen fur Dampfturbinen von Siemens und anderen Herstellern 45 Wirtschaftlichkeit Hauptartikel Wirtschaftlichkeit im Artikel Kernenergie Die Gestehungskosten fur eine Megawattstunde Strom sind aufgrund der sehr hohen Anfangsinvestitionen der enormen Ruckbaukosten und der vergleichsweise geringen laufenden Kosten stark abhangig von der Laufzeit eines Reaktors Ein Vergleich der Erzeugerpreise zu Braunkohle Steinkohle Wasserkraft Erdgas Windenergie und Photovoltaik findet sich unter Stromgestehungskosten Nach einer Studie von Moody s liegen 2012 die Investitionskosten neuer Kernkraftwerke bei bis zu 4 900 kW das Angebot fur zwei neue Reaktoren im Kernkraftwerk Darlington zwischen 4 650 kW EPR und 6 850 kW Advanced CANDU Reactor 46 47 Die Bereitschaft zum Bau neuer Kernkraftwerke ohne staatliche Unterstutzung ist daher gering 48 49 Die CitiBank untersuchte 2009 die Finanzierbarkeit neuer Kernkraftwerke und anderer Grossprojekte unter marktwirtschaftlichen Bedingungen und uberschrieb die Studie New Nuclear The Economics Say No 50 Um die zukunftige Wirtschaftlichkeit von Kernkraftwerken fur die Betreiber zu sichern werden verschiedene Subventionsmassnahmen erwogen 51 52 53 Die Investitionen des seit 2003 im Bau befindlichen EPR im Kernkraftwerk Olkiluoto mit einer Leistung von 1600 MW gab Areva Prasident Luc Oursel im Dezember 2012 mit 8 5 Milliarden Euro an 54 Die Investitionskosten des parallel in Bau befindlichen Kernkraftwerkes Flamanville 3 betragen ebenfalls 8 5 Mrd Euro 55 Bei beiden Projekten kam es wahrend des Baus zu erheblichen Kostensteigerungen In Grossbritannien sind fur den im Marz 2013 genehmigten Doppelblock Hinkley Point C Baukosten in Hohe von 16 Mrd Pfund ca 19 Mrd Euro veranschlagt Um das Projekt rentabel zu machen sagte die britische Regierung fur 35 Jahre nach der fur 2022 vorgesehenen Inbetriebnahme eine garantierte Einspeisevergutung in Hohe von 92 5 Pfund MWh ca 11 2 Cent kWh plus einem jahrlichen Inflationsausgleich auf Preisbasis 2012 zu Dies ist etwa das Doppelte des derzeitigen englischen Borsenstrompreises und liegt unterhalb der Einspeisevergutung fur grosse Photovoltaik und Offshore Windkraftanlagen und oberhalb von Onshore Windkraftanlagen 56 57 58 Bei allen 4 Reaktorblocken handelt es sich um Reaktoren des Typs EPR der den aktuellen Stand der Kerntechnik in Europa reprasentiert Im Oktober 2014 genehmigte die EU Kommission die Subvention der Reaktorneubauten als vereinbar mit dem EU Wettbewerbsrecht Die EU Kommission geht dabei von Baukosten von 31 Mrd Euro aus wahrend Herstellerfirma und britische Regierung von nur ca 19 Mrd Euro sprechen 59 Die Baukosten des zwischen 1994 und 1995 betriebenen Brutreaktors Monju in Japan beliefen sich auf etwa 4 Milliarden Euro 60 Eine 2003 veroffentlichte Studie vom Massachusetts Institute of Technology hat fur neue Kernkraftwerke Kosten von etwa 4 6 Cent fur eine Kilowattstunde ermittelt 61 2009 aktualisierten die Autoren die Studie und kamen zu dem Schluss dass die Kosten auf 5 8 Cent kWh gestiegen waren Damit ergebe sich fur Kernkraftwerke im Vergleich zu Kohlekraft und Gaskraftwerken unter den heutigen Randbedingungen auch weiterhin kein Kostenvorteil 62 Seitdem kam es zu einer enormen Verteuerung der Investitionskosten Ging man 2003 bei neu zu bauenden Kernkraftwerken noch von etwa 700 Euro pro kW Leistung aus lagen die Kosten im Jahr 2013 bei ca 5 000 Euro pro kW 63 Die Kosten fur den Ruckbau von Kernkraftwerken sind wegen der kontaminierten und aktivierten Anlagenteile