Fragen zur Kernenergie und Reaktortechnik

[stefanw]

In den aktuellen Dokumenten wird immer noch ausschliesslich von H2 Explosionen geschrieben. Dass mindestens einer von den grossen Chlapfs keine reine H2 Explosion war, bin ich mir inzwischen sicher.

 

Was war es denn sonst, deiner Meinung nach?

 

Wenn du auf eine atomare Explosion anspielst - ich lasse mich da gerne von den Experten korrigieren - aber da hätte es bei weitem nicht nur das Dach des Gebäudes weggeblasen.

 

Ich bin auch ziemlich sicher, dass man das anhand der jetzt vorhandenen Isotope feststellen könnte.

 

Zudem ist eine solche Explosion mit den verwendeten Stoffen meines Wissens gar nicht möglich. Deshalb kommt es ja eben zur Kernschmelze. Eine Atombombe bastelt man ja auch nicht mal schnell im Hinterhof, das muss relativ viel zusammenspielen, damit die Bombe überhaupt funktioniert.

 

Aber wie gesagt, ich lasse mich gerne eines besseren belehren.

 

Man sollte Wasserstoffexplosionen übrigens nicht unterschätzen. Die können schon ganz ordentlich.

[Rainero]

Zudem ist eine solche Explosion mit den verwendeten Stoffen meines Wissens gar nicht möglich.

 

Kann es zu einer nuklearen Explosion kommen?

Kernbrennstoff wird in einem Reaktorkern sorgfältig angeordnet, damit die Kettenreaktion auf einem kontrollierten Niveau gehalten werden kann. Bei einer kompletten Kernschmelze fliessen Urantabletten, Hüllrohre, Abstandshalter und Steuerstäbe als glühender Brei zusammen. Damit in dieser Situation die zuvor unterbrochene Kettenreaktion nicht wieder in Gang kommt, geben die Helfer in Fukushima zurzeit reichlich Borsäure zum kühlenden Meerwasser. Sie fängt Neutronen ab, die Urankerne zur Spaltung anregen. Darum halten es Fachleute für unwahrscheinlich, dass bei einer Kernschmelze Uran 235 eine kritische Dichte bekommt und die Kettenreaktion wieder anspringt. Die nukleare Explosion ist daher unwahrscheinlich, aber nicht kategorisch ausgeschlossen.

 

aus http://www.tagesanzeiger.ch/ausland/die-tsunami-katastrophe/Die-fatale-Kettenreaktion/story/27248407?dossier_id=885

 

Ja, ich glaube, bei dem Chlapf mit dunklem Rauch, da war eine nukleare Kettenreaktion mit beteiligt. Die Frage ist nur, ob im Lagerbecken oder im Reaktor selber, das ist noch unklar. Ich denke, dass die H2 Explosion die nukleare Reaktion ausgelöst hat. Aber das ist eben Glaube, niemand weiss es wirklich, auch ich nicht. Bin aber nicht der einzige auf dem Planet, der die Indizien so deutet.

 

Gruss

Rainer

[Wilko Wiedemann]

Dass mindestens einer von den grossen Chlapfs keine reine H2 Explosion war, bin ich mir inzwischen sicher.

Wenn es was anderes war, dann war es höchstens eine chemische Explosion, die aus irgendwelchen Stoffen und Materialien entstanden ist, die bei den Zerstörungen freigesetzt wurden. Im Kraftwerk werden ja noch diverse Betriebsstoffe gebraucht wie Diesel, Hydrazin sowie diverse Säuren und Laugen. Allerdings findet sich das wenigste davon im Sicherheitsgebäude.

 

Eine Nuklearexplosion, so wie es diverse Medien immer wieder für eventuell möglich halten, ist schlichtweg nicht möglich. Auch nicht, durch irgendwelche Kernschmelzen und Kernveränderungen. Uran in Kernreaktoren sind mit ca. 3.5% Spaltstoff angereichert. Richtig angeordnet und unter bestimmten Bedingungen ist so eine Kettenreaktion möglich und natürlich steuerbar. Schmilzt nun der Brennstoff zusammen, so ist eine weiterführende Spaltreaktion immer noch möglich. Daher wird in Fukushima dem Kühlwasser Borsäure zugesetzt, die die freien Neutronen, die zur Spaltung notwendig sind einfangen. Der Hauptteil der abzuführenden Wärme entsteht aber aus Nachzerfällen der Spaltprodukte und nicht durch die Spaltungen selber.

