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Rückbau kerntechnischer Anlagen

©2006 Diplomarbeit 155 Seiten

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
Eine Euphoriewelle der Möglichkeiten zur atomaren Energiegewinnung überrannte vor 50 Jahren das Land. Forscher, Betreiber und Befürworter zelebrierten die neue Form der Energiegewinnung. Visionäre sahen bereits Fahrzeuge und Lokomotiven mit Kleinstreaktoren ausgerüstet, die fossilen Brennstoffe ablösen.
Im Laufe der Zeit, als die Risiken dieser Energieform weiter erforscht wurden, sank die Akzeptanz. Der Grad zwischen einer zivilen- und einer militärischen Nutzung wurde immer schmaler. Unglücke wie in Tschernobyl (1986) machten diese Visionen zu Nichte. Reaktorkerne zerbarsten, Strahlenwolken zogen um die Welt. Akzeptanzkrisen, Entsorgungsnöte, Kostenexplosionen und vor allem das Sicherheitsrisiko machten die Kernkraft zum Synonym für eine Hochrisikotechnologie im Sinne der Kritiker.
Kaum ein anderes Thema spaltete weltweit so sehr die Nationen, wie die Kernkraft. Als Folge dieses unüberwindbaren Ansehensverlustes und der mangelnden Akzeptanz, beschloss die 1998 amtierende Bundesregierung mit der Koalitionsvereinbarung den Atomausstieg. Der von der Bundesregierung angestrebte Ausstieg aus der Atomenergie wurde im Juni 2000 mit den Energieversorgungsunternehmen formuliert und im April 2002 wurde diese Novellierung im Atomgesetz rechtlich abgesichert. Nach dieser Koalitionsvereinbarung müssen in etwas mehr als zwanzig Jahren, nach und nach alle derzeit noch 17 kommerziellen betriebenen Kernkraftwerke mit einer Leistung von 225.000 MWe (31,7 % der Primärenergie 2003), ca. 40 Forschungs- und Kleinstreaktoren und andere Einrichtungen des Brennstoffkreislaufes, wie Kernbrennstoffver- und -entsorgungseinrichtungen stillgelegt und rückgebaut werden. Hieraus entsteht ein Gesamtkostenaufwand aller Anlagen im Brennstoffkreislauf von mindestens 53 Mrd. Euro. Eine so unpräzise Aussage erfordert eine konkrete Abschätzung des Aufwandes, um daraus eine Kostenoptimierung schon frühzeitig planen und realisieren zu können.
Regulär sollten kerntechnische Anlagen am Ende ihrer geplanten Betriebsdauer, die auf 40 bis 60 Volllastjahre ausgelegt wurde, rückgebaut werden. Durch den Atomkonsens wird den Kraftwerksbetreibern aber nur noch ein Leistungsbetrieb von „umgerechnet“ 32 Jahren zugestanden. Die Kraftwerke werden somit vor ihrer eigentlichen und geplanten Außerbetriebnahme und Abschreibungszeit abgeschaltet. In diesem Schritt nimmt Deutschland einen Spitzenplatz ein.
Ob dies nun als sinnvoll erachtet werden kann, ist bei steigendem […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis


ID 9397
Wilde, Felix: Rückbau kerntechnischer Anlagen
Druck Diplomica GmbH, Hamburg, 2006
Zugl.: Fachhochschule Stuttgart, Diplomarbeit, 2006
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Diplomica GmbH
http://www.diplom.de, Hamburg 2006
Printed in Germany



RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 3 -
Inhaltsverzeichnis
Erklärung...- 2 -
Inhaltsverzeichnis...- 3 -
Bild und Tabellen Verzeichnis:...- 6 -
Abkürzungsverzeichnis: ...- 10 -
1 Allgemeine Einführung...- 13 -
1.1 Problemstellung und Zielsetzung...- 13 -
1.2 Aufbau der Arbeit...- 14 -
2 Physikalische und Rechtliche Grundlagen ...- 16 -
2.1 Kernenergie...- 16 -
2.2 Der Begriff Materie ...- 16 -
2.3 Aufbau und Eigenschaften des Atoms ...- 17 -
2.3.1 Größendefinition...- 17 -
2.3.2 Radioaktivität und Halbwertszeit ...- 18 -
2.3.3 Aktivität oder Dosis ...- 19 -
2.3.4 Atomkerne spalten ...- 19 -
2.3.5 Vorraussetzungen für eine Kettenreaktion...- 20 -
2.4 Arten und Aufbau von Kernkraftwerken ...- 21 -
2.4.1 Funktionsweisen ...- 21 -
2.4.2 Siedewasserreaktor ...- 22 -
2.4.3 Druckwasserreaktor ...- 23 -
2.4.4 Schneller Brüter ...- 24 -
2.4.5 Kugelhaufen-/ Hochtemperaturreaktor...- 25 -
2.5 Risiken und Abhilfe ...- 26 -
2.5.1 Gefahren für Mensch und Umwelt ...- 26 -
2.5.2 Sicherheitstechnische Einrichtungen ...- 27 -
2.6 Die Veranlassung des Atomausstieges ...- 30 -
2.7 Geltende Gesetzesbestimmungen und Vorschriften...- 33 -
2.7.1 Die Hierarchie der Gesetztes ...- 33 -
2.7.2 Atomgesetz (AtG)...- 33 -
2.7.3 Strahlenschutzverordnung (StrlSchV)...- 34 -
2.7.4 Atomrechtliche Verfahrensverordnung (AtVfV) ...- 35 -
2.7.5 Untergesetzliche Ebene ...- 35 -

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 4 -
3 Nutzen und Kritik an der Kernenergie...- 36 -
3.1 Der Kernenergiemarkt...- 36 -
3.2 Bedeutung für die Energie- und Bauwirtschaft...- 36 -
3.3 Kerntechnische Anlagen weltweit ...- 38 -
3.4 Anzahl Kernkraftanlagen im EU- Ländervergleich ...- 40 -
3.5 Kerntechnische Anlagen in Deutschland ...- 41 -
3.6 Stilllegung und Stillgelegte Anlagen in Deutschland ...- 42 -
3.7 Stilllegungsprognose für die nächsten Jahre in der BRD...- 43 -
3.8 Stilllegungsprognose für die nächsten Jahre weltweit ...- 47 -
4 Phasen der Stilllegung ...- 51 -
4.1 Verfahren und Prozesse bei kerntechnischen. Anlagen ...- 51 -
4.2 Stilllegungskonzept am Beispiel des KKW Obrigheim ...- 53 -
4.3 Rückbauphasen und Prozesse ...- 54 -
4.4 Anlagenteile und deren Nutzung...- 55 -
4.5 Radiologischer Ausgangszustand für die Demontage ...- 56 -
4.6 Phasen der Stilllegung ...- 57 -
4.7 Abbauphasen...- 60 -
4.7.1 Erster Abbauschritt von 2007 bis 2010 ...- 60 -
4.7.2 Zweiter Abbauschritt von 2011 bis 2018 ...- 63 -
4.7.3 Dritter Abbauschritt von 2019 bis 2020 ...- 66 -
4.8 Störfallbetrachtung ...- 67 -
5 Technologien für den Rückbau ...- 70 -
5.1 Einsatzvoraussetzung der Verfahren ...- 70 -
5.2 Dekontaminationsverfahren zur Reduktion der Aktivität ...- 70 -
5.2.1 Strahlungsaufkommen ...- 70 -
5.2.2 Chemische Dekontaminationsverfahren ...- 71 -
5.2.3 Mechanische Dekontaminationsverfahren ...- 71 -
5.3 Zerlegeverfahren...- 72 -
5.3.1 Unterschiede bei den Zerlegeverfahren...- 72 -
5.3.2 Thermische Zerlegeverfahren ...- 72 -
5.3.3 Mechanische Zerlegeverfahren...- 77 -
5.4 Vergleich der Zerlegeverfahren...- 83 -
6 Abfallbehandlung...- 85 -
6.1 Entsorgung...- 85 -
6.2 Anfallende Massen...- 85 -
6.3 Klassifizierungen der Abfälle und Reststoffe...- 87 -
6.4 Konditionierung der Abfälle ...- 88 -

