Fragen zur Kernenergie und Reaktortechnik

[AnkH]

Sehe ich auch so, und mich interessiert vor allem, was die ewigen Schönredner hier dazu sagen, von wegen das kann nicht eintreten etc. Das Ding scheint völlig ausser Kontrolle, die Menschen können offensichtlich nur Schadensbegrenzung betreiben. Aber warten wir ab, vielleicht ist auch das wieder nur eine Zeitungsente :001: Danke an Wilko übrigens für die etwas differenziertere Betrachtungsweise.

[Marc_H]

Der Betreiber gibt nun ein stündliches Update heruas:

 

Plant Status of Fukushima Daini Nuclear Power Station (as of 13:00 pm March 15th)

 

 

No Latest Developments since 12:00

[stefanw]

Der Betreiber gibt nun ein stündliches Update heruas:

 

Nur ist Fukushima Daini (Fukushima 2) nicht das Kraftwerk mit den grossen Problemen. Die Probleme hat vor allem Fukushima Dai-Ichi (Fukushima 1).

[polar]

Nur ist Fukushima Daini (Fukushima 2) nicht das Kraftwerk mit den grossen Problemen. Die Probleme hat vor allem Fukushima Dai-Ichi (Fukushima 1).

 

eben und über Dai-Ichi steht kaum was auf deren News Seite (gut die Ausrede wird sein man hätte ja da keine gesicherten Infos...).

 

Gestern gabs die Meldung dass der Betreiber bzw die jap. Regierung (das war ja nach Quelle anders) die USA und die IAEA um Hilfe angefragt haben. Falls das stimmt finde ich das doch ein wenig spät ist und zeugt meiner Meinugn nach von einer gewissen Arroganz. Gut ob auswärtige Experten da viel hätten helfen können sei mal dahingestellt. Eigentlich dachte ich auch immer sobald es einen Störfall gibt stehen dann da automatisch leute von der IAEA auf der Matte.

 

gruss

 

philippe

[ReneD]

Die drei havarierten Reaktoren werden zur Zeit mit Meerwasser gekühlt. Das heisst, man hat den Reaktor und die umliegende Stahldruckschale mit Meerwasser geflutet. Durch verdampfendes Wasser entsteht Druck im Reaktor. Dieser wird kontrolliert in die Umgebung abgelassen. Von diesem kontrollierten Ablassen stammt die Radioaktivität.

Hallo Wilko,

nochmals einen persönlichen Dank für Deine Fähigkeit, doch relativ komplexe Sachverhalte nüchtern und klar darzustellen.

Eine Frage hätte ich noch: Warum ist eigentlich dieser Wasserdampf radioaktiv? Kommt es daher, dass der Reaktordruckbehälter diese Radioaktivität an das ihn umgebende Meerwasser "abgibt"?

Und wie ist es denn im Normalfall? Das Containment der Druckwasserreaktoren können ja bei laufendem Betrieb betreten werden. Wie werden denn die Mitarbeiter vom strahlenden Reaktordruckbehälter geschützt?

Danke und Gruss, René

[ThomasF]

Offenbar wird das kontaminierte Meerwasser ja direkt wieder in den Pazifik geleitet.

 

:mad:

 

 

Was heisst das genau? Was sind die Folgen für die Natur, für Fischbestände? Gibt es da überhaupt ein Wissen darüber, oder experimentieren die Japaner da gerade ein bisschen auf gut Glück? :confused:

[sirdir]

Offenbar wird das kontaminierte Meerwasser ja direkt wieder in den Pazifik geleitet.

 

:mad:

 

 

Was heisst das genau? Was sind die Folgen für die Natur, für Fischbestände? Gibt es da überhaupt ein Wissen darüber, oder experimentieren die Japaner da gerade ein bisschen auf gut Glück? :confused:

 

So wie ich das verstanden habe geht das nicht direkt zurück in's Meer, sondern verdampft - auch nicht wirklich toll.

Allerdings ist das wohl alles harmlos im Vergleich dazu, wenn das Zeugs so richtig schmilzt und am Ende dann im Boden verschwindet und Grundwasser verseucht. Aber genau das zeichnet sich ja immer deutlicher ab.

[Owndy]

Eine Frage hätte ich noch: Warum ist eigentlich dieser Wasserdampf radioaktiv? Kommt es daher, dass der Reaktordruckbehälter diese Radioaktivität an das ihn umgebende Meerwasser "abgibt"?

 

 

 

 

 

Les den Text, den conaly gepostet hat. Danach wirst du viel! besser verstehn was genau vor sich geht, auch deine Frage wird geklärt.