Um eine explosionsfähige Masse zu erhalten ist aber viel zuwenig Spaltstoff vorhanden. Um explosionsfähiges Uran zu erhalten, müsste der Anreicherungsgrad weit über dem zehnfachen liegen. Die Hiroshimabombe lag um die 90%. Zusätzlich müsste eine starke Neutronenquelle vorliegen und Reflektoren, die auch dafür sorgen, dass die Neutronen die Spaltstoffkerne treffen und nicht durch Streuung verloren gehen.

 

Was ich an den H2-Explosionen einfach nicht verstehen kann ist der Sachverhalt, dass man den Dampf in einen Gebäudeteil leitet, wo er sich zum Knallgas entwickeln konnte, anstatt in die Atmosphäre. Das bischen Dampfaktivität wäre bei weitem weniger problematisch gewesen.

Im Sicherheitsgebäude gab es zwar H2-Rekombinatoren, die den Wasserstoff aus der Atmosphäre filtern, aber die waren - ihr werdets euch denken - elektrisch betrieben. In allen Schweizer KKW gibt es nur passive H2-Rekombinatoren, die ohne Strom funktionieren.

[PeterH]

...

Was ich an den H2-Explosionen einfach nicht verstehen kann ist der Sachverhalt, dass man den Dampf in einen Gebäudeteil leitet, wo er sich zum Knallgas entwickeln konnte, anstatt in die Atmosphäre. Das bischen Dampfaktivität wäre bei weitem weniger problematisch gewesen

 

Genau das habe ich mich damals auch gefragt: Die Gefahr einer Wasserstoffentwicklung bei einem solchen Störfall war ja bekannt - wieso hat man nicht einfach das Zeug durchs Dach entweichen lassen...

 

Volle Zustimmung zu Deiner Erklärung, warum eine Nuklearexplosion bei dieser Art Kernreaktor unmöglich ist. Man könnte noch auf die ganz verschiedenen Wirkungsquerschnitte von U238 und U235 eingehen und damit auf die Spaltbarkeit durch schnelle oder langsame Neutronen, aber ich denke, das würde zu weit führen.

 

Für die "Nein-Danke"-Fraktion: Es gab durchaus Reaktoren (meist Graphitmoderiert und gasgekühlt), die mit viel höher angereichertem Uran arbeiteten. Aber sogar die hätten - Physik - kaum zu einer Nuklearexplosion führen können. Die Tschernobyl-Reaktoren waren Graphitmoderiert und Wassergekühlt, mit einem *intelligenten* Containment wären es eigentlich ganz vorteilhafte Konstruktionen - wenn man denn - wie z.B. Rußland - genug Graphit besitzt :009:.

 

So einfach ist es eben gottseidank doch nicht, eine Nuklearexplosion zustande zu bringen - wobei eine Uranbombe (Hiroshima) für nichtstaatliche Organisationen :eek: vielleicht gerade noch machbar wäre, wenn (wenn!) man denn an genug hochangereichertes Uran käme, wie's Wilko erklärt hat. Eine Plutoniumbombe (Nagasaki) hat viel höhere Reaktionsgeschwindigkeiten und funktioniert nach dem Uranbombenprinzip und ohne sehr ausgeklügelte "Zündmechanismen" nicht (die Kettenreaktion setzt wegen der schnellen Verpuffung der Materials sofort wieder aus) - was wegen der Kontamination der näheren Umgebung auch nicht auf die leichte Schulter zu nehmen wäre (Stichwort: Schmutzige Bombe).

 

Gruß

Peter

 

P.S. @Rainer: Was den "glühenden Brei" betrifft: Die Reaktivität nimmt bei steigender Temperatur ab. Das ist eine der ganz wichtigen natürlichen "Regelungsmechanismen" bei einer kontrollierten Kernspaltung. Ein Reaktor kann also bei steigender Temperatur nicht "weglaufen", also immer heißer werden. Natürlich reicht's zu Schmelze, aber dann gibt's vermutlich nicht mehr viel Wärme aus der Spaltung.

[Wilko Wiedemann]

mit einem *intelligenten* Containment wären es eigentlich ganz vorteilhafte Konstruktionen

Meines Errachtens sind die RBMK-Reaktoren eine heikle Konstruktion, die schon im Normalbetrieb unangenehme Eigenschaften hat. Bei diesen Reaktoren dient das Wasser nur der Kühlung und nicht der Moderation (Abbremsung der Neutronen auf Spaltgeschwindigkeit). Verliert man das Wasser nun bei einem Störfall, dann steigt die Leistung im Reaktor an durch die wegfallende Absorbtion von Neutronen im Wasser. Dies führte letztendlich zur Zerstörung des Reaktors in Tschernobyl.

