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Mediengeschichte und Siedewasserreaktor: Unterschied zwischen den Seiten

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[[Datei:Newseum front pages box.jpg|thumb|Ausstellung von [[Titelseite]]n im ''[[Newseum]]'', Washington, D.C.]]
Der '''Siedewasserreaktor (SWR)''' ist ein [[Leichtwasserreaktor|Leichtwasser]]-[[Kernreaktor]] zur [[Wärme]]erzeugung in [[Kraftwerk]]en, bei dem [[Wasser]] als [[Moderator (Physik)|Moderator]] und Kühlmittel dient. Nach dem [[Druckwasserreaktor]] (DWR), der ebenfalls in der Regel mit Leichtwasser betrieben wird, ist es der zweitmeist verbreitete Kernreaktortyp (20 % der Energieerzeugung<ref>[https://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/npp-reactor-types.htm Nuclear power plants, world-wide, reactor types; European Nuclear Society, 2015]</ref>). Im Gegensatz zum DWR mit Primär- und Sekundärkreislauf verfügt der SWR nur über einen Dampf-Wasser-Kreislauf. Der Kreislauf des [[Radioaktivität|radioaktiv]] belasteten Kühlmittels ist somit nicht auf den [[Sicherheitsbehälter]] (Containment) beschränkt. Der erreichbare [[Wirkungsgrad]] eines SWR-Kraftwerks liegt geringfügig über dem Wert von DWR-Kraftwerken, da das Wasser im Reaktor selbst verdampft und die zusätzliche Wärmeübertragung im Verdampfer deshalb entfällt. Druck und Temperatur sind kleiner als beim DWR.


Der Siedewasserreaktor wurde vom [[Argonne National Laboratory]] und [[General Electric]] in der Mitte der 1950er Jahre entwickelt. Der wichtigste gegenwärtige Hersteller ist [[GE Hitachi Nuclear Energy]], ein Unternehmen mit Hauptsitz in [[Wilmington (North Carolina)]], das auf die Konzeption und den Bau dieser Art von Reaktor spezialisiert ist.
'''Mediengeschichte''' im allgemeinen Sinn bezeichnet die historische Entwicklung der [[Kommunikationsmittel]], insbesondere der [[Massenmedien]] (Presse, Hörfunk und Fernsehen). Im engeren Sinne bezeichnet der Begriff die Erforschung der Mediengeschichte durch die [[Medienwissenschaft]]. Mediengeschichte ist außerdem ein Teilgebiet der [[Kommunikationswissenschaft|Kommunikations-]] und [[Geschichtswissenschaft]], wobei die Kommunikationswissenschaft auch den Begriff der „Kommunikationsgeschichte“ verwendet.


[[Datei:Boiling_water_reactor_german.svg|miniatur|hochkant=2.0|Schema eines Kernkraftwerks mit Siedewasserreaktor]]
Die Zugänge der Disziplinen unterscheiden sich mitunter beträchtlich, was insbesondere an dem jeweiligen Medienbegriff und methodischen Grundannahmen liegt. Je nach Medienbegriff setzen die Mediengeschichten daher teils in der Ur- und Frühgeschichte, teils mit der Erfindung des Buchdrucks oder erst mit dem Aufkommen von elektronischen Medien im 20. Jahrhundert ein.


