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Lage japanischer Kernreaktoren (insgesamt 61 AKW´s )

Physikalische Aspekte der AKW-Probleme in Japan 2011 (Stand: 16.März 2011 – 14 Uhr) Erstellt von: L. Jakob und E. Wesenberg. Lage japanischer Kernreaktoren (insgesamt 61 AKW´s ). Erdbeben und Tsunami. Probleme in AKW Fukushima I. Daten des AKW Fukushima I.

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Lage japanischer Kernreaktoren (insgesamt 61 AKW´s )

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Presentation Transcript

  1. Physikalische Aspekte der AKW-Probleme in Japan 2011(Stand: 16.März 2011 – 14 Uhr)Erstellt von:L. Jakob und E. Wesenberg

  2. Lage japanischer Kernreaktoren(insgesamt 61 AKW´s)

  3. Erdbeben und Tsunami

  4. Probleme in AKW Fukushima I

  5. Daten des AKW Fukushima I • Bau: 1967 (Betriebsaufnahme: 1970) • 6 Siedewasserreaktoren • Erzeugung einer Nettoleistung von 4500 Megawatt Strom • Vergleich: Deutsches AKW maximal 1410 Megawatt Nettoleistung • Sollte im Jahresverlauf abgeschaltet werden

  6. Was passierte im AKW Fukushima? • Schweres Erdbeben (Stärke 9,0) am 11.März 2011 erschüttert Japan • Stromversorgung im AKW fiel aus • Pumpen, welche Kühlwasser transportieren, arbeiten nicht mehr • Angesprungene Notstromaggregate werden durch Tsunami nach einer Stunde zerstört • Zerstörte Infrastruktur verhindert Reparatur der Pumpen

  7. Was passierte im AKW Fukushima? •  Versagen des Kühlsystems aller Blöcke sowie einer Lagerstätte alter Brennelemente (Abklingbecken) • Kühlwasser verdampfte  Brennstäbe teilweise, oder gar nicht mehr von Wasser umgeben. Notkühlung durch Meerwasserzufluss nicht ausreichend. • Beginn einer Kernschmelze (?!) in Folge der extrem hohen Temperaturen offenbar in 3 verschiedenen Reaktoren • In Folge der extremen Verdunstung und Reaktion des Wasserdampfes mit freiliegenden Zirkonium-Brennelementen kam es zu einer Verpuffung von Wasserstoff (Knallgas-Explosion) in den Reaktoren 1-3 • Feuerausbruch in Reaktor 3 und 4

  8. Explosion des Reaktorblocks 1

  9. Prinzipieller Aufbau eines Siedewasserreaktors

  10. Sicherheitseinrichtungen 1. Äußere Abschirmung (1,2m) 2. Containment (4cm Stahl) 5. Reaktordruckgefäß (20cmSpezialstahl) 6. Brennstäbe 9. Druckentlastungsventil

  11. Funktionsweise Kernreaktor

  12. Wie kommt es zur Kernschmelze? • Siedewasserreaktoren sind prinzipiell „unterkritisch“, d.h. bei fehlendem Kühlwasser stoppt die Kettenreaktion • Problematisch ist jedoch die so genannte Nachzerfallswärme (Wärme die entsteht, wenn die zuletzt gespaltenen Atomkerne weiter radioaktiv zerfallen) • Nachzerfallswärme kann nicht durch die Steuerstäbe kontrolliert werden • Bei vollständigem Ausfall des Kühlsystems kann es durch die Nachzerfallswärme zu einer Kernschmelze kommen

  13. Was ist eine Kernschmelze? • Als Kernschmelze bezeichnen man einen schweren Unfall in einem Kernreaktor • Die Brennstäbe überhitzen massiv (ca. 2000°C) • Durch die Hitze beginnen die Hüllrohre und der darin eingeschlossene Kernbrennstoff der Brennstäbe zu schmelzen. • Das geschmolzene Material sammelt sich am Boden des Reaktors • Im Endstadium kann es passieren, dass die extrem heißen Schmelzprodukte sich durch den Boden schmelzen und somit in den Boden und Grundwasser gelangen