 

Zusammengefasst daraus gibt es dafür 2 Möglichkeiten:

 

1. Wenn das Wasser den inneren Druckbehälter umspült, können kann Strahlung(keine strahlenden Partikel!) das Wasser "aktivieren". Heisst, die ansich nicht-radioaktiven Nuklide des Wassers werden zeitweise zu radioaktiven Nukliden "verwandelt". Dieser Effekt verstärkt sich duch die Verwendung von Meerwasser, statt sonst reinem/destilliertem Wasser.

 

2. Durch das Druckablassen aus dem inneren Druckbehälter gelangen (vorrausgesetzt die Brennstäbe haben einen Schaden, wovon man ausgehen kann) direkt Spaltprodukte in das Wasser. Dieser Fall ist wesentlich schlimmer, weil

 

 

im Unterschied zu den "aktivierten" Teilen im Wasser (1.) sind die Spaltprodukte (2.) viel langlebiger sind. Die aktivierten Wasserbestandteile zerfallen mit Halbwertszeiten von einigen Sekunden. Spaltprodukte haben dagegen welche von 6 Tagen(Iod) und 30 Jahren(Cäsium).

 

 

 

 

@Sirdir Patrick: Der Unterschied zu Tschernobyl ist, dass hier ""nur"" Nachzerfallswärme zur drohenden Kernschmelze führt, also die inzwischen berühmten ca 5% der normalen Leistung. In Tsch. dagegen lief der Reaktor auf voller Leistung, da die Spaltung nicht gestoppt werden konnte.

 

Die Auswirkungen auf die Umwelt und vor allem weiter entfernte Gegenden könnte (hoffentlich) vor allem geringer sein, weil bei Tsch. sehr viele strahlende Nuklide durch den Graphitbrand (im Tsch.-Reaktor ca 1700 Tonnen !!) sehr weit nach oben getragen wurden (Feuer->heisse Luft->steigt auf).

Alles in Japan nicht der Fall.

Dafür sind es 4 Reaktoren auf einmal... ich weis nicht was besser ist.:002:

 

 

So hatte ich es verstanden. Ciao

[sirdir]

@Sirdir Patrick: Der Unterschied zu Tschernobyl ist, dass hier ""nur"" Nachzerfallswärme zur drohenden Kernschmelze führt, also die inzwischen berühmten ca 5% der normalen Leistung. In Tsch. dagegen lief der Reaktor auf voller Leistung, da die Spaltung nicht gestoppt werden konnte.

Schon, aber bei einer Kernschmelze spielt das dann IMHO wieder keine Rolle mehr, denn was bremst denn da noch? Die geschmolzenen Steuerstäbe jedenfalls nicht.

 

Die Auswirkungen auf die Umwelt und vor allem weiter entfernte Gegenden könnte (hoffentlich) vor allem geringer sein, weil bei Tsch. sehr viele strahlende Nuklide durch den Graphitbrand (im Tsch.-Reaktor ca 1700 Tonnen !!) sehr weit nach oben getragen wurden (Feuer->heisse Luft->steigt auf).

Alles in Japan nicht der Fall.

Naja, brennen tut es schon mal auch, aber auch sonst ist es wohl eher schwierig vorherzusagen, was durch die Strömung genau anrichtet.

Ausserdem ist es für Japan ja auch nicht gerade positiv, wenn die Strahlung konzentriert in Bodennähe bleibt. Um uns mach ich mir konkret sowieso nicht so viele Sorgen, wir sitzen ja doch sehr weit weg. Aber wenn Japan grossflächig verseucht wird, ist das ja auch nicht gerade schön.

 

Dafür sind es 4 Reaktoren auf einmal... ich weis nicht was besser ist.:002:

Ehm ja, gekämpft wird ja anscheinend noch an mehr als 4 Fronten, ich hab gar nicht mehr im überblick um wieviele Reaktoren es jetzt noch geht. So langsam sollte ja dann die Nachzerfallswärme oder wie das heisst abgeklungen sein. Aber eben, wenn die Kühlung nicht ideal läuft und evtl Brennstäbe freiliegen etc. läuft das alles wohl auch nicht so ab wie im Bilderbuch...

[Owndy]

hier gibt es noch mehr zum (wohl) verbauten Reaktortyp, weiter unten mehrere Bilder:

 

 

Boiling Water Reactor (BWR) Systems

 

 

ciao

[ReneD]

Danke Andy für den Verweis und die Zusammenfassung. Hab das soweit geschnallt.

