Grundkurs Kernenergie Teil 1: Atombombe und Kernenergie, Kurzer Geschichtlicher Überblick

Gegner der Kernenergie setzen immer wieder die friedliche Nutzung der Kernenergie und die Verwendung als Atombombe gegeneinander. Ist dieser Vergleich gerechtfertigt wenn man sich die unterschiedlichen historischen Abläufe ansieht?

 

Einigen fachkundigen Lesern werden die Themen dieser Rubrik „Grundkurs Kernenergie“ trivial oder sogar banal erscheinen. Es soll darin um grundsätzliche Fragen der Kerntechnik gehen. Die Zusammenhänge werden vereinfacht dargestellt, Fachleute mögen uns das verzeihen. Um den tieferen Einstieg in die Thematik zu erleichtern, habe ich auf zahlreiche Links zu Wikipedia zurückgegriffen. Wer noch weiter in die Thematik eindringen will sei auf Fachliteratur verwiesen.

 

Sieht man sich die Geschichte der Menschheit an, finden wir immer wieder Technologien, deren friedliche und kriegerische Nutzung Hand in Hand gehen. Nicht Wenige finden, dass Fortschritt diskreditiert und gefährlich wird, wenn er zur Entwicklung neuer und raffinierter Waffen führt.

Bestes Beispiel ist die Kernspaltung. Ihre Verwendung zur Stromerzeugung und als Waffe ist seit Jahrzehnten in der Diskussion. Auf Seite der Kernkraftgegner kann man hören und lesen, dass sich militärische und zivile Nutzung der Kernenergie gar nicht trennen ließen.

Dabei ist die Kernspaltung kein von Menschen erfundenes Prinzip. Der Naturreaktor Oklo war ein natürlich entstandener Kernreaktor der im Proterozoikum vor etwa zwei Milliarden Jahren 500’000 Jahre lang aktiv war.

 

Die ersten Jahre und der Zweite Weltkrieg als Katalysator

1938 wiesen Otto Hahn und Fritz Straßmann die erste künstliche Kernspaltung nach, Lise Meitner und Otto Frisch erklärten sie 1939 theoretisch.

Der zweite Weltkrieg wirkte als infernalischer Katalysator für die Entwicklung einer praktischen Anwendung für die Kernspaltung. Enrico Fermi gelang im Rahmen des Manhattan-Projekts am 2. Dezember 1942 die erste kontrollierte Kernspaltung im Kernreaktor Chicago Pile 1. Das Team um Ropert Oppenheimer zündete am 16. Juli 1945 die erste experimentelle Atombombe.

 

Chicago Pile 1 – Der erste menschengemachte Kernreaktor (Zeichnung)
(Bildquelle: Wikipedia)

 

Die erste Atombombe, wurde also zweieinhalb Jahre nach dem ersten Kernreaktor gezündet.

Am 6. August desselben Jahres kam es zum Abwurf der Atombombe „Little Boy“ auf die japanische Stadt Hiroshima und drei Tage später „Fat Man“ auf Nagasaki. Es waren die ersten, und bis heute glücklicherweise einzigen Einsätze von Kernwaffen gegen Menschen.

Der Abwurf der beiden Atombomben ist ein verheerendes Erbe das die Kernspaltung, egal zu welchem Zweck, bis heute brandmarkt.

 

Getrennte Wege von Schwestertechnologien

Dabei trennten sich die Wege von ziviler und militärischer und ziviler Nutzung der Kernenergie bereits 1951. Ende des Jahres erzeugte der zivile Forschungsreaktor EBR-I genug Strom für 4 Glühlampen, 1954 ging das nur 6 MW starke KKW Obninsk bei Moskau in Betrieb. Der erste zivile Betrieb in Deutschland war der Forschungsreaktor München in Garching, 1961 ging das Kernkraftwerk Kahl (15 MW) ans Netz. Seit dem hat sich die Leistung von Kernreaktoren tendenziell erhöht und die Sicherheitstechnik wurde immer wieder verbessert.

Moderne Kernreaktoren zur Stromerzeugung bringen eine Leistung im Bereich von 1000 MW und mehr.

Das Militär forschte seit dem Manhattan-Projekt an Atomsprengköpfen für verschiedene Zwecke. Während man für die Kernspaltung zur Stromerzeugung kontinuierlich und kontrolliert eine Menge Energie liefern musste, war es für die Bomben nötig durch eine Kettenreaktion in wenigen Sekunden eine möglichst große Zerstörungskraft freizusetzen.