== Wirkungsweise ==
Die wissenschaftliche Aufarbeitung der Geschichte der Massenmedien lässt sich in Programm-, Organisations-, Technik- und Rezeptionsgeschichte gliedern.
Das vorgewärmte [[Speisewasser]] wird in den [[Druckbehälter|Reaktordruckbehälter]] gepumpt, der durch den Sicherheitsbehälter vom restlichen Aufbau isoliert ist. In dem Druckbehälter befinden sich die [[Brennelement]]e, meist mit auf etwa 4 % [[Uran-Anreicherung|angereichertem]] [[Urandioxid]] als Brennstoff. Der Reaktordruckbehälter ist zu ungefähr zwei Dritteln mit [[Wasser]] gefüllt. Durch die bei der [[Kernspaltung]] entstehende Wärme verdampfen Teile des Wassers ([[Siedekühlung]]) bei z.&nbsp;B. 71 [[Bar (Einheit)|bar]] und 286&nbsp;[[Grad Celsius|°C]] im Reaktordruckbehälter; dieser [[Heißdampf]] treibt die [[Turbine]]n an. Ein [[Generator]] wandelt die von den Turbinen gelieferte Energie in [[Elektrischer Strom|elektrischen Strom]] um. Der entspannte Wasserdampf wird durch [[Kühlwasser]] im [[Kondensator (Dampfturbine)|Kondensator]] verflüssigt und wieder dem Kreislauf zugeführt. Die im [[Kernreaktor|Reaktor]] erzeugte Dampfmenge beträgt bei einem Siedewasserreaktor typischerweise etwa 7000 [[Tonne (Einheit)|Tonnen]] pro Stunde.


Die Reaktorleistung kann über [[Kreiselpumpe|Umwälzpumpen]] innerhalb des Reaktordruckbehälters im Bereich zwischen etwa 50 und 100 % zur [[Kernkraftwerk#Lastanpassung|Lastanpassung]] geregelt werden. Die Regelung der Kernspaltung findet mittels [[Steuerstab|Steuerstäben]] aus [[Borcarbid]], [[Hafnium]] oder [[Cadmium]] statt. Da die Moderatordichte im oberen Bereich geringer ist (Dampfbildung), werden die Steuerstäbe beim SWR von unten eingefahren, sodass die Reaktion möglichst homogen verteilt bleibt. Beim Abschalten aller Umwälzpumpen fällt die Leistung auf 30 bis 40 % der [[Nennleistung]] in den sogenannten Naturumlaufpunkt. Der (potentielle) Wirkungsgrad eines Siedewasserreaktors ist unwesentlich größer als der des Druckwasserreaktors (≈ 33 %); der Nettowirkungsgrad eines SWRs liegt bei ca. 35 %, da geringere Temperatur und Druck verwendet werden. In der Praxis spielen die Unterschiede im Wirkungsgrad jedoch nur eine untergeordnete Rolle, da bei der Stromerzeugung die Brennstoffkosten lediglich etwa 20 % betragen.
== Wissenschaftsgeschichte ==
Die ersten wissenschaftlichen Studien zur Geschichte der Massenmedien kann man im späten 17. Jahrhundert ausmachen, als auch die erste [[Dissertation]] zur [[Zeitung]] entstand. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts nahmen in westlichen Ländern Bücher zu, die die historische Bedeutung der gedruckten [[Medien]] untersuchten. Häufig waren sie von [[Journalist]]en verfasst, die so historisch die wichtige Bedeutung der Medien untermauerten. Zeitgleich arbeiteten [[Historiker]] etwa zur Geschichte von Flugschriften und der Presse. In den 1920er-Jahren kam es zu einer ersten akademischen Etablierung in der nun entstehenden Zeitungswissenschaft. Eine integrale Analyse der verschiedenen Medien blieb jedoch noch weitgehend aus und Studien zu einzelnen Medien überwogen auch in den folgenden Jahren.
Erst seit den 1980er-Jahren nahmen Studien zu, die die historische Bedeutung unterschiedlicher Medien jenseits der Einzelmedien untersuchten. Das lag sowohl daran, dass die [[Kommunikationswissenschaft]] ihren Gegenstandsbereich stärker über die Presse hinaus erweiterte als auch an der Entstehung der [[Medienwissenschaft]] aus den Film-, Theater- und [[Literaturwissenschaften]] heraus. Erst seit den 1990er-Jahren nahm auch in der [[Geschichtswissenschaft]] das Interesse an der historischen Bedeutung von Medien zu.<ref>Frank Bösch/Annette Vowinckel: ''[http://docupedia.de/zg/Mediengeschichte Mediengeschichte]'', Version: 2.0, in: ''[[Docupedia-Zeitgeschichte]]'', 29. Oktober 2012.</ref>