Viele Grüsse

René

[Danix]

Juschi, Neinein, nehme es nicht böse.

 

Aber Wilko hat das meiste oben schon beantwortet, z.B. dass es keinen Core-Catcher hat, dass der Brennstoff eines zerstörten Kerns am Boden des Reaktorgefässes evtl wieder mit der Kettenreaktion starten könnte (unter bestimmten Voraussetzungen) und dass die Hülle eine Explosion aushalten kann, oder eben nicht.

 

In dieser Situation weiss eben niemand 100% Bescheid, weil es verschiedene Variablen gibt. Wohl nicht mal die Betreiber wissen es genau, denn sie wissen den Status erst, wenn sie den Reaktor irgendwann mal anschauen können. Die sitzen in einem Bunker weit weg vom Reaktor und bekommen ihre Sensor-Daten und Kamerabilder. Je nachdem, wieviel von dem Zeugs schon zerstört ist, und wie stark das Material ist (es kann ja auch Materialermüdungen gegeben haben) ändert sich der Verlauf. Eines ist sicher: Entweder hält das Containment oder es hält nicht.

 

Das mit dem Wasser in Wasser- und Sauerstoff, da hast du recht, da bin ich jetzt auch nicht sicher. Es wird also wohl so sein, dass es ganz drauf ankommt, wie lange das Zirkonium (Hülle der Uranstäbe) an der freien Luft waren, denn daraus ergibt sich der Wasserstoff, und je mehr es wird, desto gefährlich wird es. Die Betreiber wissen wahrscheinlich ungefähr, wieviel H2 es braucht, damit es eine Explosion gibt, die gross genug ist, um die Hülle zum Bersten zu bringen. Aber sie wissen nicht, wie lange die Brennstäbe der Luft ausgesetzt waren und zu welchen Temperaturen (ok, letzteres wissen sie), und so können sie unmöglich sagen, ob es halten wird oder nicht. Auch wenn sie Dampf ablassen, sie können nicht sicher sein, wieviel H2 noch im Behälter drin bleibt.

 

Dani

[Owndy]

Wegen Nachzerfallswärme noch eine Frage an Wilko.

 

Wie lange dauert es bis der Kern (ohne Kühlung) von selbst nicht mehr schmelzen kann?

 

 

 

 

edit

Sehr gute animation von nyt!

http://www.nytimes.com/interactive/2011/03/12/world/asia/the-explosion-at-the-japanese-reactor.html?ref=asia

 

 

Danke, ciao!

[ErnstZ]

In dieser Situation weiss eben niemand 100% Bescheid, weil es verschiedene Variablen gibt. Wohl nicht mal die Betreiber wissen es genau, denn sie wissen den Status erst, wenn sie den Reaktor irgendwann mal anschauen können. Die sitzen in einem Bunker weit weg vom Reaktor und bekommen ihre Sensor-Daten und Kamerabilder. Je nachdem, wieviel von dem Zeugs schon zerstört ist, und wie stark das Material ist (es kann ja auch Materialermüdungen gegeben haben) ändert sich der Verlauf. Eines ist sicher: Entweder hält das Containment oder es hält nicht.

 

Es kann es ja auch niemand wissen, man versucht mit den irgendwie noch vorhandenen Daten irgendwelche Berechnungen mit vermutlich diversen Annahmen zu treffen. Weil wirklich einen echten Versuch machen, um zu wissen was alles vor sich gehen könnte, konnte man hier ja nicht...

[Bastian B.]

Was ich nicht verstehe:

 

Von 100% auf 5% dauert es nur wenige Stunden - weshalb braucht es dann Tage/Wochen von 5% auf 0%?

[ReneD]

Weil es sich bei dem Zerfallprozess um eine nicht lineare Gleichung handelt. Warum dies so ist, kann ich Dir aber auch nicht sagen. Wenn es stimmt, wie Wilko es schreibt, dann wird dieser Prozess von der Atomphysik beschrieben. Gruss, René

[ILS28]

Da hier wohl jeder Mühe hat, die Übersicht zu bewahren, hier mal eine gute Zusammenfassung:

 

Fukushima Eins (Daiichi)

 

- Block 1: Einige Uran-Pellets sind bereits geschmolzen. Um eine komplette Kernschmelze abzuwenden, wurde zur Druckentlastung im Reaktorbehälter Dampf abgelassen. Das führte zu einer Wasserstoffexplosion, die die Gebäudehülle weitgehend zerstörte. Der Reaktorbehälter soll intakt geblieben sein. Weil herkömmliche Kühlmethoden versagten, werden grosse Mengen Meerwasser eingeleitet, um den erheblich überhitzten Kern auf niedrigere Temperatur zu bringen. Erhöhte Strahlungswerte ausserhalb der Anlage wurden gemeldet.