hoch dafur haben die Energieversorgungsunternehmen entsprechende Ruckstellungen gebildet Die prognostizierten Kosten bei derzeit im Ruckbau befindlichen Kernkraftwerken betragen fur das Kernkraftwerk Mulheim Karlich 750 Millionen Euro 1302 MW 64 Stade 500 Millionen 672 MW 65 Obrigheim 500 Millionen Euro 357 MW 66 und Greifswald 3 2 Milliarden Euro 1760 MW 67 Fur den Ruckbau der Schweizer Kernkraftwerke wird ein Fonds geoffnet nach Laufzeiten der Schweizer Kraftwerke von 27 31 38 und 41 Jahren ist der Fonds erst mit 1 3 Milliarden von den 2 2 Milliarden Franken dotiert welche fur die Stilllegung einst berechnet wurden 68 Gemass Handelszeitung zerstreut die Atombranche Bedenken uber eine Finanzierungslucke wegen zu tiefer angenommener Kosten und trotz des absehbaren Fehlens der notigen Fachkrafte 69 Die Moglichkeit einer Abschaltung vor der theoretisch maximal moglichen Betriebszeit der Werke wurde bei der Berechnung des Fonds nicht in Betracht gezogen 70 Im Mai 2014 wurden Plane der drei deutschen Kernkraftwerksbetreiber E on EnBW und RWE publik ihre Kernkraftwerke in eine neu zu grundende und in Staatsbesitz befindliche Stiftung abzugeben Diese soll die Kernkraftwerke bis zu ihrem Laufzeitende betreiben und anschliessend als sog Bad Bank fungieren und fur den Ruckbau die Endlagerung und alle sonstigen Risiken aufkommen Hierfur wollen die Betreiber Rucklagen in Hohe von ca 30 Mrd Euro einbringen zudem steht im Raum eventuell Schadensersatzklagen wegen des Atomausstieges in Milliardenhohe fallen zu lassen 71 72 Genehmigungsrecht Die Errichtung und der Betrieb eines Kernkraftwerkes sowie alle wesentlichen Anderungen bis hin zu Stilllegung und Abbau mussen in Deutschland nach Atomrecht genehmigt werden Wesentlich ist hier 7 Genehmigung von Anlagen des Atomgesetzes Da derzeit in Deutschland keine neuen Kernkraftwerke errichtet werden durfen siehe Atomausstieg bezieht sich daher 7 Atomgesetz in der Praxis gegenwartig nicht auf den Neubau von Anlagen Es besteht in atomrechtlichen Genehmigungsverfahren fur Kernkraftwerke eine Pflicht zur Durchfuhrung einer Umweltvertraglichkeitsprufung UVP als Teil des atomrechtlichen Genehmigungsverfahrens 73 Zusatzlich gelten hier die Regelungen des Euratom Vertrags Art 37 des Euratom Vertrags verpflichtet jeden Mitgliedstaat bestimmte Angaben zur Freisetzung radioaktiver Stoffe auch beim Neubau oder Abbau von Kernkraftwerken der EU Kommission zu ubermitteln Erst nach Veroffentlichung einer Stellungnahme der EU Kommission darf mit dem Vorhaben begonnen werden 74 Die Eintrittswahrscheinlichkeit und die Schwere der Auswirkungen von Unfallen in Kernkraftwerken ist nicht unmittelbar einsichtig Um der Regierung und Ministerien die fur Entscheidungen notigen sachlichen Informationen zur Verfugung zu stellen wurde Mitte der 70er Jahre die Gesellschaft fur Anlagen und Reaktorsicherheit gegrundet Ein Ergebnis dieses in staatlichem Eigentum befindlichen Forschungsinstituts ist die Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke in der versucht wurde das Risiko von Unfallen realistisch abzuschatzen Sie gibt als Grossenordnung der Eintrittswahrscheinlichkeit fur das Kernkraftwerk Biblis B 75 folgende Werte an Kernschmelze einmal pro 10 000 bis 100 000 Jahre bei Berucksichtigung anlageninterner Notfallmassnahmen einmal pro 100 000 bis 1 000 000 Jahre Kernschmelze mit bedeutender Belastung des Sicherheitsbehalters einmal pro 1 000 000 bis 100 000 000 Jahre 76 Dem gegenuber steht die 1992 vom Bundeswirtschaftsministerium