  14. Wie funktioniert das Kühlsystem? Pumpen (15 +16) ohne Stromversorgung: Strommasten und Notstromgeneratoren „weggespült“, Batterien hielten nur 8 Stunden

  15. Gelingt es nicht, den Druck im Reaktor zu senken, kommt es zur Hochdruckschmelze • Durch schnelle Verdampfung des Kühlwassers kann es zu Wasserdampfexplosion kommen • Der hohe Druck kann das Containment beschädigen (offenbar in Reaktor 2) • In Folge dessen kann radioaktives Material freigesetzt werden

  16. Biologische Wirkung rad. Strahlung bis 0,5 Sievertkeine nachweisbare Wirkung außer geringfügigen Blutbildveränderungen. Statistisch erhöhte Krebswahrscheinlichkeit.0,5 bis 1,5 Sievertbei etwa 5-25 % etwa einen Tag lang Erbrechen und Übelkeit, gefolgt von anderen Symptomen der Strahlenkrankheit; keine Todesfälle zu erwarten.1,5 bis 3,5 Sievertoft Erbrechen und Übelkeit am ersten Tag, gefolgt von anderen Symptomen der Strahlenkrankheit; bis zu 20 % Todesfälle innerhalb von 2 bis 6 Wochen3,5 bis 5 Sievertbei allen Exponierten Erbrechen und Übelkeit am ersten Tag; etwa 50 % Todesfälle innerhalb eines Monats5 bis 7,5 Sievertbei allen Exponierten Erbrechen und Übelkeit innerhalb von 4 Stunden. Bis zu 100 % Todesfälle;

  17. Voraussichtliche Verbreitung • Radioaktivität wird nicht (oder nur in unschädlichen Mengen) nach Deutschland gelangen! • Tokio (ca. 37 Mio Einwohner!) ist gefährdet

  18. Wie problematisch ist Fukushima I einzustufen? • Die internationale Energiebehörde (IAEA) stuft Unfälle in Kernkraftwerken mit einer INES-Skala ein • Skala besitzt Stufen 0 bis 7 • Fukushima I besitzt derzeit die Stufe 4 (japanische Regierung) bzw. 6 (franz. Atomsicherheitsbehörde), d.h. „Unfall“ bzw. „schwerer Unfall““ • Vergleich: Reaktorunfall Tschernobyl – Stufe 7 – „Katastrophaler Unfall“

  19. Tschernobyl? Was war das nochmal? • 26. April 1986 • Größte nukleare Katastrophe der Geschichte im Kernkraftwerk Tschernobyl • Eine Explosion im Reaktorblock 4 führte zu einem Super-Gau

  20. große Mengen radioaktiven Materials wurden in die Luft geschleudert • Fläche von 3900000 km² kontaminiert • Japan hat eine Fläche von 377835 km² • Jährliche Kosten bis heute: ca. 5% des ukrainischen BIP

  21. Welche Maßnahmen wurden in Japan ergriffen? • Evakuierungsmaßnahmen wurden eingeleitet (20km Radius um das AKW) • Bisher Evakuierung von 200000 Menschen • Nur noch Notbesatzung von 50 Arbeitern im Kraftwerk • Meerwasser wurde zur Kühlung in Reaktorblock 1 - 3 eingeführt • Dem Meerwasser beigemischte Borsäure dient zusätzlich als Neutronenabsorber • Verteilung von Iod-Tabletten an Bevölkerung (Schilddrüsenkrebs-Vorsorge)

  22. Bedeutung für Deutschland • Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke ausgesetzt  7 AKW´s abgeschaltet • Neubewertung des Begriffs „Restrisiko“ • Zeitalter der erneuerbaren Energien möglichst schnell erreichen