== Sicherheit und Kontamination ==
== Methoden ==
{{Hauptartikel|Sicherheit von Kernkraftwerken}}
Die Mediengeschichte wird von den einzelnen Disziplinen, aber auch innerhalb der Fächer mit recht unterschiedlichen Methoden und Schwerpunkten betrieben. Lange Zeit dominierten in Deutschland eher organisationsgeschichtliche Ansätze, die die Herstellung, die Verbreitung und den Wandel einzelner Medien untersuchten (etwa die Geschichte der Verleger und Auflagen von Zeitungen, ihre Zensur, propagandistische Verwendung u.ä.).<ref>Vgl. Jürgen Wilke: Grundzüge der Medien- und Kommunikationsgeschichte, UTB Köln u. 2008.</ref> Zudem analysierte die Mediengeschichte vornehmlich die Entwicklung der Medieninhalte (etwa die Darstellung von Ereignissen in der Presse oder die Inhalte von Zeitschriften u.ä.). Während Film- und Medienwissenschaftler dabei eher Inhaltsanalysen einzelner Medienprodukte bevorzugen (etwa einzelner Filme), führt die Kommunikationswissenschaft auch quantitative Inhaltsanalysen durch. Hinzu treten zunehmend Studien zur technischen Entwicklung der Medien, die zugleich die soziale Bedeutung von neuen Medientechniken herausstellen. Ein wichtiges, aber historisch oft schwer fassbares Feld ist die Wirkungs- und Rezeptionsgeschichte von Medien.


[[Datei:Montage Steuerstabantriebe.JPG|miniatur|Montagearbeiten an den Steuerstabantrieben in Gundremmingen]]
Insbesondere die Medienwissenschaften untersuchen die kulturelle Bedeutung der Medienentwicklung. Sie fragen im Anschluss an die Studien von [[Marshall McLuhan]], wie Medien das Denken oder die Wahrnehmung in der Gesellschaft veränderten und betrachten auch die jeweilige Deutung der Medien durch die Zeitgenossen. Durch ihren weiten Medienbegriff haben diese Studien oft den Charakter von Kulturgeschichten. Selbst die Oblate oder das Feuer wird in diesen Mediengeschichten als Medium einbezogen<ref>Vgl. Jochen Hörisch: ''Eine Geschichte der Medien. Von der Oblate zum Internet''.Frankfurt 2004</ref>. Werner Faulstich fasst sogar Priester, Boten oder Narren als "Menschmedium" in seiner Mediengeschichte.<ref>Vgl.Werner Faulstich: ''Mediengeschichte von den Anfängen bis ins 3. Jahrtausend''. Göttingen 2006</ref>

Die [[Dampfturbine]] wird im Siedewasserreaktor – im Gegensatz zum Druckwasserreaktor – direkt von dem im Reaktordruckbehälter erzeugten Wasserdampf betrieben, so dass die mit dem Dampf transportierten radioaktive Stoffe in das Turbinengebäude ([[Maschinenhaus]]) gelangen. Dieses gehört daher – anders als beim Druckwasserreaktor – zum [[Strahlenschutzbereich|Kontrollbereich]]. Daraus ergeben sich die folgenden drei wesentlichen Unterschiede:

* Ein großer Teil des Maschinenhauses kann bei Betrieb nur eingeschränkt begangen werden.

* Die [[Welle (Mechanik)|Turbinenwelle]] muss mit einem aufwändigen System zur [[Dichtung (Technik)|Abdichtung]] und zum Absaugen von eventuell austretendem Leckagedampf ausgestattet sein.

* Es ist ein aufwändiges System zum Absaugen und Behandeln der mit dem Dampf mitgeführten Gase erforderlich.