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 5 -
6.5 Freigabeverfahren der Reststoffe ...- 91 -
6.6 Qualitätssicherung beim Abfallverwertungsprozess ...- 93 -
6.7 Transporte innerhalb des Brennstoffkreislauf ...- 94 -
6.8 Zwischen- und Endlagerungsaussichten ...- 95 -
6.9 Verantwortlichkeiten...- 98 -
6.10 Genehmigungsverfahren...- 98 -
6.11 Endlagerstätten und deren Erkundung ...- 99 -
7 Kosten und Träger der Stilllegung ...- 105 -
7.1 Finanzierung der Maßnahmen ...- 105 -
7.2 Finanzierung des Bundes ...- 106 -
7.3 Finanzierungssystem der EVU...- 107 -
7.4 Endlagerungskosten ...- 110 -
8 Besonderheiten beim Projektmanagement ...- 111 -
8.1 Einführung in das Projektmanagement ...- 111 -
8.2 Kompetenzbereich und Problematik der Projektleitung ...- 112 -
8.3 Einführung in die Methoden und Anforderungen ...- 113 -
8.3.1 Prozesse ...- 113 -
8.3.2 Zieldefinition...- 114 -
8.3.3 Rückbauplanung/ Prozessplanung ...- 114 -
8.3.4 Genehmigungsverfahren...- 117 -
8.3.5 Ausschreibung und Vergabe...- 119 -
8.4 Methoden des Projektmanagements ...- 120 -
8.4.1 Einführung in Projektmanagementmethoden...- 120 -
8.4.2 Projektorganisation ...- 121 -
8.4.3 Terminmanagement ...- 123 -
8.4.4 Kostenmanagement ...- 126 -
8.4.5 Berichts- und Kommunikationswesen ...- 129 -
8.4.6 Jour Fix/ Meetings...- 131 -
9 Zusammenfassung ...- 133 -
Literaturverzeichnis...- 135 -
Anhang A Atomgesetz...- 141 -
Anhang B Strahlenschutzverordnung...- 144 -
Anhang C Kreislaufwirtschaft und Abfallgesetz...- 150 -

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 6 -
Bild und Tabellen Verzeichnis:
Abb. 2.1
Atommodell nach dem dänischen Physiker Nils Bohr 1913.
WAS IST WAS Band 3... .......................................-13-
Abb. 2.2
Kernspaltung und dessen Bestandteile.
Quelle E.ON/ Kernkraft GmbH...-20-
Abb. 2.3
Kettenreaktion einer Kernspaltung. Quelle E.ON/ Kernkraft GmbH. -20-
Abb. 2.4
Siedewasserreaktor mit Maschinenhaus.
Quelle WAS IST WAS Band 3...-22-
Abb. 2.5
Druckwasserreaktor mit gesondertem Maschinenhaus.
Quelle WAS IST WAS Band 3...-23-
Abb. 2.6
Schneller Brüter mit Natriumwärmetauscher.
Quelle WAS IST WAS Band 3...-24-
Abb. 2.7
Kugelhaufenreaktor mit gesondertem Maschinenhaus.
Quelle, WAS IST WAS Band 3...-25-
Abb. 2.8
Strahlungsaufnahme des Menschen. Quelle Lehrstuhl für Reaktor-
Sicherheit und ­technik an der RWTH Aachen...-27-
Abb. 2.9
Prinzipdarstellungen der Sicherheitsbarrieren in AKW`s.
Quelle Zukunftswerkstatt Jena...-29-
Abb. 2.10
Gesetze und Vorschriften im kerntechnischen Bereich,
Quelle BMBF...-33-
Abb. 3.1
Stromversorgung in Deutschland 2003/ 2005.
Quelle: Arbeitskreis Abfallmanagement des VGB PowerTech e.V.
und Arbeitsgemeinschaft Energiebilanz...-37-
Tab. 3.2
Kernrechnische Anlagen Weltweit. Quelle BMU...-39-
Abb. 3.3
Kernkraftwerke in Europa Stand 2003. Quelle:
http://www.wien.gv.at/wua/atom/images/europa.jpg...
...
-40-
Abb. 3.4
Leistungsreaktoren in Deutschland und deren Stromerzeugung.
Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz...-41-
Tab. 3.5
Stillgelegte Anlagen in Deutschland. Quelle BMU...-43-
Abb. 3.6
Geplante Reststrommengen und Regellaufzeiten.
Quelle BMU November 2002...-44-
Abb.3.7
Die Kühltürme des abgeschalteten Italienischen AKW Trino
Vercellese. Quelle: www.bund-gegen-atomkraft.de...-49-
Abb. 4.1
Stilllegungsvarianten. Quelle E.ON/ Kernkraft GmbH...-51-
Abb. 4.2
Schematischer Schnitt durch das Kernkraftwerk Obrigheim.
Quelle Magazin von EnBW zum KWO...-55-

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 7 -
Abb. 4.3; 4.4
Geöffnete und geschlossene Personenschleuse im
Kernkraftwerk Obrigheim...-55-
Abb. 4.5
Unterwasserbeladung eines Castor®- Behälters mit
Brennstäben. Quelle VGB PowerTech e.V...-58-
Abb. 4.6
Zu entfernende Anlagenteile im Überwachungsbereich.
Quelle
Magazin von EnBW zum KWO...-61-
Abb. 4.7
Zu entfernende, leicht kontaminierte, Anlagenteile.
Quelle
Magazin von EnBW zum KWO...-63-
Abb. 4.8
Zu entfernende, nicht aktivierte, Komponenten.
Quelle
Magazin von EnBW zum KWO...-64-
Abb. 4.9
Zu entfernende, aktivierte, Anlagenteile.
Quelle Magazin von EnBW zum KWO...-65-
Abb. 4.10
Aufgeschnittener Reaktordruckbehälter.
Quelle Kernkraftwerk Neckarwestheim...-66-
Abb. 4.11 Reaktordruckbehälter.
Quelle: Webservice der Stadt Wien zum Kernkraftwerk Temelin...-66-
Abb. 4.12
Abbau der restlichen Anlagenteile.
Quelle: Magazin von EnBW zum KWO...-66-
Abb. 4.13
Entkerntes Kernkraftwerk Quelle: Magazin von EnBW zum KWO...-67-
Abb. 4.14
Simulation eines, Flugzeugabsturzes auf ein Reaktorgebäude.
Quelle:01.12.05 www.dynardo.de/website.php?id=
/index/projekte/ flug-zeug.htm...-69-
Abb. 5.1
Senk- u. Drahterodierungen.
Quelle: Technische Universität Dresden...-73-
Abb. 5.2
Autogenes Brennschneiden. Quelle: www.tecnologix.net...-74-
Abb. 5.3 Wasserstrahlgestützten
Laserstrahlschneiden.
Quelle: Institut für Lasertechnik Ostfriesland...-76-
Abb. 5.4
Arbeiten an Anlagenteilen im Stillgelegten
Kontrollbereich des KWO...-77-
Abb. 5.5
Zerlegen von armiertem Beton.
Quelle: http://www.hafemeister-ing-bau.de...-77-
Abb. 5.6
Freimessen einzelner Betonsegmente.
Quelle: http://hikwww4.fzk.de/hdb/Bilder/GFreimessen.jpg...-77-
Abb. 5.7
Diamant Seilsäge. Quelle: Joerg- Bausanierung...-78-
Abb. 5.8
Diamant Seilsäge. Quelle: IDR-online...-78-
Abb. 5.9
Trennschneiden unter Wasser.
Quelle: Tauscharbeiten, Professional Diving Service...-79-

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 8 -
Abb. 5.10 Systemskizze
Wasserabrasivstrahlschneiden.
Quelle: Sigla GmbH, Schweiz...-80-
Abb. 5.11
Kernbohrvorrichtung. Quelle: Kernbohrgerät KB-150 der
Firma Gölz Hellenthal...-81-
Abb. 5.12
Anbringen von Sprengladungen.
Quelle: www.ghs-beverungen.de/kkw-rueckbau...-82-
Abb. 6.1
Verteilung der Massen (Angaben in Mg).
Quelle: VGB PowerTech e.V...-86-
Abb. 6.2
Aufteilung der anfallenden Massen.
Quelle: Universität Kassel, Fachbereich öffentliches Recht...-88-
Abb. 6.3
Behandlungswege für feste und flüssige radioaktive Abfälle.
Quelle: VGB PowerTech e.V. ...-88-
Abb. 6.4
Hochdruckverpressung fester radioaktiver Abfälle.
Quelle: VGB PowerTech e.V. ...-89-
Abb. 6.5
Verpresstes Abfallfass. Quelle: E.ON/ Kernkraft GmbH...-90-
Abb. 6.6
Volumenminimierung durch Abfallbehandlung.
Quelle: VGB PowerTech e.V...-91-
Tab. 6.7
Freigabewerte gemäß der SSK- Empfehlung von 1998...-92-
Abb. 6.8
Freimessen eines 200 Liter Abfallfasses.
Quelle: VGB PowerTech e.V. ...-92-
Abb. 6.9
Behandlung radioaktiver Abfälle anhand eines Ablaufplanes.
Quelle: VGB PowerTech e.V. ...-94-
Tab. 6.10
Kennwerte zur Zwischen- und Endlagerung. Quelle: Info-
mappe Atomtransporte und Ausstieg. Bundesumweltministerium...-96-
Abb. 6.11
Schnitt durch ein Trockenlager
,
Quelle: Bauunternehmen E. Heitkamp
...-97-
Abb. 6.12
Abklingbecken. Quelle: Bund der Energieverbraucher...-97-
Abb. 6.13
Zuständigkeiten für die Entsorgung radioaktiver Abfälle.
Quelle: VGB PowerTech e.V. ...-98-
Abb. 6.14
Struktur eines Endlagers. Quelle: VGB PowerTech e.V...-101-
Abb. 6.15
Geplante Endlagerstätte in Gorleben. Quelle VGB PowerTech e.V..-102-
Abb. 6.16
Abladen von Transportfässern im Zwischenlager Morsleben.
Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz...-104-