In wassermoderierten Reaktoren passiert das Gegenteil. Verliert man das Wasser, wird die Kettenreaktion gestoppt, da die Neutronen nicht mehr gebremst werden.

Die Russen wissen das natürlich auch, aber man muss sehen, was neben der Stromproduktion der Hauptzweck der RBMK war: Die Produktion von Plutonium. Aufgrund des RBMK-Designs konnte diese bei vollem Betrieb dem Reaktor entnommen werden, was bei westlichen Konstruktionen nicht möglich ist.

[PeterH]

Ich denke, ich kann da Deiner Einschätzung zustimmen, obwohl die Möglichkeit, die Brennstäbe im Betrieb einzeln - auch für Kontrolle und Wartung - zu wechseln (also ohne die ganze Anlage herunterzufahren und ohne die Komplikationen beim Wiederanfahren) für mich auch nicht von der Hand zu weisen wäre. Zudem braucht der Tschernobyl-Reaktor keinen Druckbehälter usw...

 

Ich hab' seit einiger Zeit die Übersicht verloren: Wollten die Russen das Design nicht noch weiterentwickeln?

 

Anmerkung für die Interessierten: Bei diesem Typ wird jeder Brennstab einzeln gekühlt.

 

Gruß

Peter

[Wilko Wiedemann]

Zudem braucht der Tschernobyl-Reaktor keinen Druckbehälter usw...

Naja, eigentlich hat er hunderte Druckbehälter, einen für jeden Brennstab :) Die Vorteile für Kontrolle und Wartung sind natürlich nicht von der Hand zu weisen, aber die entstanden ja auch aus der Notwendigkeit, die einzelnen Brennstäbe im Betrieb entnehmen zu können.

 

Wollten die Russen das Design nicht noch weiterentwickeln?

Wäre interessant zu wissen. Da bin ich aber auch überfragt.

[Rainero]

Wilko, was denkst Du von der Theorie, dass es eine Wasserdampfexplosion zwischen Druckgefäss und Containment war? Also unten im Containment hat sich (Meer-)Wasser angesammelt, und als der Brennstoff unten durch das zu dem Zeitpunkt 'trockene' Druckgefäss durch ist und in Kontakt mit dem Wasser kam, wurde eine Wasserdampfexplosion ausgelöst, welche wiederum die H2 Explosion zur Folge hatte? Ich rede hier von Unit 3, natürlich. Das Containment müsste das aushalten und die Wucht kommt oben aus dem gelupften Deckel. Hat jemand bei Unit 3 den gelben Deckel (Reactor Wellhead) gesehen, ist der überhaupt noch da?

 

Ich weiss, irgendwas ist auch an der Erklärung komisch, weil kurz danach hatte es laut TEPCO wieder Druck im RPV. Aber während dem Chlapf ist der Druck zusammengebrochen. Messfehler? Sensoren kaputt? Differentialdrucksensoren, also wenn aussen auch hoher Druck herrscht zeigen die 0 Differenz an?

 

Für mich schon ein Unterschied, ob die Explosion über dem PCV war oder innendrin mit Brennstoffschlürze gemischt.

 

Gruss

Rainer

[Wolkenschieber]

Hier kann man die aktuelle Lage/Messwerte verfolgen (GRS Gesellschaft für Anlagen und reaktorsicherheit).

 

 

http://fukushima.grs.de/kommunikation-medien/japan-statusmeldungen

 

http://fukushima.grs.de/content/aktuelle-entwicklungen

 

http://blog.safecast.org/

[mds]

Wie konnte es anscheinend rund 100 Personen gelingen, auf das Gelände des KKW Beznau zu gelangen?

 

http://photo.greenpeace.org/C.aspx?VP3=ViewBox_VPage&ALID=27MZIF3SFEGN&CT=Album

 

Martin

[Ted]

Wie konnte es anscheinend rund 100 Personen gelingen, auf das Gelände des KKW Beznau zu gelangen?

 

http://photo.greenpeace.org/C.aspx?VP3=ViewBox_VPage&ALID=27MZIF3SFEGN&CT=Album

 

Martin

 

Weil kein russisches Wachpersonal zugegen war !

[Uli G.]

Ich würde meinen, lass sie rein, an wichtige Orte kommen sie eh nicht und wenn sie auf dem freien Gelände sind, hat man sie im Auge bis die Polizei kommt.