 

- Block 2: Kühlung ausgefallen. Die Brennstäbe lagen mindestens zwei Mal völlig frei. Die Einleitung von Meerwasser scheiterte an einem verklemmten Ventil, so dass versucht wurde, den Reaktorbehälter von oben mit kaltem Wasser zu besprühen. Am frühen Dienstagmorgen (Ortszeit) ereignete sich eine Explosion. Es wird angenommen, dass ein Teil des Reaktorkerns bereits geschmolzen ist. Zudem besteht Verdacht auf eine Beschädigung des Containments.

 

- Block 3: Wasserstoffexplosion am Montag. Vermutlich wurde Strahlung freigesetzt. Kühlung mit Meerwasser. Auch hier teilweise Kernschmelze.

 

- Block 4: War zur Zeit der Naturkatastrophe wegen Wartungsarbeiten abgeschaltet. Am Dienstagmorgen brach im Abklingbecken für verbrauchte Brennelemente ein Brand aus; er konnte gelöscht werden. Radioaktivität gelangte direkt in die Atmosphäre. Die Wände des Gebäudes wurden beschädigt, möglicherweise kocht das Wasser im Becken.

 

- Block 5 und 6: Nach Angaben der Regierung erhöhte Temperatur.

 

Fukushima Zwei (Daini)

 

- Blöcke 1, 2 und 4: Stromversorgung von aussen blieb erhalten, doch versagten Anlagenteile und der Druck in den Reaktorbehältern stieg an. Probleme mit der Nachwärmeabfuhr.

 

Onagawa

 

- Blöcke 1, 2 und 3: Erhöhte Strahlungswerte gemessen, die aber wieder fielen. Die japanischen Behörden gaben an, dass die erhöhten Strahlungswerte auf die Freisetzungen in Daiichi zurückgehen.

 

Tokai

 

- Kein Notstand, allerdings hatte die Betreibergesellschaft Japan Atom Power Company eingeräumt, dass eine der Pumpen zur Kühlung nach dem Erdbeben und Tusnami ausgefallen sei. Die andere laufe jedoch normal weiter. Ein Risiko gebe es nicht.

Quelle: NZZ

(Meine Hervorhebungen)

 

Gruss,

Dominik

[sirdir]

Kein Notstand, allerdings hatte die Betreibergesellschaft Japan Atom Power Company eingeräumt, dass eine der Pumpen zur Kühlung nach dem Erdbeben und Tusnami ausgefallen sei. Die andere laufe jedoch normal weiter. Ein Risiko gebe es nicht.

 

Kein Risiko... Dann sind wir ja alle froh. Klar, es gibt ja keine Nachbeben, die 2. Pumpe könnte nicht auch ausfallen.. Ein Risiko gibt es also nicht...

Mich nerven solche Aussagen.

[ILS28]

Habe dasselbe gedacht. Wobei man nicht weiss, ob diese Formulierung so von den Betreibern oder von der NZZ kommt. Was man meint ist wohl: Ein höheres Risiko als normal gibt es nicht...

 

Gruss

Dominik

[sirdir]

Habe dasselbe gedacht. Wobei man nicht weiss, ob diese Formulierung so von den Betreibern oder von der NZZ kommt. Was man meint ist wohl: Ein höheres Risiko als normal gibt es nicht...

 

Auch das stimmt so nicht ganz. Erstens gibt's grössere Probleme in der Stromversorgung (läuft das Zeugs eh schon auf Notstrom? - auch die Notstromaggregate sind ja ausgefallen wie die Fliegen...) und 2. ist durch den Pumpenausfall ja schon mal mind. 50% Redundanz weg. 3. gibt es Nachbeben, die Schäden summieren sich, etc.

'Wir haben zur Zeit grössere Probleme' wäre wohl die passendere Zusammenfassung.

[Wilko Wiedemann]

dann wird dieser Prozess von der Atomphysik beschrieben

So ist es. Nach der Abschaltung des Reaktors zerfallen zuerst die hochaktiven, kurzlebigen Spaltprodukte, die Wärmeleistung sinkt rasch. Nach etwa einem Tag sind diese Spaltprodukte ziemlich weit zerfallen, es bleiben aber die langlebigen, schwächer aktiven Spaltprodukte übrig, welche dann für die Wämeproduktion über Tage verantwortlich sind.