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 9 -
Tab. 7.1
Versch. Studien zur Ermittlung der Entsorgungskosten
von 1984-1995, Quelle Nuclear Energie Agency (NEA),
Energiewirtschaftliches Institut (EWI) Organisation for economic
co-operration and development (OECD)...-106-
Tab. 7.2
Fix- Kosten für End- bzw. Zwischenlagerung.
Quelle: Hensing 1996...-110-
Abb. 8.1
Konkurrierende Ziele im PM. Quelle: Prof. Dr.-Ing. Friedrich
Hensler, WS 04/05, Projektmanagement, FHT Stuttgart, FB/B...-111-
Abb. 8.2
Das atomrechtliche Genehmigungsverfahren.
Quelle: E.ON/ Kernkraft GmbH...-118-
Abb. 8.3 Verantwortlichkeitsmatrix/
Matrixprojektorganisation.
Quelle: www.wikipedia.de...-120-
Abb. 8.4 Darstellung
einer
Aufbauorganisation.
Quelle: E.ON/ Kernkraft GmbH...-122-
Abb. 8.5
Ziehen des Läufers aus dem Stator.
Quelle: www.ghs-beverungen.de/kkw-rueckbau.htm...-127-
Abb. 8.6
Zerlegung der Kupferabwicklung.
Quelle: www.ghs-beverungen.de/kkw-rueckbau.htm...-127-
Abb. 8.7
Abschirmung von Asbeststäuben.
Quelle: www.ghs-beverungen.de/kkw-rueckbau/kuehltuerme.htm...-128-
Abb. 8.8
Abbruch Kühltürme des KKW Würgassen.
Quelle: http://www.wuergassen.de...-128-

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 10 -
Abkürzungsverzeichnis:
A
Abb. Abbildung
a.D. außer
Dienst
AHO.
Ausschuss der Ing. Verbände u. -Kammern für die Honorarordnung e.V.
AKEND. Arbeitskreis
Auswahlverfahren
Endlagerstandorte
AKR.
Ausbildungskernreaktor am Institut für Energietechnik in Dresden
ALARA.
As low as reasonably achievable
AtG. Atomgesetz
AVK.
Abfallflussverfolgungs-
und
Produktkontrollsystem
AVR.
Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH
B
BER. Forschungsreaktor
Berlin
BfS.
Bundesamt für Strahlenschutz
BMF.
Bundesministerium für Finanzen
BMBF.
Bundesministerium für Bildung und Forschung
BMU.
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
BMWi.
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
Bq.
Becquerel, (Maßeinheit für den Zerfall von Atomkernen)
C
Castor®
Cask for storage and transport of radioactive materials. Behälter für den
Transport und die Lagerung radioaktiver Stoffe.
Ci.
Curie, (alte Maßeinheit für den Zerfall von Atomkernen)
D
DIN.
Deutsches Institut für Normung
E
EnBW.
Energie Baden- Württemberg, Energieversorgungsunternehmen
E.On
Fusion von Veba und Viag (2000), Energieversorgungsunternehmen
EPR.
Europäischer Druckwasserreaktor deutsch.- französische Entwicklung
ERAM.
Endlager für radioaktive Abfälle in Morsleben
EVU. Energieversorgungsunternehmen
F
ff. fort
folgende
FR 2.
Forschungsreaktor im Forschungszentrum Karlsruhe
FRF. Forschungsreaktor
Frankfurt
FRG. Forschungsreaktor
Geesthacht

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 11 -
FRJ. Forschungsreaktor
Jülich
FRM. Forschungsreaktor
München
FRN. Forschungsreaktor
Neuherberg
G
GefStoffV. Gefahrstoffverordnung
GFE. Großforschungseinrichtung
GGVS. Gefahrgutverordnung
Straße
GGVE. Gefahrgutverordnung
Eisenbahn
GKN. Gemeinschaftskernkraftwerk
Neckar
GPM.
Gesellschaft für Projektmanagement
GRW.
Grundsätze und Richtlinien für Wettbewerbe
GUS.
Gemeinschaft unabhängiger Staaten Teile der ehemaligen Sowjetunion
H
HAWC.
High active waste concentrate, hochradioaktiver flüssiger Abfall
HDR.
Heißdampfreaktor Großwelzheim (bei Kahl), vollständig beseitigt
HKG.
Hochtemperatur- Kernkraftwerk GmbH
HTR. Hochtemperaturreaktor
I
IAEO/ IAEA. International Atomic Energie Agency/Internationale Atomenergie Organi-
sation
IPMA.
International Project Management Association
K
k.A. keine
Angabe
Kap. Kapitel
KBG.
Kernkraftwerks- Betriebsgesellschaft mbH
KBR. Kernkraftwerk
Brokdorf
KGR Kernkraftwerk
Greifswald
KKW Kernkraftwerk
KKN Kernkraftwerk
Niederaichbach
KRB.
Kernkraftwerk Grundremmingen
KTA. Kerntechnischer
Ausschuss
KWO Kernkraftwerk
Obrigheim
KWW. Kernkraftwerk
Würgassen
L
LWR. Leichtwasserreaktor

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 12 -
M
MWe.
Elektrische Leistung in Megawatt
Mg.
Mega-Gramm entspricht einer Tonne
MZFR.
Mehrzweckforschungsreaktor im Forschungszentrum Karlsruhe.
P
PM. Projekt
Management
PMBOK.
Project Management Body of Knowledge
PMI.
Project Management Institute
Q
Q.M.
Qualtitätsmanagement
R
RSK. Reaktorsicherheitskommission
RWE.
Rhein Weser Energie, Energieversorgungsunternehmen
S
SE. Sicherer
Einschluss
SiGeKo. Sicherheits-
und
Gesundheitsschutzkoordinator
SNR.
Schneller Natriumgekühlter Reaktor
SSK. Strahlenschutzkommission
Sv.
Sievert, (effektive Dosis resultiert aus verschiedenen Äquivalentdosen)
SWR. Siedewasserreaktor
T
TBH. Transportbereitstellungshalle
THTR.
Thorium- Hochtemperatur- Reaktor Prototyp- Kernkraftwerk, betrieben
von Hochtemperatur- Kernkraftwerk GmbH
TWh.
Terrawattstunde = 1 Mrd. Killowattstunden
U
UNS.
Unabhängiges Nachkühl System
UVV. Unfallverhütungsvorschrift
V
VAK.
Versuchsatomkraftwerk Kahl
VOB.
Verdingungsordnung für Bauleistungen
VOF.
Verdingungsordnung für freiberufliche Leistungen
VOL.
Verdingungsordnung für Leistungen
Vs.
Versus (eng. für gegen)
W
WAK. Wiederaufbereitungsanlage
Karlsruhe