  23. Warum Kernenergie? • Günstig • Geringer Rohstoffbedarf • Geringe CO2 Emission • Grundlastfähig (immer verfügbar)

  24. Zynismus zum Abschluss:

  25. Literaturverzeichnis: • http://de.wikipedia.org/wiki/Fukushima_1 (Datum des Zugriffs: 13.03.2011 - 16 Uhr) • http://de.wikipedia.org/wiki/Kernschmelze (Datum des Zugriffs: 13.03.2011 - 16 Uhr) • http://de.wikipedia.org/wiki/Katastrophe_von_Tschernobyl (Datum des Zugriffs: 13.03.2011 - 15:30 Uhr) • http://www.n-tv.de/Spezial/Was-bedeutet-Fukushima-4-article2826246.html (Datum des Zugriffs: 13.03.2011 - 16:30 Uhr) • http://www.n-tv.de/Spezial/Japan-steht-vor-einer-nuklearen-Katastrophe-article2835141.html (Datum des Zugriffs: 14.03.2011 - 16:00 uhr) • http://umweltinstitut.org/fragen--antworten/radioaktivitat/jodversorgung-bei-nuklearer-freisetzung-39.html(Datum des Zugriffs: 14.03.2011 - 17 Uhr) • http://www.morgenpost.de/printarchiv/politik/article1574485/Merkels-Furcht-vor-der-Atomdebatte.html (14.03.2011 - 17Uhr) • http://uk.reuters.com/article/2011/03/14/us-japan-quake-nuclear-france-idUKTRE72D6PR20110314 • http://www.spiegel.de/panorama/0,1518,751203,00.html (16.03. 10Uhr) • http://www.salzburg.com/online/thema/thema+erdbebenjapan/Info-Die-Folgen-der-Strahlung.html?article=eGMmOI8VdeV27ZBsyV5y7apIACZg3BTTFcuR9w5&img=&text=&mode= (16.3. 15Uhr)

  26. Abbildungsverzeichnis • http://www.spiegel.de/politik/ausland/bild-750856-191427.html • http://d1.stern.de/bilder/stern_5/panorama/2011/KW10/fukushima/fukushima_05_maxsize_735_490.jpg • http://estb.msn.com/i/C8/BD201AAEF56F9C5A199586B843C172.jpg • http://www.n-tv.de/img/28/2824291/Img_4_3_220_1299951159.jpg9092293374203570470.jpg • http://www.spiegel.de/images/image-191017-galleryV9-jxys.jpg • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/38/Schema_Siedewasserreaktor.svg • http://blog.rainbownet.ch/bilder/tchernobyl-reaktor-katastrophe.jpg • http://blog.rainbownet.ch/bilder/tchernobyl-reaktor-katastrophe.jpg • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Chernobylreactor_1.jpg • http://www.spiegel.de/panorama/bild-750714-191427.html • http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-65611.html • http://www.zw-jena.de/energie/kernenergie.html • http://www.youtube.com/watch?v=kjx-JlwYtyE • http://xinos.wordpress.com/2011/03/13/kernschmelze-in-zweitem-reaktor/ • http://www.spiegel.de/panorama/0,1518,750714,00.html • http://www.spiegel.de/spiegel/ • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/Strommix-D-2009.png • http://www.tagesschau.de/multimedia/sendung/ts25378.html • http://www.tagesschau.de/ausland/fukushima174.html • http://orf.at/stories/2047501/2047507/ • http://www.spiegel.de/panorama/bild-751122-192410.html • http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Kernreaktoren_in_Japan • http://www.n-tv.de/img/28/2847656/O_1000_680_680_1034x664-KKKruemmel-Energie-Grafik-Detail-14376903.jpg • http://www.spiegel.de/flash/flash-24377.html • http://www.spiegel.de/flash/flash-25464.html

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