in Auftrag gegebene Prognos Studie Abschatzung der Schaden durch einen sogenannten Super Gau 77 die die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Super GAU bei 33 333 Betriebsjahren pro Reaktor bzw bei 1 666 Betriebsjahren fur 20 Reaktoren in Deutschland insgesamt sieht Angesichts der Schwere der moglichen Folgen von Unfallen ist die Genehmigung zum Betrieb von Kernkraftwerken generell an strenge technische und organisatorische Auflagen gebunden die staatlich uberwacht werden In Deutschland verpflichtet das Atomgesetz die Betreiber eines Kernkraftwerks die erforderliche Vorsorge vor Schaden stets auf dem Stand von Wissenschaft und Technik zu halten 78 Fur die Erteilung von Genehmigungen sind Ministerien zustandig In Deutschland war das zunachst ein Landesministerium und ubergeordnet auf Bundesebene das Bundesministerium fur Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit BMU In seinem Auftrag uberwacht das Bundesamt fur Strahlenschutz BfS den Betrieb kerntechnischer Anlagen Im Zuge der Novellierung sind die meisten Zustandigkeiten ab 2006 auch in Genehmigungsfragen auf das Bundesministerium ubergegangen Haftung der Betreiber von Kernkraftwerken Die Schaden im Fall eines nuklearen Super GAUs in Deutschland werden hochst unterschiedlich beziffert Eine Studie die das Prognos Institut 1992 im Auftrag des Bundesministeriums fur Wirtschaft erstellt hat nannte eine Schadenssumme von etwa 2 5 bis 5 5 Billionen Euro 79 In der Praxis kann die Haftungssumme nicht hoher ausfallen als das Vermogen der Betreibergesellschaften Das Atomgesetz in Deutschland 13 legt eine Deckungsvorsorge von 2 5 Mrd Euro fest wobei die Haftung der Betreiber durch 26 des gleichen Gesetzes bei schweren Naturkatastrophen aussergewohnlicher Art bewaffneten Konflikten und ahnlichen Vorkommnissen auf eben nur diese Summe begrenzt ist Fur einen Teilbereich der Deckungsvorsorge kann der Betreiber des Kernkraftwerkes beim Atompool eine Haftpflichtversicherung abschliessen die fur max 256 Mio EUR einsteht Das Deutsche Institut fur Wirtschaftsforschung sieht in der begrenzten Deckungsvorsorge eine implizite Subvention Da die moglichen Schadenssummen um ein Vielfaches hoher sind muss der Staat fur daruber hinausgehende Schaden aufkommen wenn er das nicht tut erhalten die Geschadigten nur einen Bruchteil dessen was ihnen zustunde Mussten die Kraftwerksbetreiber allerdings mogliche Schaden vollstandig versichern waren deren Versicherungsbeitrage erhoht was sich direkt auf die Wirtschaftlichkeit auswirken wurde 80 Laut einer Greenpeace Studie 2010 ware Atomstrom um bis zu 2 70 Euro pro kWh teurer falls bei Kernkraftwerken die gleichen Haftungsregeln gelten wurden wie in allen anderen Wirtschaftsbereichen 81 Nach Berechnungen von Finanzmathematikern wurde eine Haftpflichtpolice fur ein Atomkraftwerk 72 Mrd Euro jahrlich kosten Der Strompreis eines Atomkraftwerks konnte damit auf mehr als das Vierzigfache steigen 82 In Osterreich sieht das Atomhaftungsgesetz 1999 AtomHG eine verschuldensunabhangige Haftung des Betreibers einer Kernanlage fur Schaden durch ionisierende Strahlung ohne Beschrankung der Haftungssumme vor 83 Anm in Osterreich gibt es keine kommerziellen KKW siehe Kernenergie nach Landern Osterreich In anderen EU Staaten ist die Haftung jeweils in unterschiedlicher Hohe begrenzt Die folgenden Haftungssummen nannte im Juli 2008 eine Antwort der Bundesregierung auf eine Anfrage Spanien 700 Millionen Euro in Belgien Lettland Rumanien und Schweden