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 13 -
1 Allgemeine Einführung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung
Eine Euphoriewelle der Möglichkeiten zur atomaren Energiegewinnung überrannte vor
50 Jahren das Land. Forscher, Betreiber und Befürworter zelebrierten die neue Form
der Energiegewinnung. Visionäre sahen bereits Fahrzeuge und Lokomotiven mit
Kleinstreaktoren ausgerüstet, die fossilen Brennstoffe ablösen.
Im Laufe der Zeit, als die Risiken dieser Energieform weiter erforscht wurden, sank die
Akzeptanz. Der Grad zwischen einer zivilen- und einer militärischen Nutzung wurde
immer schmaler. Unglücke wie in Tschernobyl (1986) machten diese Visionen zu
Nichte. Reaktorkerne zerbarsten, Strahlenwolken zogen um die Welt. Akzeptanzkrisen,
Entsorgungsnöte, Kostenexplosionen und vor allem das Sicherheitsrisiko machten die
Kernkraft zum Synonym für eine Hochrisikotechnologie im Sinne der Kritiker.
Kaum ein anderes Thema spaltete weltweit so sehr die Nationen, wie die Kernkraft. Als
Folge dieses unüberwindbaren Ansehensverlustes und der mangelnden Akzeptanz,
beschloss die 1998 amtierende Bundesregierung mit der Koalitionsvereinbarung den
Atomausstieg. Der von der Bundesregierung angestrebte Ausstieg aus der Atom-
energie wurde im Juni 2000 mit den Energieversorgungsunternehmen formuliert und
im April 2002 wurde diese Novellierung im Atomgesetz rechtlich abgesichert. Nach
dieser Koalitionsvereinbarung müssen in etwas mehr als zwanzig Jahren, nach und
nach alle derzeit noch 17 kommerziellen betriebenen Kernkraftwerke mit einer Leistung
von 225.000 MWe (31,7 % der Primärenergie 2003), ca. 40 Forschungs- und Kleinst-
reaktoren und andere Einrichtungen des Brennstoffkreislaufes, wie Kernbrennstoffver-
und -entsorgungseinrichtungen stillgelegt und rückgebaut werden. Hieraus entsteht ein
Gesamtkostenaufwand aller Anlagen im Brennstoffkreislauf von mindestens
53 Mrd. Euro. Eine so unpräzise Aussage erfordert eine konkrete Abschätzung des
Aufwandes, um daraus eine Kostenoptimierung schon frühzeitig planen und realisieren
zu können. Regulär sollten kerntechnische Anlagen am Ende ihrer geplanten
Betriebsdauer, die auf 40 bis 60 Volllastjahre ausgelegt wurde, rückgebaut werden.
Durch den Atomkonsens wird den Kraftwerksbetreibern aber nur noch ein
Leistungsbetrieb von ,,umgerechnet" 32 Jahren zugestanden. Die Kraftwerke werden
somit vor ihrer eigentlichen und geplanten Außerbetriebnahme und Abschreibungszeit
abgeschaltet. In diesem Schritt nimmt Deutschland einen Spitzenplatz ein. Ob dies nun
als sinnvoll erachtet werden kann, ist bei steigendem Energiebedarf nicht das Thema

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 14 -
der Diplomarbeit. Der Rückbau zu konventionellen Kraftwerken unterscheidet sich
wesentlich, da die primäre Aufgabe der Gefährdungsminimierung und ­verhinderung,
durch radioaktive Stoffe, dient. Der Sicherheits- und Strahlenschutz für Mensch und
Umwelt muss gewährleistet werden. Daher unterliegt die Stilllegung einem streng
behördlichen Genehmigungsverfahren unter Beteiligung der Öffentlichkeit. Im recht-
lichen Sinne bedeutet Stilllegung, nach § 7III Atomgesetz (AtG), die dauernde und
endgültige Betriebseinstellung einer kerntechnischen Anlage und die Entsorgung der
Brennelemente. Der Rückbau beschreibt die Beseitigung der Anlage, mit allen
kontaminierten Einheiten, bis hin zu einer vollständigen Renaturierung des Standortes.
Diese Arbeit gibt einen kurzen Einblick darüber, wie sich der Atomausstieg aus Sicht
der Wirtschaft und Politik in der Bundesrepublik auswirkt. Dazu werden andere Länder
zum Vergleich herangezogen, deren Energieversorgung ebenfalls auf Kernkraft
basiert. Das eigentliche Augenmerk gilt den Technologien des Rückbaus und den
damit verbundenen Verfahren und Gefahren. Beschrieben werden Schritte beim Still-
legungskonzept noch vor der Abschaltung, bis hin zur noch ungewissen zentralen
Zwischen- und Endlagerung. Hierbei müssen zahlreiche Gesetzesbestimmungen und
Vorschriften nicht nur bezüglich des Strahlenschutzes beachtet werden.
1.2 Aufbau der Arbeit
In Kapitel 2 werden physikalische und rechtliche Grundlagen die für die Stilllegung und
den Rückbau relevant sind erläutert. Die einzelnen Arten der Kernkraftwerke sind
genauso Gegenstand dieses Kapitels, wie der Ablauf einer Kernspaltung und den
daraus resultierenden Gefahren für Mensch und Umwelt. Um diese Gefahren zu
minimieren sind die Kontrollbereiche mit ganz bestimmten Sicherheitseinrichtungen
versehen. Darauf aufbauend widmet sich das Kapitel 3, beginnend mit dem Energie-
markt und den damit verbundenen Leistungsreaktoren. Anhand von Tabellen, wird
ersichtlich welche Reaktoren zurzeit in der Bundesrepublik noch in Betrieb sind und
wann diese abgeschaltet werden sollen. Ein genereller Atomausstieg wird nicht von
allen Ländern verfolgt, wie deren Meinung über die deutsche Entscheidung ausfällt, ist
auch Bestandteil von Kapitel 3. Im Anschluss werden im vierten Kapitel die einzelnen
Phasen und Herausforderungen beschrieben, die ein Kernkraftwerk durchschreiten
muss. Es beginnt beim Stilllegungskonzept der einzelnen Anlagen und endet bei der
Renaturierung der Standorte. Um kerntechnische Anlagen aus der atomrechtlichen
Überwachung zu entlassen, gibt es einige sehr komplexe Zusammenhänge, die zu
lösen sind. Kapitel 5 gibt einen Überblick über die aktuellen Technologien, die zurzeit
auf dem Markt verfügbar sind und wie sie am effektivsten eingesetzt werden können.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 15 -
Eine Dekontamination ist genauso erforderlich, wie eine Zerlegung der einzelnen
Anlagenteile in ihre Komponenten. Anschließend setzt sich Kapitel 6 intensiv mit der
Entsorgung der anfallenden Massen auseinander. Dekontaminierte Massen müssen
möglichst gering gehalten werden, um das Abfallaufkommen zu reduzieren. Die
aktivierten und zerlegten Teile durchlaufen mehrere Maßnahmen über Konditionierung
zur Freigabemessung, bevor sie aus der atomrechtlichen Überwachung entlassen
werden, oder einer ,,Endlagerung" zugeführt werden können. Kapitel 7 beschreibt die
anfallenden Kosten. Energieversorgungsunternehmen gehen bei der Deckung der
finanziellen Aufwendungen anders vor als der Bund.
Schließlich folgt die Betrachtung der Stilllegungsarbeiten aus Sicht des Projekt-
managements. Welche neuen Aufgaben bringen die einzelnen Planungsschritte und
worin liegt Handlungsbedarf um den vorgegebenen Kosten- und Zeitrahmen einzu-
halten? Kapitel 8 beschreibt sowohl Schwierigkeiten bei der Vergabe als auch Be
sonderheiten bei den Genehmigungsverfahren. Einem Projektmanager stehen für die
Bewältigung dieser Aufgaben verschiedene Methoden zur Verfügung, wie er diese
effektiv und optimierend einsetzten kann, ist Gegenstand dieses Kapitels.
Die anschließende Schlussbetrachtung fasst die Ergebnisse zusammen und gibt einen
Ausblick auf die zukünftige Bedeutung dieses zeit- und kostenintensiven Marktes.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 16 -
2 Physikalische und Rechtliche Grundlagen
2.1 Kernenergie
Kernenergie ist zum einen eine Form von Primärenergie, die durch eine Kernreaktion,
insbesondere bei einer Kernspaltung oder Kernfusion entsteht. Kernenergie wird auch
mit Atomenergie, Atomkraft oder Kernkraft bezeichnet. Zum anderen werden mit
diesem Begriff auch Technologie und Industrie beschrieben, die den Zweck zur
großtechnischen Erzeugung von Sekundärenergie, wie elektrischer Strom, verfolgt.
Während sich Kernfusionsreaktoren erst im Forschungsstadium befinden, wird seit den
1950er Jahren, hauptsächlich mittels des Energieträgers Uran, in Kernreaktoren
Energie im großen Maßstab erzeugt.
Dieses Kapitel soll für die Thematik der Kernspaltung, deren Zweckmäßigkeit sowie
den daraus resultierenden Gefahren sensibilisieren. Denn diese wertvolle Form der
Energiegewinnung birgt auch Nachteile für Mensch und Umwelt in sich.
2.2 Der Begriff Materie
Jedes Objekt und jeder Gegenstand besitzt eine Masse, diese definiert sich durch ihr
Gewicht und noch viel wichtiger durch ihre Trägheit. Trägheit erklärt man allgemein als
Widerstand, den man überwinden muss, wenn man eine Masse bremsen oder be-
schleunigen will. Folglich hat jedes Objekt oder Gegenstand welcher Masse besitzt,
auch eine Materie. Früher glaubte man, Masse könne weder erzeugt noch vernichtet
werden. Verbrennt man z.B. ein Stück Kohle, so wiegen im Rahmen der Mess-
genauigkeit die Verbrennungsprodukte genauso viel wie das Ausgangsmaterial,
inklusive dem zur Verbrennung benötigten Sauerstoff.
Kohle ist ein Energieträger, der eine Masse aufweist. Aber es gibt auch masselose
Energieträger wie z.B. Lichtwellen. Bis zu Begin dieses Jahrhunderts nahm man an,
Energie und Masse seien grundverschiedene Dinge, die man nie ineinander um-
wandeln könne. Doch einer der größten Physiker und Denker aller Zeiten, Albert
Einstein, widerlegte mit seiner Relativitätstheorie diese Annahme. Er bewies, dass die
Materie nur eine von vielen denkbaren Energieformen ist. Seine bekannteste Formel
aus der Relativitätstheorie E = mc² sagt aus, dass unter bestimmten Bedingungen eine
Masse, m, in einen gewaltigen Energiebeitrag, E, verwandelt werden kann. Das c, das
im Quadrat eingeht, steht in seiner Formel für die Geschwindigkeit. In Kernreaktoren
gelingt es, einen kleinen Teil der Masse des Brennstoffes in Wärmeenergie umzu-