Nur schade, dass sie jetzt nicht 4 Wochen auf einem Velo strampeln müssen um ihren geliebten "Ökostrom" für sich selber zu erzeugen.

 

Aber ..... schiesst Wilko jetzt die Seile ab, damit das unnütze Plakat wieder runter fällt ? :D

[Ted]

Ich würde meinen, lass sie rein, an wichtige Orte kommen sie eh nicht und wenn sie auf dem freien Gelände sind, hat man sie im Auge bis die Polizei kommt.

Nur schade, dass sie jetzt nicht 4 Wochen auf einem Velo strampeln müssen um ihren geliebten "Ökostrom" für sich selber zu erzeugen.

 

Aber ..... schiesst Wilko jetzt die Seile ab, damit das unnütze Plakat wieder runter fällt ? :D

 

Aber in Sibirien müssten die auf den Velos strampeln :004:

[Uli G.]

Aber in Sibirien müssten die auf den Velos strampeln :004:

 

Ja :D und ohne Schaltung mit rostiger Kette, damit man hört, wenn einer Pause macht :D

[Wilko Wiedemann]

Wie konnte es anscheinend rund 100 Personen gelingen, auf das Gelände des KKW Beznau zu gelangen?

Das ist eigentlich ganz einfach. Wenn so viele Personen koordiniert gemeinsam von verschiedenen Seiten mit Leitern die Zäune stürmen, dann bräuchte man eine kleine Armee, um sie daran zu hindern. Das haben wir aber nicht und bis die Polizei da war, waren die längst drinnen. In sicherheitsrelevante Bereiche und ins innere der Gebäude konnten sie aber nicht vordringen.

Dazu kommt, dass Wache und Betriebspersonal kaum was machen dürfen. Wir wurden auch angewiesen, uns nicht zu beteiligen. Wir dürfen Personen nur festhalten und vom Areal führen. Alles andere darf nur die Polizei. Und die verhielt sich sehr passiv. Man lies die Aktivisten gewähren und wartet quasi darauf, dass sie von selber wieder runterkommen. Ein gewaltsames Entfernen wäre auch relativ gefährlich für alle Beteiligten. Unsere Feuerwehr und Sanität steht für alle Fälle im Einsatz.

 

Was aber nicht stimmt ist die Anzahl der Aktivisten im umzäunten Areal. Viele besetzten Gebäude ausserhalb des umzäunten Sicherheitsbereichs. Innerhalb gelangten sie aufs Werkstattgebäude. An die Sicherheitsgebäudewand gelangten zwei (einer davon offenbar der Typ, der schon in Russland fest sass) und noch etwa sechs auf den grossen Kran. Die restlichen im Areal waren eigenlich hauptsächlich Ablenkung und waren recht schnell wieder entfernt.

 

Die ganze Aktion war jedenfalls äusserst gut geplant und minutiös ausgeführt. Die Kletterer hatten alle Kameras auf dem Kopf. Ebenfalls flog ein motorisierter Gleitschirm ums KKW (inkl. den Hochspannungsmasten). Sogar eine Drohne für Luftaufnahmen wurde eingesetzt.

 

Passieren wird den Aktivisten wohl praktisch nichts. Eine Anzeige wegen Hausfriedensbruch, that's it. Und darauf gibts ja wohl nur wieder irgend ne Kuschelstrafe. Zudem war ein Grossteil der Aktivisten ais dem Ausland. Zum Vergleich: Letztes Jahr drangen Aktivisten in eine amerikanische Anlage ein, mitdabei sogar eine 80-Jährige. Die sitzen jetzt alle mindestens drei Jahre im Knast.

[AnkH]

Das ist eigentlich ganz einfach. Wenn so viele Personen koordiniert gemeinsam von verschiedenen Seiten mit Leitern die Zäune stürmen, dann bräuchte man eine kleine Armee, um sie daran zu hindern. Das haben wir aber nicht und bis die Polizei da war, waren die längst drinnen. In sicherheitsrelevante Bereiche und ins innere der Gebäude konnten sie aber nicht vordringen.

[...]

 

Erzähl das mal dem Komiker mit Namen Bastien Girod. Der phantasiert sich da wieder mal ein Szenario zusammen, dass einem die Haare zu Berge stehen und lässt dabei einfachste, logische Schlussfolgerungen ausser acht... :009:

[Wilko Wiedemann]

Naja, von Girod kann man auch nicht mehr erwarten. Ist ja klar, dass jetzt alle Grünen und Anti-AKW-Schwätzer auf den Zug aufspringen. Ich warte nur auf unqualifizierte Äusserungen von Geri Müller oder Rudolf Rechsteiner.....