auf etwa 330 Millionen Euro Niederlande 313 Millionen Euro In Tschechien rund 250 Millionen Euro in Finnland rund 194 Millionen Euro in Grossbritannien Polen und Slowenien etwa 165 Millionen Euro und in Ungarn etwa 100 Millionen Euro Die Haftungssumme fur Frankreich gibt die deutsche Bundesregierung mit etwa 84 Millionen Euro fur die Slowakei mit etwa 82 5 Millionen Euro fur Danemark mit rund 66 Millionen Euro und fur Bulgarien mit 16 5 Millionen Euro an Die Haftungssumme Italiens belauft sich den Angaben zufolge auf 5 5 Millionen Euro die Litauens auf 3 3 Millionen Euro 84 In den ubrigen EU Staaten gab es Mitte 2008 es keine gesetzlichen Regelungen zum Teil weil es dort keine Kernkraftwerke gibt 84 Die EU Kommission startete am 30 Juli 2013 die offentliche Konsultation zur Haftungsfrage von Atomkraftwerken 85 86 EU Energiekommissar Gunther Oettinger forderte im Oktober 2013 in einem Interview eine generelle Haftpflichtversicherung fur Kernkraftwerke in Europa und kundigte an Anfang 2014 dazu einen Vorschlag zu machen Die Versicherungssumme musse so hoch wie moglich ausfallen und werde sicher bei einer Milliarde Euro oder hoher liegen Ihm sei ein realistischer Beitrag lieber als gar keiner Die Versicherungspflicht fur Atomkraftwerke werde automatisch zu hoheren Kosten fuhren 87 Emissionsuberwachung Das Atomgesetz schreibt den Betreibern sowohl die Emissionsuberwachung wie auch die Mitteilung an die zustandigen Landesbehorden vor Das Atomgesetz verpflichtet die Aufsichtsbehorden neben Umgang und Verkehr mit radioaktiven Stoffen allgemein auch die Errichtung den Betrieb und den Besitz von kerntechnischen Anlagen in einer Weise zu uberwachen dass sie von der Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften und ihrer auf diesen Vorschriften beruhenden Anordnungen und Verfugungen sowie der Bestimmungen des Bescheids uber die Genehmigung und nachtraglicher Auflagen durch die Betreiber dieser Anlagen uberzeugt sein konnen Die Lander haben zu diesem Zweck dazu teilweise Behorden befugt Alle Messungen mussen offentlich zuganglich sein Bundesland zustandiges Ministerium beauftragte Behorde KKW in Betrieb Block Land Baden Wurttemberg 88 Ministerium fur Umwelt Naturschutz und Verkehr GKN Neckarwestheim 2 Freistaat Bayern 89 Staatsministerium fur Umwelt und Gesundheit KGG Gundremmingen C KKI Isar 2 Land Niedersachsen 90 Ministerium fur Umwelt und Klimaschutz Niedersachsischer Landesbetrieb fur Wasserwirtschaft Kusten und Naturschutz NLWKN KKE Emsland KWG GrohndeLand Schleswig Holstein 91 Ministerium fur Justiz Gleichstellung und Integration Kernkraftwerksfernuberwachung Schleswig Holstein KFU SH KBR BrokdorfHerstellerIn Deutschland war die Kraftwerk Union AG Hersteller von Atomkraftwerken Die KWU entstand 1968 69 als Tochterunternehmen von Siemens und AEG 1977 ubernahm Siemens die Anteile der AEG Zunachst errichtete die KWU funf nahezu baugleiche Kernkraftwerke mit Siedewasserreaktoren Baulinie 69 namlich Isar I Brunsbuttel bei Hamburg Philippsburg Block 1 und Kernkraftwerk Krummel sowie das osterreichische Kernkraftwerk Zwentendorf das nach einer Volksabstimmung nie in Betrieb ging 92 Weitere von der KWU gebaute Siedewasserreaktoren sind Wurgassen Gundremmingen B und Gundremmingen C In den 1980er Jahren entstand die sogenannte Konvoi Reaktorlinie der KWU Die Druckwasserreaktor Kraftwerke Isar 2 Emsland und Neckarwestheim 2 93 Im Ausland war die KWU unter anderem engagiert beim Bau des Kernkraftwerks Gosgen in der Schweiz und beim Bau