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 17 -
wandeln. Aus einem Kilogramm der Uransorte U- 235 kann man nach dieser Formel
einen Energiebeitrag gewinnen, zu dessen Erzeugung 2.790 t Kohle nötig wären.
Somit gewinnt man aus einem Kilogramm des Urans-235 eine Energiemenge von
23 Mio. kWh. Die Energiemenge von einem Kilogramm Uran- 235, reichte aus, die
Stadt Hiroschima
1
am 06. August 1945 in Schutt und Asche zu legen.
2.3 Aufbau und Eigenschaften des Atoms
2.3.1 Größendefinition
Im Jahre 1803, entdeckte der englische Lehrer John Dalton
2
, dass es Stoffe gibt, die
nur aus einer Atomsorte bestehen. Diese nannte er chemische Elemente, hierzu
gehören Gold, Eisen und Sauerstoff. Anhand der Literatur lässt sich dies am besten
mittels der Definition des
Atombegriffs erklären:
,,Ein Atom ist der kleinste Baustein eines chemischen Grundstoffes oder Elements, der
ohne Verlust der typischen Eigenschaften dieses Elements nicht mehr geteilt werden
kann."
Atome haben eine sehr unterschiedliche Masse, am leichtesten ist das Wasserstoff-
atom, Eisenatome hingegen sind bedeutend schwerer. Uranatome sind indessen um
ein vielfaches schwerer als Eisenatome. An den Dingen unseres täglichen Lebens
gemessen sind Atome winzig. Ein Wassertropfen besteht aus 6
21
Atomen.
Der Atomkern ist verglichen zum ganzen Atom noch viel kleiner, er füllt nur
1/1.000.000.000.000 (ein Billionstel) des Raumes aus, der dem ganzen Atom zusteht.
Obwohl der Kern nur ein Billionstel des Atoms einnimmt, besitzt er fast die ganze
Masse des Atoms. Die Materie im Atomkern ist außerordentlich stark konzentriert.
Abb. 2.1 Atommodell nach dem dänischen Physiker Nils Bohr
3
1913
1
Hiroshima: Hafenstadt im Südwesten der Hauptinsel Honshu.
2
John Dalton: geb. 6 September 1766 Eaglesfield, gest. 27 Juli 1844 Manchester, ,,Daltonsches Gesetz".
3
Nils Henrik David Bohr: Dänischer Physiker, geb. 7.10.1885 in Kopenhagen, gest. 18.11.1962

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 18 -
Bekanntlich stoßen sich zwei positiv oder zwei negativ geladene Ladungen gegen-
seitig ab, während sich zwei verschieden geladene Ladungen anziehen. Das ist auch
der Grund warum der positiv geladene Atomkern, das negativ geladene Elektron in
seiner Umlaufbahn festhält. Warum aber zerfällt ein Atomkern nicht direkt, da er doch
aus 6 positiv geladenen Protonen besteht?
Zwischen den Kernbausteinen wirkt eine viel größere Kraft, dies ist die so genannte
Kernkraft. Diese Anziehungskraft kommt aber nur zum Tragen, wenn der Abstand der
Nukleonen im Kern sehr gering ist.
2.3.2 Radioaktivität und Halbwertszeit
Nicht alle Atomkerne sind so stabil wie der Kohlenstoffkern, sie zerfallen plötzlich und
schleudern dabei mit großer Wucht kleine Teilchen aus. Hierdurch verformen und
verwandeln sie sich. Diese Erscheinung wird als Radioaktivität bezeichnet. Die Radio-
aktivität wurde vom französischen Physiker Antoine-Henri Becquerel
4
1896 entdeckt
und vom Ehepaar Pierre
5
und Marie
6
Curie genauer untersucht. Der gesamte Zerfall
eines Atomkernes, kann nicht vorhergesagt werden. Dies kann in einer Sekunde statt-
finden, oder aber auch erst in 10.000 Jahren.
Eines allerdings kann genau bestimmt werden, wie lange es dauert, bis genau die
Hälfte der Kerne zerfallen ist. Hierbei wird von der Halbwertszeit gesprochen.
Ein Radiumkern hat z. B. eine Halbwertszeit von 1.620 Jahren. Bei einem Stück Uran-
238 dauert es sogar 4,5 Mrd. Jahre, bis die Hälfte der Kerne zerfallen ist. Darin liegen
unter anderem auch die Probleme und Herausforderungen der Endlagerung.
Eine Halbwertszeit ½ = ½
Zwei Halbwertszeiten 2x ½ = ¼
Zehn Halbwertszeiten 10x ½ =1/1024
Somit zerfällt ein Kern nie zu 100 %, er nähert sich nur dem kompletten Zerfall an.
4
Antoine-Henri Becquerel: geb. 15.Dezember 1852 in Paris, gest. 25.August 1908, Nobelpreis 1903 für
Physik.
5
Pierre Curie: geb. 15.Mai 1859 gest. 19. April 1906 frz. Physiker Nobelpreis 1903 für Physik.
6
Marie Curie: geb. 07.November 1867 gest. 04.Juli 1934, Nobelpreis 1903 für Physik und 1911 für
Chemie.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 19 -
2.3.3 Aktivität oder Dosis
Unter Aktivität eines radioaktiven Stoffes versteht man diejenige Anzahl von Atom-
kernen, die pro Sekunde zerfallen. Die Einheit dieser Aktivität ist das Becquerel (Bq).
Zerfallen bei einer bestimmten Substanz zum Beispiel 403 Kerne in der Sekunde, so
hat sie eine Aktivität von 403 Bq. In älteren Büchern wird der Zerfall noch in Curie (Ci)
ausgedrückt (1 Ci = 3,7
10
Bq).
Bei jedem Zerfall, tritt eine ausgesendete Strahlung auf, welche bei ihrer Absorption
eine bestimmte Wirkung hervorruft. Deren Maß wird als Dosis bezeichnet. Für den
Strahlenschutz ist die Äquivalentdosis von Bedeutung. Da verschiedene Lebewesen
biologisch unterschiedlich auf die verschiedensten Strahlenarten reagieren, benötigt
man um diese zu messen, eine Äquivalentdosis. Hieraus ergibt sich die effektive Dosis,
die Maßeinheit ist das Sievert
7
(Sv).
Die natürliche Einwirkung auf den Menschen in Deutschland liegt im Bereich von 1 bis
6 mSv / Jahr.
2.3.4 Atomkerne spalten
In Berlin machten die beiden Chemiker Otto Hahn
8
und Fritz Strassmann
9
eine weitere
aufregende Entdeckung.
Sie beschossen 1938 Uranatomkerne mit Neutronen und
stellten dabei fest, dass einige dieser Urankerne sich in zwei etwa gleichgroße Teile
spalten ließen. Somit war die kontrollierte Entdeckung der Kernspaltung zu einem
großen Teil erforscht. Kerne zerfielen nicht mehr von alleine, sondern sie wurden durch
Neutronen bewusst beschossen und gespalten. Die einzige Schwierigkeit die gelöst
werden musste, war die Geschwindigkeit des Neutrons. Die Forscher bemerkten bald,
dass ein ,,langsam" (ca. 2,2 km/sec) näherndes Neutron sich länger im Bereich des
Kernes aufhält und die Wahrscheinlichkeit somit höher ist, diesen Kern zu spalten.
Im natürlich vorkommenden Uran sind die drei Isotope U- 234, U- 235 und U- 238
enthalten. Von 1.000 Uranatomen besitzen 99,3 % U- 238 Kerne, 0,7 % gehören der
Sorte U- 235 an. Der Gehalt an U- 234 ist so gering, dass er keine Berücksichtigung
findet. Langsame Neutronen spalten nur die U- 235 Kerne. Dabei entsteht zunächst ein
Zwischenkern U- 236. Dieser ist jedoch nicht stabil genug und zerplatzt in mehrere
7
Rolf Sievert: Mediziner und Physiker
8
Otto Hahn: geb. 08.März 1879 Frankfurt/Main, ges: 28.Juli 1968 in Göttingen Nobelpreis 1944 für
Chemie
9
Fritz Strassmann: geb. 22.Februar 1902, ges. 22.April.1980, Dt. Chemiker