Die Reaktoren für U-Boote und Flugzeugträger wurden leistungsfähiger und kleiner. Am 31. Oktober 1952 wurde die erste Wasserstoffbombe gezündet. Im Januar 1954 ging das erste Atom-U-Boot, die USS Nautilus in Betrieb.1958 folgten die Sowjets mit der Leninski Komsomol.

Im November 1961 wurde die USS Enterprise als erster atomgetriebener Flugzeugträger in Dienst gestellt. Der einzige aktive nicht-amerikanische atomgetriebene Flugzeugträger ist die Charles de Gaulle (Frankreich, Indienststellung 2001).

In den Jahrzehnten nach den 1950’er Jahren, entwickelte sich die (auch hier bei Kerngedanken) praktizierte Distanzierung von dem Begriff Atomkraft zur Kernkraft (nuclear im englischsprachigen Raum). Die Vorsilbe Atom- war mit der Atombombe vorbelastet. Aus genau diesem Grunde verwenden die Gegner weiterhin die Vorsilbe Atom. Bereits die jeweilige Verwendung von kern- und atom- kann in Diskussionen eine deutliche Richtschnur sein für den Standpunkt der Diskutanten.

Die Anforderungen an einen Kernreaktors sind für Militär- und Zivilanwendung sehr unterschiedlich. Das Militär benötigt sie zum Betrieb von U-Booten und Flugzeugträgern. Dafür müssen sie vergleichsweise klein sein. In der Zivilanwendung geht es um die Stromerzeugung in großem Maßstab. Der Platzbedarf spielt eine untergeordnete Rolle.

In der Vergangenheit gab es übrigens verschiedene Ideen für die zivile Nutzung von Atomsprengköpfen. So gab es Überlegungen, den Bau von Tunneln oder Kanälen zu beschleunigen, das Orion-Projekt sollte ein Raumschiff mit Hilfe von Atomsprengköpfen antreiben  aus naheliegenden Gründen wurden diese Ideen nie in die Tat umgesetzt.

(Dennoch war die Idee eines mit Atomsprengköpfen getriebenen Raumschiffs 1958 nicht ganz so verrückt wie es sich zunächst anhört. Es ist die einzige Möglichkeit mit heutiger Technologie einen funktionierenden Interstellaren Antrieb zu bauen. Der hervorragende Wissenschaftsblog „Centauri Dreams“ hat sich ein paar Mal mit dem Orion-Projekt beschäftigt, zum Beispiel hier: Interstellar Flight goes Mainstream)

 

Gemeinsame physikalische Grundlagen – mehr nicht

Atomwaffen und Kernreaktoren, haben nicht mehr als ihre zugrundeliegende Physik gemeinsam.

Die „gezähmte Bombe“ ist ein Schlagwort mit der Atomkraftgegner versuchen, eine zivil genutzte (und nur zivil nutzbare) Technologie in die Nähe von Vernichtungsmaschinen zu rücken mit der Begründung, dass einige ursprüngliche Pläne aus dem Militär kommen.

Wie beim Flugzeug, wie beim Auto, wie bei der Eisenbahn. Wenn wir jede Technologie verdammen die gemeinsame Vorfahren mit militärischen Entwicklungen hat, können wir jede Erfindung verdammen. Begonnen beim Speer, nicht bei der Atombombe.

 

 

Im zweiten Teil wird es um den technischen und physikalischen Unterschied zwischen der Explosion einer Kernspaltungsbombe und der Nutzung der Kernspaltung zur zivilen Stromerzeugung gehen.

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    • Tim
    • 15. Okt. 2012 8:33am

    Das ist nicht ganz richtig. Die zivile Kerntechnik wurde während des Kalten Krieges in vielen Staaten auf der Welt sehr stark subventioniert, weil man Spaltprodukte für die militärische Anwendung benötigte (eine prominente Ausnahme war natürlich Japan).
    Ohne den Kalten Krieg gäbe es heute sehr viel weniger Kernkraftwerke.

      • Paul Schoeps
      • 15. Okt. 2012 11:52am

      Hallo Tim

      Danke für ihren Kommentar und ihr Interesse an Kerngedanken.

      In der Sowjetunion wurden tatsächlich viele Kernkraftwerke für die Spaltprodukte von Atomwaffen gebaut. Tschernobyl war hauptsächlich für die Produktion von atomwaffenfähigen Plutonium errichtet worden. Der Vorteil von grafitmoderierten Kernkraftwerken wie Tschernobyl, gegenüber wassermoderierten Reaktoren, wie man sie im Westen benutzt, ist eine leichtere Zugänglichkeit und Herstellung von spaltbarem Material.