des Kernkraftwerk Zwentendorf in Osterreich siehe auch Leistungsreaktoren der KWU Seit der Jahrtausendwende hat sich Siemens nach und nach vollstandig aus dem Kernenergiegeschaft zuruckgezogen Die KWU ist inzwischen Teil der franzosischen Framatome International bedeutende Hersteller von Kernkraftwerken sind beispielsweise General Electric und Toshiba SonstigesDas aktuell theoretisch leistungsstarkste Kernkraftwerk der Welt ist seit 2003 mit einer in sieben Reaktorblocken installierten Gesamtleistung von 8 212 MW das zwischen 2007 und 2012 sukzessiv in Langzeitstillstand gegangene Kernkraftwerk Kashiwazaki Kariwa in Japan Nach uber 46 Jahren ging am 31 Marz 2003 mit Calder Hall 1 das KKW mit den bisher meisten britischen Betriebsjahren vom Netz Nach der Abschaltung der Kernkraftanlage Oldbury in England nach 44 Betriebsjahren ist das Kernkraftwerk Beznau CH nahe der schweizerisch deutschen Grenze am Hochrhein mit bisher 2016 46 Betriebsjahren das dienstalteste der Welt 94 Fessenheim ist mit bisher 38 Jahren das KKW mit den bisher meisten franzosischen Betriebsjahren Oyster Creek ist das erste Gross Kernkraftwerk der USA das alteste noch in Betrieb befindliche US KKW und mit 46 Jahren bisher das mit den meisten Betriebsjahren in den USA Siehe auchListe der weltweiten Kernkraftwerke Liste der Kernreaktoren in Deutschland in Osterreich in der Schweiz Liste von Kernkraftanlagen Kernenergie nach Landern Liste von Unfallen in kerntechnischen Anlagen INES Stufe 4 bis 7 Liste meldepflichtiger Ereignisse in deutschen kerntechnischen Anlagen INES Stufe 1 bis 3 Liste von Storfallen in europaischen kerntechnischen Anlagen INES Stufe 2 bis 3 Radioaktiver AbfallLiteraturGunter Kessler Sustainable and safe nuclear fission energy Technology and safety of fast and thermal nuclear reactors Springer 2012 ISBN 978 3 642 11989 7 J Hala J D Navratil Radioactivity Ionizing Radiation and Nuclear Energy Konvoj Brno 2003 ISBN 80 7302 053 X Leonhard Muller Handbuch der Energietechnik 2 Auflage Springer Berlin 2000 ISBN 3 540 67637 6 Adolf J Schwab Elektroenergiesysteme Erzeugung Transport Ubertragung und Verteilung elektrischer Energie Springer Berlin 2006 ISBN 3 540 29664 6 Weblinks Commons Kernkraftwerk Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wiktionary Kernkraftwerk Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen deutschlandfunk de Umwelt und Verbraucher 14 Juli 2017 Mycle Schneider im Gesprach mit Susanne Kuhlmann Entwicklung der Atomenergie weltweit Es ist China und der Rest der Welt Kernkraftwerke in Deutschland und vom BFS empfohlene Evakuierungsradien und Umfang der betroffenen Bevolkerung Modul des ZDF Informationen uber alle Kernkraftwerke weltweit Memento vom 12 Juli 2011 im Internet Archive von der Internationalen Atomenergieorganisation IAEO englisch Epidemiologische Studie zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken im Auftrag des BFS 2007 168 Bilder von Kernkraftwerken aus Deutschland und aus aller Welt reuters com Desaster in Japan World Nuclear Plants u A mit Korrelationen von AKW Standorten mit Erdbebenzonen weltweit 17 Juni 2011 NucleopediaEinzelnachweise a b PRIS Power Reactor Information System iaea org Abgerufen am 3 April 2020 IEV 393 18 44 Source ISO 921 834 a b Michael Weis Katrin van Bevern und Thomas Linnemann Essen Forschungsforderung Kernenergie 1956 bis 2010 Anschubfinanzierung oder Subvention In atw 56 Jg 2011 Heft 8 9 August September NFORUM Verlags und Verwaltungsgesellschaft mbH 2011 abgerufen