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 20 -
Bruchstücke, z.B. in einen Barium-144-Kern, einen Krypton-90-Kern und zwei neue
Neutronen. (Vergl. Abb. 2.2) Das ist der sehr vereinfachte Ablauf einer sagenhaften
Entdeckung, die mit Atombomben und Kernreaktoren die Welt verändert hat:
Abb. 2.2 Kernspaltung und
dessen Bestandteile
Abb. 2.3 Kettenreaktion einer Kernspaltung
Die bei der Spaltung entstehenden Bruchstücke, haben weniger Masse als der be-
schossene Kern und das Geschoss zusammen. Durch die Spaltung mit Hilfe eines
Neutrons, entstehen zwei weitere Neutronen die weitere Kerne spalten. Somit entsteht
eine Kettenreaktion. Bei dieser Reaktion geht Masse verloren, diese Masse wird in
Einstein`s Formel (E= mc²) in einen Energiebeitrag umgewandelt. Anders ausgedrückt
könnte man sagen, die Bindungsenergie die den großen Kern zusammenhält, wird
teilweise frei und ermöglicht es den Bruchstücken mit rasanter Geschwindigkeit
auseinander zu fliegen. Dabei stoßen sie Nachbaratome an, die dadurch in
Schwingung versetzt werden. Durch die Schwingung und das Reiben der Atome
aneinander entsteht Bewegungsenergie und somit Wärme.
2.3.5 Vorraussetzungen für eine Kettenreaktion
Für eine kontrollierte Kettenreaktion sind drei Kriterien von elementarer Bedeutung:
1. Im natürlichen Uran kann sich normalerweise keine Kettenreaktion ereignen, da der
Anteil des Urans- 238 sich auf 99,3 % beläuft. Der Grund hierfür ist, dass die Neutro-
nen zu langsam sind und von den Kernen nur eingefangen werden. Es kommt auf das
Uran- 235 an, dessen Gehalt im natürlichen Umfeld nur 0,7 % beträgt, benötigt wird
aber ein Gehalt von 3 %.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 21 -
2. Die Geschwindigkeit der Neutronen, mit der die Kerne gespalten werden, ist für die
Spaltung zu hoch und muss durch einen Moderator abgebremst werden. Solche
Moderatoren sind Kohlenstoff, Beryllium und am häufigsten Wasser (H
2
O). Diese
Moderatoren fungieren auch als Energieträger.
3. Als letztes Kriterium ist eine Mindestmasse erforderlich, auch kritische Masse
genannt. Sie liegt bei 23 kg des Urans- 235. Wenn diese unterschritten wird, gehen zu
viele Neutronen verloren und fliegen aus der Masse heraus.
2.4 Arten und Aufbau von Kernkraftwerken
2.4.1 Funktionsweisen
Die Funktionsweise eines Kernreaktors ähnelt bis auf den Brennstoff einem konventi-
onellen Kraftwerk, das mit fossilen Brennstoffen betrieben wird. In allen Fällen wird
Wasser als Energieträger erhitzt und der daraus resultierende Dampf auf verschiedene
Turbinen geleitet. Diese Turbinen erzeugen durch ihre Rotation am angeschlossenen
Generator elektrische Energie.
Bei deutschen Energieversorgungsunternehmen kommen hauptsächlich zwei Arten
von Reaktortypen zum Einsatz, die Druck- und Siedewasserreaktoren. Dieser Typ wird
auch als Leichtwasserreaktor bezeichnet, da als Kühlmittel ,,leichtes Wasser" (H
2
O)
benutzt wird. Als Pendant gelten Schwerwasserreaktoren (Heavy Water Reactor HWR)
die anstatt dem leichten Wasserstoffatom mit der Massezahl 1, ein schwereres
Wasserstoffisotop Deuterium (D) mit einer Massezahl von 2 besitzen. (D
2
O). Des
Weiteren gibt es noch vom Bund getragene Forschungseinrichtungen, wie z.B. das
Forschungszentrum in Karlsruhe
10
oder Jülich, deren Technologien sich aber noch in
der Forschung befinden.
In anderen Ländern, wie Frankreich
11
kommen noch der ,,schnelle Brüter", ein sich
noch in der Forschung befindlicher Reaktortyp, zum Einsatz.
Weiterhin finden auch Kugelhaufenreaktoren, oder auch Hochtemperaturreaktoren
genannt, ihren Einsatz.
10
Forschungszentrum Karlsruhe: Gegründet 1956, hier wurde u. a. die Technologie der schnellen
natriumgekühlten Reaktoren und der Wiederaufbereitung entwickelt.
11
Superphenix, Creys- Malville (Südfrankreich) seit 1990 wegen diverser Pannen stillgelegt
.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 22 -
2.4.2 Siedewasserreaktor
Die Druckverhältnisse im Siedewasserreaktor sind so gewählt, dass das Wasser beim
Durchströmen des Reaktorkerns teilweise verdampft. Der hierbei entstehende Dampf,
ca. 70 bar, ist schwach radioaktiv, wird aber im Gegensatz zum Druckwasserreaktor
trotzdem auf die Turbinen geleitet. Dadurch können die Dampfleitungen, Turbinen,
Kondensatoren und die Kondensatleitungen radioaktive Ablagerungen enthalten. Des-
halb muss das Maschinenhaus, mit besonderen Schutzvorrichtungen ausgestattet
sein. Somit wird der Kontrollbereich
12
auf die Turbinen, Generatoren und Konden-
satoren erweitert.
Hierzu zählen die Kernkraftwerke: (Leistung in Megawatt)
13
- Grundremmingen ( 1344 MW) Betrieben von E.ON/ Kernkraft
- Krümmel ( 1316 MW) Betrieben von E.ON/ Kernkraft
- Philippsburg Block 1 ( 926 MW) Betrieben von EnBW
14
Abb.2.4 Siedewasserreaktor mit Maschinenhaus.
12
Kontrollbereich: Bereich mit erhöhter Strahlenbelastung/ Strahlenexposition
13
E.ON/ Kernkraft, Neue Energie schafft Sicherheit/ Infokreis Kernenergie
14
EnBW: Energieversorgungsunternehmen Baden-Württemberg, mit Sitz in 76131 Karlsruhe

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 23 -
2.4.3 Druckwasserreaktor
Beim Druckwasserreaktor ist im Gegensatz zum Siedewasserreaktor ein Dampferzeu-
ger zwischengeschaltet. Das Wasser im Hauptkühlmittelkreislauf (Primärwasser-
kreislauf) nimmt die bei der Kernspaltung entstehende Wärme auf und führt diese zum
Dampferzeuger. Das Sieden des Wasser, welches mit dem Reaktorkern in Berührung
kommt, wird durch einen Druck von 150 bar verhindert. Das Primärwasser bringt das
Sekundärwasser zum Sieden und fällt von einer Temperatur von 330 °C auf 290 °C ab.
Der Vorteil zum Siedewasserreaktor ist, dass radioaktive Stoffe nicht den Hauptkühl-
mittelkreislauf verlassen und somit Turbinen, Dampfleitungen, Kondensatoren und die
Kondensatleitungen frei bleiben von radioaktiven Ablagerungen. Der Kontrollbereich
erstreckt sich nur über das Reaktorgebäude.
Hierzu zählen die Kernkraftwerke: (Leistung in Megawatt)
15
- Isar (1455 MW) Betrieben von E.ON/ Kernkraft
- Obrigheim ( 340 MW) Betrieben von EnBW
- Philippsburg Block 2 (1424 MW) Betrieben von EnBW
Abb. 2.5 Druckwasserreaktor mit gesondertem Maschinenhaus.
15
E.ON/ Kernkraft, Neue Energie schafft Sicherheit/ Infokreis Kernenergie