 

die 2. Pumpe könnte nicht auch ausfallen

Naja, aber total gibt es ja nicht nur zwei Pumpen. Leider wird in der Presse nie genau genannt, um welche Systeme es sich handelt. Insgesammt sind mehrere diversitäre Kühlsysteme vorhanden, aber ohne Strom laufen auch die nicht. Aus diesem Grund wird ja bei modernen Kraftwerken auf passive Systeme gesetzt, die ohne Strom funktionieren.

[polar]

Hi wilko

 

Nach der Abschaltung des Reaktors zerfallen zuerst die hochaktiven, kurzlebigen Spaltprodukte, die Wärmeleistung sinkt rasch. Nach etwa einem Tag sind diese Spaltprodukte ziemlich weit zerfallen, es bleiben aber die langlebigen, schwächer aktiven Spaltprodukte übrig, welche dann für die Wämeproduktion über Tage verantwortlich sind.

 

Es gibt 2 Effekte die das ganze nicht linear machen: Wie Wilko sagt hat man erst kurzlebige Spaltprodukte hat die in langlebige Zerfallsprodukte zerfallen (dies sind eigentlich keine Spaltprodukte mehr im engeren Sinn, werden aber auch oft noch so bezeichnet weil sie aus Elementen zerfallen die ursprünglich durch Spaltung entstanden sind, das nur nebenbei zur Verdeutlichung). Aber selbst wenn man nur ein Element hätte, dieses Zerfällt eben auch nicht linear sondern exponentionell, daher gibt man auch die Halbwertszeit an. Nach der Halbwertszeit ist die Hälfte der Atome zerfallen bzw umgewandelt und damit auch die Hälfte der gesamtmöglichen Wärmeleistung abgegeben. In der nächsten Halbwertszeit zerfällt die Hälfte der Hälfte usw. Somit geht es sehr lange bis man bei Null ist, die Anzahl der Zerfälle pro Sekunde nimmt ab und damit auch die Wärmeabgabe.

 

 

 

Aus diesem Grund wird ja bei modernen Kraftwerken auf passive Systeme gesetzt, die ohne Strom funktionieren.

 

Hast du da Beispiele? Durch natürliche Konvektion umgewälztes Kühlmittel schätze ich reicht nicht aus. Heatpipe mit Radiator in Fluss/Meer? sowas in der Art? Flussströmung?

[Oshkosh]

Moin,

 

Hast du da Beispiele? Durch natürliche Konvektion umgewälztes Kühlmittel schätze ich reicht nicht aus. Heatpipe mit Radiator in Fluss/Meer? sowas in der Art? Flussströmung?

http://en.wikipedia.org/wiki/AP1000

 

Gruß, Markus

[roman lüthi]

Hallo Wilko.

Ich habe eine Frage, ich hoffe Sie ist nicht schon gestellt worden:

Wenn man Bilder aus Kontrollräumen sieht, gibt es da ja unzählige Anzeigen für Werte, die ich mir als Laie nicht vorstellen kann. Nun wird aber in der Presse gesagt, man weiss nicht, ob eine Kernschmelze stattgefunden hat. Kann man feststellen, ob der Kern schmilzt? Oder geht das nicht, und man kann "nur" durch Anzeichen "erahnen" dass eine Kernschmelze stattfinden könnte? (natürlich etwas überspitzt formuliert) Oder ist im Zuge von Tsunami und Erdbeben etwas kaputt gegangen, was eine genaue Diagnose nicht zulässt?

Vielen Dank für deine objektiven Antworten in diesem Thread.

Gruss Roman

[Wilko Wiedemann]

Natürlich hat man allerlei Anzeigen für Temperaturen, Drücke, Durchflüsse etc. Aber ohne Strom funktionieren auch die nicht. Würden sie funktionieren, könnte man anhand der Temperaturen voraussagen, ob Schmelzbedingungen herschen oder nicht.

Ohne Anzeigen gibt es aber auch Hinweise, die auf kernschäden deuten. Und die sind im laufenden Fall die Messungen von Cäsium und Iod im abgelassenen Dampf. Diese Isotope entstehen bei der Kernspaltung und sind normalerweise im Brennelement eingeschlossen. Bei Schäden im Hüllrohr treten sie ins Kühlwasser über und können gemessen werden. Ob es sich nun um einen Hüllrohrschaden, partielle oder grössere Kernschmelze handelt, kann man aber auch so nicht genau sagen. Dies kann erst eine Untersuchung des Kerns klären.