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Brennstoffkreislauf


Unter dem Begriff Brennstoffkreislauf (Brennstoffzyklus) werden in der Kerntechnik zusammenfassend alle Arbeitsschritte und Prozesse bezeichnet, die der Versorgung und Entsorgung radioaktiver Stoffe dienen. Atomkraftgegner kritisieren den Begriff Kreislauf, da er fälschlich einen geschlossenen Stoffkreislauf suggeriert. Richtig ist vielmehr, dass auch bei Einsatz von Wiederaufarbeitung stets radioaktive Abfälle entstehen. Daher verwendet man auch den Begriff Brennstoffkette als Alternative.[1]

Grundprinzipien

Der Betrieb von Kernkraftwerken erfordert eine Infrastruktur, die insbesondere die Versorgung mit Kernbrennstoff (siehe Brennelementefabrik) sowie die Lagerung der radioaktiven Abfälle umfasst.[2] Um eine Versorgung zu gewährleisten, muss unter anderem für den Abbau von Uranerzen, die Gewinnung des Urans aus den Erzen, die Anreicherung und die Herstellung von Brennelementen gesorgt werden. Die Abfallbehandlung umfasst den Abtransport abgebrannter Brennelemente aus Kernkraftwerken, ggf. die Abtrennung von wiederverwertbaren Spaltstoffen durch Wiederaufarbeitung, die Verpackung der radioaktiven Abfälle und deren Endlagerung.

So können folgende Verarbeitungsschritte zum Brennstoffzyklus eines Leichtwasserreaktors gerechnet werden:

Laut Atomgesetz sind Transporte abgebrannter Brennelemente aus deutschen Kernkraftwerken zu Wiederaufarbeitungsanlagen seit dem 1. Juli 2005 nicht mehr zulässig.[3] Seit diesem Zeitpunkt ist also als Entsorgungsweg für abgebrannte Brennelemente in Deutschland ausschließlich die direkte Endlagerung ohne Wiederaufarbeitung möglich. Dadurch sind die verbrauchte Uranmenge und die anfallende Abfallmenge größer, das Risiko von Wiederaufarbeitung und Transport jedoch reduziert.

Bei Schwerwasserreaktoren fällt der Schritt der Anreicherung aus, da diese mit natürlichem Uran betrieben werden können. Aus einer Wiederverarbeitung von Brennelementen, die in Brutreaktoren verwendet werden sollen, können die Abfallmengen deutlich reduziert werden, da eine größere Anzahl an Isotopen wiederverwendet werden kann.

Weitere Produkte

Als Abfallprodukt bei der Uran-Anreicherung entsteht abgereichertes Uran. Für die Herstellung von 1 kg Uran mit einem Anreicherungsgrad von 5 % werden 11,8 kg natürliches Uran benötigt. Somit fallen 10,8 kg abgereichertes Uran als schwachradioaktiver Abfall an (geringere Radioaktivität als beim Natururan). Auf Grund dieser Tatsachen ist die Herstellung von Uranmunition ein Alternative zu Wolframcarbidmunition.

Proliferation von Kernwaffen

Beim Betrieb von Kernkraftwerken mit Uran wird Plutonium erbrütet. Dieses kann für die Herstellung von Atombomben verwendet werden. Anders als beim Uran als spaltbarem Material kann für den Bau einer Bombe taugliches Plutonium mit rein chemischen Mitteln aus dem Abbrand eines Kernkraftwerks gewonnen werden. Dieser Prozess ist weniger aufwändig und kostengünstiger als die Anreicherung von Uran. Ein weiterer Vorteil von Plutonium ist die im Vergleich zu Uran geringere Kritische Masse aus Ausgangsmaterial für eine Kernspaltung. Der Betrieb von Kernkraftwerken erhöht auf diese Weise das Risiko der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Um dieses zu minimieren, wurden verschiedene internationale Verträge geschlossen. Der wichtigste dieser Verträge ist der Atomwaffensperrvertrag. Als weitere Maßnahmen werden Beschränkungen bei der Lieferung entsprechender Technologien in Krisenländer vorgenommen (siehe auch Irakisches Atomprogramm).

Siehe auch

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Atomausstieg-sofort: Uranabbau und Uranexport – ein „Kreislauf“ mit Nebenwirkungen (PDF; 950 kB) von Eric Tschöp, abgerufen am 16. Juni 2011.
  2. Jürgen Grunwald: Das Energierecht der Europäischen Gemeinschaften. 2003, ISBN 978-3-89949-078-7 (Seite 71 in der Google-Buchsuche).
  3. Bundesamt für Strahlenschutz: Transporte , (abgerufen am 5. Dezember 2012).

Kategorien: Kernbrennstofftechnik | Kernchemie | Nukleare Wiederaufarbeitung

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffkreislauf (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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