 

Aber es soll wirklich einer eine plausible Methode nennen, wie man mehrere Dutzend Leute hindert, Zäune zu übersteigen, ohne mehrere Dutzend Wachleute zu haben, oder ohne Waffen einzusetzen. Ich habe Fotos aus Schweizer Kraftwerken aus den 70er-Jahren gesehen, wo man sieht, wie mit Wasserwerfern Leute von den Zäunen gespühlt wurden, oder die Leitern mit Stangen einfach umgekippt wurden. Man hatte auch noch Pumpguns mit Gummischrot vorrätig etc. Heute alles undenkbar, dies gegen unbewaffnete "friedliche" Aktivisten einzusetzen. Und das ist ein Problem jedes Sicherheitsbereiches in der Schweiz, nicht nur in KKWs.

[Danix]

Ich dachte solche Zäune seien unter Strom?

 

Oder doch zumindest eine Krone aus Nato-Stacheldraht?

 

Vielleicht müsste man einen zivilrechtlichen Prozess anstrengen, wenn der strafrechtliche Weg nichts bringt?

 

Dani

[Wilko Wiedemann]

Ich dachte solche Zäune seien unter Strom?

In der Schweiz nicht möglich und das wäre auch nicht praktikabel.

 

Oder doch zumindest eine Krone aus Nato-Stacheldraht?

Ja, das haben sie. Aber das kann man mit Juttesäcken oder alten Matratzen locker überwinden.

 

Man muss schon sehen, die Zäune sind nicht für einen Ausschluss von Eindringlingen konzipiert, sondern dazu, diese zu Verzögern und zu detektieren (Alarmanlage). Der eigentliche Ausschluss findet an den Gebäudeeingängen statt. Da kommt man in die relevanten Gebäudeteile nur mit biometrischer Erkennung rein.

[Juschi]

Ich hab da mal eine Frage. Aus dem Wikipedia Artikel zur Nachzerfallswärme habe ich entnommen, dass 149 Megawatt thermische Leistung 3,72% eines handelsüblichen Kernreaktors sind. Diese Nachzerfallswärme würde 2500 m³ Wasser von 15 °C auf 100 °C innerhalb 100 Minuten erhitzen.

 

Über einen Dreisatz habe ich mir dann errechnet, dass bei voller Leistung ca. 10 Kubikmeter Wasser in einer Sekunde von 15 Grad auf 100 Grad erhitzt werden.

 

Bedeutet das, dass rund 10.000 Liter Wasser in einer einzigen Sekunde durch die Rohre um den Reaktor fließen?

[Wilko Wiedemann]

Die Zahlen kommen schon hin. Unser eher kleiner Reaktor (1132 MWth) in Beznau hat rund 100 m³ Wasser im Kreislauf und diese werden in 10 Sekunden einmal umgewälzt.

 

Im Volllastbetrieb in einer Druckwasseranlage beträgt die Eintrittstemperatur in den Reaktor ca. 280 Grad und am Austritt ca. 315 Grad, die Aufwärmspanne beträgt also nur etwa 35 Grad.

[Danix]

Interessant. Habe gerade wieder was neues gelernt: MWth heisst MW thermisch und ist eine Einheit für thermisch erzeugte Leistung.

 

Die 100 m3 sind aber die Wassermenge im sekundären Kreislauf? Die Nachzerfallswärme würde ja zuerst mal den primären Kreislauf erwärmen? Wieviel Wasser gibt es denn da?

[Wilko Wiedemann]

Die 100 m3 sind im Primärkreislauf. Im Sekundärkreislauf ist noch mehr Wasser im Umlauf.

[Juschi]

Die Zahlen kommen schon hin. Unser eher kleiner Reaktor (1132 MWth) in Beznau hat rund 100 m³ Wasser im Kreislauf und diese werden in 10 Sekunden einmal umgewälzt.

 

Im Volllastbetrieb in einer Druckwasseranlage beträgt die Eintrittstemperatur in den Reaktor ca. 280 Grad und am Austritt ca. 315 Grad, die Aufwärmspanne beträgt also nur etwa 35 Grad.

 

Wie groß ist der Durchmesser des Rohres, das 10.000 Liter Wasser in einer Sekunde liefert? Bzw. wie schnell ist die Fließgeschwindigkeit?

[Wilko Wiedemann]

Der Rohrdurchmesser beträgt ca. 70cm und die Fliessgeschwindigkeit ca. 15m/s.