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 24 -
2.4.4 Schneller Brüter
Beim schnellen Brüter wird im Gegensatz zu den anderen Reaktortypen, dass
Uran- 238 eingesetzt. Dessen Vorkommen ist in der Natur um ein vielfaches höher.
Uran- 238 besitzt die Eigenschaft Neutronen einzufangen, dadurch verwandelt es sich
in einen Plutoniumkern U- 239. Bei der Spaltung der U- 238 Kerne und der Aus-
sendung von 2 bis 3 Neutronen, entsteht der neue Brennstoff U- 239. Der Reaktor
,,erbrütet" seinen Brennstoff eigenständig. Im Idealfall mehr, als er zur Energiegewin-
nung benötigt. Durch diesen Prozess kann das Uran bis zu 60-mal besser ausgenutzt
werden, als in herkömmlichen Reaktoren. Da die Umwandlung von U- 238 in Plutonium
mit schnellen Neutronen besser funktioniert ist die Wärmeentwicklung und Effektivität
höher. Deshalb wird hier als Moderator flüssiges Natrium und kein Wasser benutzt,
Wasser würde die Neutronen zu sehr abbremsen. Die restlichen Anlagenteile zur
Energieerzeugung, sind vergleichbar mit dem des Druckwasserreaktors. Der Nachteil
solcher Reaktortypen ist der hohe Anteil an Plutonium, dieser beläuft sich auf einen
Gehalt von 20 bis 30 % (bei Druck- u. Siedewasserreaktoren ca. 2 bis 3 %). Trotz
dieser erheblichen technischen Schwierigkeiten, könnte dieser Reaktor eine erhebliche
Rolle spielen, bei der Energiegewinnung in den nächsten Jahrhunderten.
Abb. 2.6 Schneller Brüter mit Natriumwärmetauscher.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 25 -
Hierzu zählte das Kraftwerk Kalkar
16
betrieben von RWE, dieses Kernkraftwerk wurde
1974 für rund 7 Mrd. DM als Prototyp mit einer Leistung von 280 MW errichtet und ging
aus politischen Entscheidungen nie ans Netz. Ein niederländisches Unternehmen
kaufte die Anlage und gestaltete sie in einen Freizeitpark um.
2.4.5 Kugelhaufen-/ Hochtemperaturreaktor
Dieser Reaktor der sich zum größten Teil auch noch in der Forschung befindet,
verwendet neben Uran auch Thorium- 232 als Energierohstoff. Dieses Thorium
wandelt sich beim Einfangen von Neutronen in das spaltbare Uran- 233 um. Der
Brennstoff befindet sich in winzigen, beschichteten Partikeln, diese sind in Tennis-
ballgroße Graphitkugel eingeschlossen. Der Graphitmantel dient dem Zweck des
neutronenbremsenden Moderators. Zur Wärmeaufnahme dient ein Gas (z. B. Helium),
da sich Temperaturen bis zu 900 °C entwickeln können.
Die Vorteile dieses Reaktortyps sind sein hoher Wirkungsgrad, sowie die hohen Tem-
peraturen mit denen er betrieben wird. Diese können u.a. der chemischen Industrie zur
Kohlevergasung dienen.
Abb. 2.7 Kugelhaufenreaktor mit gesondertem Maschinenhaus
16
Kalkar: 20 Km östlich von der niederländischen Grenze, Nordrheinwestfalen.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 26 -
2.5 Risiken und Abhilfe
2.5.1 Gefahren für Mensch und Umwelt
Das ein Atomkraftwerk (AKW) nicht nur Vorteile besitzen kann, sah man beim Reaktor-
unfall von Tschernobyl
17
am 26. April 1986. Es begann mit einem routinemäßigen Test
im Block 4, der durch mehrere aufeinander folgende Fehlentscheidungen zum Gau
18
wurde. Augenzeugen berichteten von zwei größeren Explosionen und Materialauswurf.
Der Vorfall war verheerend, in den ersten Tagen wurden über 100.000 Menschen
evakuiert und es wurde verzweifelt versucht, die austretende Strahlung einzudämmen.
Um den Block 4 komplett von der Biosphäre abzuschirmen, musste ein Beton-
sarkophag um den beschädigten Block errichtet werden. Am 15. Dezember 2000,
wurde endgültig das ganze Kernkraftwerk Tschernobyl vom Netz genommen und
stillgelegt.
Seit dem Vorfall und der darauf folgenden Angst, sind die sicherheitstechnischen Vor-
schriften verschärft worden. Zu diesem Zeitpunkt wurde auch der Ruf laut, nach einem
vollständigen Ausstieg aus der Kernenergie. Denn diese Energie ist laut Kritikern viel
zu bedenklich. Bei einem sehr unwahrscheinlichen Kernkraftwerksunfall, können aus
dem Reaktorkern radioaktive Stoffe, an die Umgebung abgegeben werden. Diese
radioaktiven Gase und Aerosole
19
werden vom Wind aufgenommen und lagern sich auf
Gebäuden, Boden, Pflanzen, Tieren und Menschen ab. Dieser Vorgang wird im
Strahlenschutz als Kontamination bezeichnet.
Strahlenbelastungen/ Einwirkungen für den Mensch aus unterschiedlichen Ursprüngen
17
Tschernobyl: liegt im weißrussisch-ukrainischen Grenzgebiet
18
Gau: ,,Der größte anzunehmende Unfall" Quelle: www.Wissenschaft-online.de.
19
Gase und Aerosole: Sehr feine Teilchen, wie sie auch beim Versprühen von Spraydosen entstehen.
Strahlenquelle Intensität
Erdboden
3 - 6 Bq/cm
2
Atemluft 50-300
Bq/m
3
Kalidünger 6000
Bq/kg
Leichtbeton 1000
Bq/kg
Luft in altägyptischen Gräbern 800-5800 Bq/m
3
Strahlenbelastung Intensität
Höhenstrahlung in 12 km Flughöhe 6,00 µSv/h
Natürliche Strahlenbelastung
0,27 µSv/h
Bodenstrahlung im Fichtelgebirge
0,15 µSv/h
Innerhalb eines Betongebäudes
0,01 µSv/h
Neben eines Kernkraftwerkes
0,01 µSv/h

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 27 -
Abb. 2.8 Strahlungsaufnahme des Menschen
Bei dem Zerfall von radioaktiven Stoffen, entstehen ionisierende Strahlen. Die Strahlen
transportieren Energie wie z.B. die des Sonnenlichtes. Bei zu hoher Sonnenintensität
entsteht ,,lediglich" ein Sonnenbrand und im schlimmsten Fall Hautkrebs. Im Gegensatz
zu radioaktiven Strahlen, diese zerstören und verändern Körperzellen. Bei der Heilung
kommt es ganz auf die Art und Stärke der Strahlung an und wie viele der Körperzellen
betroffen sind.
Diese Strahlenbelastung für Mensch und Umwelt, kann aber nie ganz ausgeschlossen
werden. Trotz aller Vorsichtsmaßnahmen geben Kernkraftwerke geringe Mengen von
radioaktiven Stoffen ab. Ein sehr geringer Teil, wird vom Menschen direkt aufgenom-
men. Im Durchschnitt wirkt eine Strahlendosis von 0, 5 µSv pro Jahr auf den Mensch.
Dieses sind Resultate einer sehr guten Überwachung der Kernkraftwerke, seitens des
Bundes und der Energieversorger. Zum Vergleich ein Beispiel aus der Natur, fast jeder
von uns hat schon mal ein Spaziergang durch den Schwarzwald gemacht. Die
Strahlenbelastung an manchen Stellen im Boden des Schwarzwaldes ist bedeutend
größer, als neben einem Kernkraftwerk. Gründe hierfür sind die erheblichen Mengen
an Uran und Radium, die sich im Boden befinden? In diesen Gebieten werden wir einer
Strahlung von bis zu 5 µSv pro Jahr ausgesetzt. Des Weiteren werden wir kosmischen
Strahlen, sowie den Strahlen die bei einer Röntgenuntersuchung (0,5 bis 1,0 µSv pro
Jahr) entstehen, ausgesetzt.
2.5.2 Sicherheitstechnische Einrichtungen
Planung, Bau, Betrieb und späterer Rückbau kerntechnischer Einrichtungen, werden in
der Bundesrepublik streng vom Bund und seinen zuständigen Ministerien überwacht.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 28 -
Die Betreiber müssen spezielle Vorsorge gegen Unfälle und Störungen treffen, sowie
jede plan- und außerplanmäßige Veränderung protokollieren. Jede Anlage arbeitet mit
zahlreichen Sicherheitseinrichtungen, sie müssen unabhängig voneinander arbeiten
und räumlich getrennt sein. Im Vordergrund stehen die so genannten ,,passiven-
Sicherheitsbarrieren". Diese müssen bei jedem Zustand, auch im Störfall, des Kern-
kraftwerkes garantieren, dass die im Reaktorkern enthaltenen Stoffe auf keinen Fall
nach außen in die Biosphäre gelangen, sondern zuverlässig von der Umgebung
abgeschirmt werden.
Hierzu zählen sechs Barrieren und zwei Anlagen:
1. Brennstoff Kristallgitter
Die Spaltprodukte bleiben in den Brennstofftabletten eingeschlossen.
2. Brennstabhülle
Verhindert, dass die bei der Kernspaltung entstehenden Spaltprodukte in das
Kühlwasser gelangen. Weitere Anforderungen sind: mechanische Festigkeit sowie
Korrosions- und Hitzebeständigkeit.
3. Reaktordruckbehälter
Verringert die Gammastrahlung auf den 100.000sten Teil der Strahlung im
Reaktorkern.
4. Biologischer Schild
Im Grunde genommen stellt der biologische Schild eine 20 Meter hohe Betonröhre
dar, die den Reaktor umschließt. Das Kernstück besteht aus einem hoch ver-
dichtetem Schwerstbeton mit einer Wandstärke von insgesamt 1,25 Metern.
Dieser Schild dient der Verringerung ionisierender Strahlen, auf Werte, die für den
Menschen ungefährlich sind.
5. Sicherheitsbehälter mit Dichthaut
Er umschließt den Reaktordruckbehälter und hält dem Druck, bei einer
auftretenden Leckage stand. Durch seine Schnellverschlusseinrichtung gelangt
nichts nach außen. Er hat die Form einer Kugel, im Kernkraftwerk in
Obrigheim besitzt er einen Innendurchmesser von ca. 40 m. Die Dichthaut besteht
aus 4 mm starkem Stahl.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 29 -
6. Reaktorgebäude
Eine ungefähr zwei Meter starke Stahlbetonwand, hält Strahlungen, die außerhalb
Auftreten, ab. Des Weiteren schützt es vor äußeren mechanischen Einwirkungen
wie Erdbeben, Flugzeugabstürzen oder Druckwellen jeglicher Art.
Anlagen:
1. Steuerstäbe (St)
Diese fallen bei einem Vorfall zwischen die Brennstäbe und absorbieren sofort die
Neutronen, die Kettenreaktion wird innerhalb von 3 bis 4 sek. unterbrochen und
beendet.
2. Umwälzpumpe, Druckspeicher und Flutbehälter (U)
Zuerst wird Wasser zur Kühlung aus dem Druckspeicher in den
Reaktordruckbehälter gepumpt, sofern dieses nicht genügt, weiteres aus dem
Flutbehälter. Mit dem kalten Wasser wird Energie entzogen.
Abb. 2.9 Prinzipdarstellungen der Sicherheitsbarrieren in AKW`s
Die vorher genannten passiven Sicherheitseinrichtungen, werden unterstützt und er-
gänzt durch ,,aktive- Sicherheitssysteme". Diese sind mehrfach vorhanden und
arbeiten automatisch und unabhängig voneinander. Hierzu zählt die kraftwerksinterne
Stromversorgung, insbesondere für die der Kühlsysteme. Sie garantiert, dass in jedem
Betriebszustand die Wärme zuverlässig abgeführt werden kann. Das elektronische