      Für die meisten Länder der westlichen Welt (zumindest Westeuropa, Japan und die USA) kann man feststellen, dass die kommerzielle Nutzung der Kernenergie im Großen und Ganzen nicht subventioniert wurde und schon gar nicht für den Bau von Atomwaffen. Prominente Ausnahme ist Frankreich dessen Stromversorgung damals vollstaatlicht war und dessen Stromversorgung deshalb zwangsläufig aus Steuergeldern bezahlt ist.

      In einer späteren Ausgabe von “Grundkurs Kernenergie” werde ich auf die Gründe dafür genauer eingehen, doch sind die Spaltprodukte aus westlichen Kernkraftwerken für Atomwaffen unbrauchbar.

      Die westlichen Atommächte Frankreich, Großbritannien und die USA haben spaltbares Plutonium für Atomwaffen in eigens dafür errichteten, militärischen Reaktoren hergestellt, nicht in zivilen kommerziellen Kernkraftwerken.

      Im Moment wird ein großer Teil des Spaltmaterials in den Kernkraftwerken aus der Wiederverwendung spaltbaren Materials aus Kernwaffen betrieben (Uranbergbau allein könnte den Bedarf momentan nicht decken). Auf diesem Wege wird das spaltbare Material aus den Bomben wiederverwertet und für militärische Zwecke unschädlich gemacht. Schwerter zu Pflugscharen. Atombomben zu Strom.

      Insofern kann ich ihre Behauptung, es gäbe ohne den kalten Krieg sehr viel weniger Kernkraftwerke, nur auf die Sowjetunion beziehen, in der westlichen Welt jedenfalls haben sich die Wege von ziviler und militärischer Nutzung der Kernenergie, wie ich ja in meinem obigen Beitrag beschreibe, bereits Anfang der 1950′er Jahre getrennt.

    • Engywuck
    • 1. Nov. 2012 11:45pm

    statt Atombomben wird ja auch gern von Kernwaffen gesprochen. Ist dieser Begriff erst nach der Umstellung auf Kernkraftwerke entstanden?
    Letztlich ist der Begriff “Kernkraft” ja auch physikalisch sinnvoller: zwar werden Atome einer Art in ein oder mehrere der anderen Art(en) umgewandelt, aber dabei sind immer Kernkräfte (bzw. Änderungen/Zerstörung des Atomkerns) beteiligt. Bei klassischen Kohle-/Gaskraftwerken stammt die Energie dagegen aus der Atomhülle bzw. aus der Interaktion zwischen Atomen und ist daher prinzipiell die eigentliche “Atomkraft”. Allerdings ist der Begriff entsprechend anders “belastet” und daher nicht wirklich anwendbar. :-)

      • JanG
      • 4. Nov. 2012 8:56am

      Vollkommen richtig. So gesehen kann man mittlerweile schon in Diskussionen recht gut sehen, wer vom Fach ist und wer eben nicht. Wann aber der Begriff Kernwaffen aufkam, das weiß ich ehrlich gesagt auch nicht so richtig.

        • Engywuck
        • 5. Nov. 2012 11:12pm

        laut etymonline wird der Begriff “nuke” wenigstens seit 1959 genutzt. Ich hab’ grad mal nachgeschaut: Im von “Trinity & Beyond” aufgenommenen Material von Vizeadmiral Blandy, Kommandeur von “Crossroads” spricht dieser noch von “atomic weapons”. Eisenhower spricht dann später von “to withhold further testing of [the United States] part of atomic and hydrogen weapons” nach dem ersten Teststopp der Sowjetunion.
        Ich vermute, dass “nuclear weapon” und anaolg “Kernwaffen” zuerst als Sammelbegriff für alle Arten von Bomben mit Kernreaktionen als Energiequelle waren.
        Übrigens ist der Begriff “Kernkraft” nichtmal bei denen vollständig verwendet, die die Verwendung propagieren – siehe IAEA Inernational *Atomic* Energy Association. (oder auf deutsch IAEO). Wobei da natürlich Politik mit im Spiel ist :-)

          • JanG
          • 8. Nov. 2012 1:14pm

          Danke für die Antwort, wieder was gelernt. Finde ich klasse, dass hier Wissenstransfer in zwei Richtungen geht :-D

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