am 9 Januar 2019 Der 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auf AKWs orf at 11 Oktober 2016 abgerufen 11 Oktober 2016 Stefan Krempl 36C3 Schwere Sicherheitslucken in Kraftwerken New Nuclear Generating Capacity Potential Credit Implications for U S Investor Owned Utilities 26B cost killed nuclear bid Nicola Kuhrt Energie Der erfundene Boom In Zeit Online 16 Januar 2008 abgerufen am 12 April 2017 Renaissance mit Hindernissen Welt am Sonntag 12 Juli 2009 Florian Hasse City Bank 9 November 2009 New Nuclear The Economics Say No aufgerufen 9 Dezember 2013 SPON 19 Oktober 2009 Energie Geheimplan London setzt auf strahlende Stromzukunft aufgerufen 19 Juni 2012 SZ 13 April 2012 Konkurrenz zu erneuerbaren Energien EU Staaten fordern Subventionen fur Atomkraft Suddeutsche Zeitung abgerufen am 19 April 2012 Frankfurter Rundschau 13 April 2012 EU soll Atomkraft fordern abgerufen am 19 April 2012 Kosten fur AKW in Finnland verdreifacht Das Milliardengrab In Taz 19 Dezember 2012 Abgerufen am 20 Marz 2013 Atomreaktor wird Milliardengrab EDF legt Hollande 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Karlich Reaktor Stade stillgelegt Abriss des 660 Megawatt Reaktors soll etwa 500 Millionen Euro kosten 1 2 Vorlage Toter Link www sueddeutsche de Seite nicht mehr abrufbar Suche in Webarchiven Info Der Link wurde automatisch als defekt markiert Bitte prufe den Link gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis ENBW Abbau von Atomkraftwerk Obrigheim kostet 500 Mio Euro VDI Nachrichten Kernreaktoren in Portionshappchen zerlegt Dossier Stilllegungsfonds BFE Schweiz Memento des Originals vom 11 Dezember 2012 im Internet Archive Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot www bfe admin ch Ausstieg in Handarbeit in der Handelszeitung am 31 Marz 2011 Schweizer Stilllegungsfonds rechnet mit langen Betriebszeiten Plan der Energie Konzerne Bund soll Abriss von Atom Meilern finanzieren In Spiegel Online 11 Mai 2014 Abgerufen am 11 Mai 2014 Energiekonzerne sollen Bad Bank fur Atomkraftwerke planen In Suddeutsche Zeitung 11 Mai 2014 Abgerufen am 11 Mai 2014 B Heuel Fabianek R Lennartz Die Prufung der Umweltvertraglichkeit von Vorhaben im Atomrecht In StrahlenschutzPRAXIS 3 2009 B Heuel Fabianek E Kummerle M Mollmann Coers R Lennartz The relevance of Article 37 of the Euratom Treaty for the dismantling of nuclear reactors In atw Heft 6 2008 Einleitung in Deutsch Memento vom 6 Februar 2009 im Internet Archive Vollstandiger Artikel in Englisch beim Forschungszentrum Julich PDF Memento vom 22 Juli 2012 im Internet Archive Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke Phase B Verlag TUV Rheinland 1990 ISBN 3 88585 809 6 S 7 Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke Phase B Verlag TUV Rheinland 1990 ISBN 3 88585 809 6 S 83 84 Archivierte Kopie Memento des Originals vom 24 April 2009 im Internet Archive Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann 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Webachiv IABot www kfue sh de bei kfue sh de Atomkraft Laufzeitverlangerung trotz Sicherheitsdefiziten im ARD Magazin kontraste 15 Juli 2010 Nuclear Energy Agency badische zeitung de Lokales Aargau 23 Februar 2012 bz Bald lauft das alteste AKW der Welt in der Schweiz 26 Februar 2012 Normdaten Sachbegriff GND 4030329 9 OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Kernkraftwerk amp oldid 210099945, wikipedia, wiki, deutsches, deutschland,

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