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 30 -
Reaktorschutzsystem ist das Kernstück sämtlicher aktiver Sicherheitsvorkehrungen. Es
überwacht und vergleicht ständig alle relevanten Messergebnisse. Bei abweichen der
Toleranzgrenze, greift dieses System ein und korrigiert selbstständig.
2.6 Die Veranlassung des Atomausstieges
Vor 50 Jahren begann die Euphoriewelle und der ,,unversiegbare Kraftstrom des
Atoms"
20
wurde beschworen. In den Zukunftsvisionen mancher Forscher, sah man
bereits atombetriebene Flugzeuge, Lokomotiven und sogar Fahrzeuge wurden mit
Kleinstreaktoren ausgestattet. 50 Jahre haben sich diese Visionen gelegt. Wind-
scale (1957)
21
, Harrisburg (1979)
22
und Tschernobyl (1986) machten diese Träume zu
Nichte. Leckagen in Kühlmittelkreisläufen, Zwischenfälle bei der Wartung und andere
Unfälle sorgten für Akzeptanzkrisen, Entsorgungsnöte, Kostenexplosionen und vor
allem das Sicherheitsrisiko machte die Kernkraft zum Synonym für Hochrisiko-
technologie. Die Tatsache, dass diese Technologie, für eine neue Form der terro-
ristischen Anschläge und für die Herstellung von Massenvernichtungswaffen zweckent-
fremdet werden kann, lies die restliche Akzeptanz schwinden.
Ein Reaktorunfall kann trotz höchster Sicherheitsstandards, wie wir sie in Deutschland
haben, nie ganz ausgeschlossen werden. Die Bundesregierung hat deshalb den voll-
ständigen Ausstieg, am 14. Juni 2000, aus der Atomstromproduktion beschlossen. Die
Ablehnung der Atomkraft in der deutschen Bevölkerung ist 19 Jahre nach Tschernobyl
unverändert hoch. Nach einer repräsentativen Umfrage, die Forsa
23
im Auftrag des
Bundesumweltministeriums durchführte
24
, sind nur sehr wenige Bundesbürger (3 %)
der Ansicht, dass bei Atomkraftwerken heute überhaupt keine Unfallgefahr mehr
besteht. Über die Hälfte der Bundesbürger (51 %) sagen, dass Atomkraftwerke heute
zwar sicherer seien als noch vor 19 Jahren, die Unfallgefahr ihnen persönlich aber
immer noch zu hoch ist. Weitere 24 % schätzen die Unfallgefahr bei Atomkraftwerken
immer noch genauso hoch ein, wie zum Zeitpunkt des Reaktorunglücks in Tscherno-
byl. Der Zweite Teil der ,,Vereinbarung zwischen der Bundesregierung und den
20
Zitat von: Jürgen Trittin Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Obrigheim
Magazin zum Abschalten. (März 2005).
21
Windscale: Heute Sellafield Großbritannien.
22
Harrisburg: Hauptstadt von Pennsylvania, USA.
23
Forsa: Eines der größten Meinungsforschungsinstitute Deutschlands mit Sitz in Berlin und Dortmund.
24
Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Kurzinformation Gesetzesgrundlage.

RÜCKBAU KERNTECHNISCHER ANLAGEN
FELIX WILDE - 31 -
Energieversorgungsunternehmen vom 14. Juni 2000"
25
wird unten Auszugsweiße auf-
gezeigt.
(...)
II. Beschränkung des Betriebes der bestehenden Anlagen
1. Für jede Anlage einzelne Anlage wird festgelegt, welche Strommenge sie gerechnet
ab dem 01.01.2000 bis zu ihrer Stilllegung maximal Produzieren darf (Reststrom-
menge). Die Berechtigung zum Betrieb eines KKW endet, wenn die vorgesehene bzw.
durch Übertragung geänderte Strommenge für die jeweilige Anlage erreicht ist.
2. Berechnung Reststrommenge
3. Die Energieversorgungsunternehmen verpflichten sich, monatlich dem Bundesamt
für Strahlenschutz die erzeugte Strommenge zu melden.
4. Die EVU können Strommengen (Produktionsrechte) durch Mitteilung der beteiligten
Betreiber an das BfS von einem KKW auf ein anderes übertragen.
5. RWE zieht den Genehmigungsantrag für das KKW Mühlheim- Kärlich zurück (...)
(...)
Die Zukunft liegt, laut der resignierten ,,Rot-Grünen" Bundesregierung
(1998 - 2005) in
den drei großen Kernaspekten: Energieeinsparung - Energieeffizienz - Erneuerbare
Energien. Kernkraftwerke passen hier nicht hinein, da sie Auslaufmodelle der Energie-
verschwendung sind und keinerlei Energieeffizienz besitzen. So die ehemalige Bun-
desregierung.
Die einzigen die dies anders sehen, sind die Lobbyisten des Atomforums
26,
diese
hoffen immer noch auf eine ,,Renaissance der Kernkraft". Tatsache aber ist, dass in
den USA seit 30 Jahren kein Atommeiler mehr bestellt wurde, in Teilen Europas
(Deutschland, Großbritannien, Holland) keiner mehr seit 22 Jahren. Eine Ausnahme ist
unter anderem China, das versucht seinen Energiehunger mit drei neuen Kernkraft-
werken zu stillen, weitere sind in Planung. Deutschland hingegen investiert seit 1999,
Milliarden Euro in regenerative Energiequellen und seit diesem Jahr auch wieder, rund
19 Mrd. Euro, in moderne hocheffiziente fossile Braunkohle und Gaskraftwerke.
Bei einer Fachtagung 2002 in Berlin äußerte sich der Bundesumweltminister a.D.,
Jürgen Trittin am 26. April 2005 zum Atomausstieg und Klimaschutz,
,,Trotz milliardenschwerer staatlicher Subventionen konnte sich die Atomkraft ökono-
misch nie richtig durchsetzen. Als Risikotechnologie birgt sie ein gewaltiges Katastro-
25
http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/atomkonsens.pdf
26
Deutsches Atomforum e.V. in Berlin.

Details

Seiten
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2006
ISBN (eBook)
9783832493974
ISBN (Paperback)
9783838693972
DOI
10.3239/9783832493974
Dateigröße
4.5 MB
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
AKAD University, ehem. AKAD Fachhochschule Stuttgart – unbekannt
Erscheinungsdatum
2006 (Februar)
Note
1,3
Schlagworte
atomausstieg kernkraftwerk energie stilllegung kernenergie
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Titel: Rückbau kerntechnischer Anlagen
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