Die den Dampf [[Kontamination (Radioaktivität)|kontaminierenden]] radioaktiven Stoffe lassen sich in drei Gruppen einteilen:

* Wassergetragene Stoffe
:Dabei handelt es sich um [[Aktivierung (Radioaktivität)|aktivierte]] Ionen (z.&nbsp;B. <sup>24</sup>[[Natrium|Na]]), um Metallpartikel aus den Rohr- und Behälterwerkstoffen (z.&nbsp;B. <sup>60</sup>[[Cobalt|Co]]) und um wasserlösliche Spaltprodukte (z.&nbsp;B. <sup>137</sup>[[Cäsium|Cs]], <sup>99m</sup>[[Technetium|Tc]]).
:Bei den heute in Betrieb befindlichen SWR-Kernkraftwerken ist innerhalb des Reaktordruckbehälters eine Kombination aus [[Wasserabscheider]] und [[Dampftrockner]] eingebaut. Die wassergetragene Kontamination verbleibt daher zusammen mit dem abgetrennten Wasser zum überwiegenden Teil innerhalb des Reaktordruckbehälters.
* Gasförmige Stoffe
:Die gasförmigen Stoffe werden praktisch vollständig mit dem Dampf aus dem Reaktordruckbehälter ausgetragen und passieren die Turbine. Bei der anschließenden Kondensation des Dampfes werden die Gase aus dem Kondensator abgesaugt und einem Abgasbehandlungssystem zugeführt.
:Der dominierende Teil der Radioaktivität im Dampf besteht aus <sup>16</sup>[[Stickstoff|N]], das durch [[Aktivierung (Radioaktivität)|Aktivierung]] aus dem Sauerstoffisotop <sup>16</sup>[[Sauerstoff|O]] entsteht. <sup>16</sup>N hat eine Halbwertszeit von 7 Sekunden. Nach Beendigung des Reaktorbetriebs kann das Maschinenhaus daher nach wenigen Minuten wieder begangen werden. Weiterhin kommen im Dampf gasförmige Spaltprodukte vor, die radioaktive Isotope der Edelgase [[Krypton]] und [[Xenon]] enthalten.
*[[Jod]]
Wechselwirkungen zwischen Medien- und Gesellschaftsentwicklungen interessieren vor allem die geschichtswissenschaftliche Mediengeschichte. Sie fragt besonders nach den sozialen Wirkungen, die Medien jeweils hatten, etwa im Kontext von Revolutionen, Kriegen oder Diktaturen, aber auch für soziale Normen, Rollen oder Gruppen wie für Frauen, für das städtische Leben oder kolonisierte Länder.<ref>Frank Bösch: ''Mediengeschichte.Vom asiatischen Buchdruck zum Fernsehen, Frankfurt/M.: Campus-Verlag 2011'', S. 89-227</ref> Im Rahmen der "Visual History" analysiert sie, wie typische Bildhaushalte entstanden und historisch wirkungsmächtig wurden. Während bislang die Mediengeschichte vor allem auf einzelne westliche Länder bezogen wurde, zeichnet sich nun langsam ein international vergleichender Trend ab, der die historisch unterschiedlichen Ausprägungen zeigt und die jeweiligen interkulturellen Kontakte durch Medien verdeutlicht.
:Der Übertrag von Jodisotopen aus dem Reaktorwasser in den Dampf wird einerseits von der Wasserlöslichkeit und andererseits von der Flüchtigkeit des Jods bzw. seiner chemischen Verbindungen bestimmt. Die Konzentration an radioaktivem Jod im Dampf ist grundsätzlich höher als die der wassergetragenen Isotope.<ref>[http://books.google.de/books?id=SJOE00whg44C&pg=PA235#v=onepage&q&f=false Karl-Heinz Neeb: The radiochemistry of nuclear power plants with light water reactors Seite 235]</ref>

Durch die radioaktiven Stoffe im Dampf und deren [[Zerfallsreihe|Zerfallsprodukte]] werden Rohrleitungen und Teile der Turbinen an der Oberfläche kontaminiert. Wenn solche Teile ausgetauscht werden, müssen die Altmaterialien vor der Verschrottung durch Abtragen der Oberfläche, zum Beispiel durch [[Sandstrahlen]], [[Dekontamination|dekontaminiert]] werden. Leitungen, die Reaktorwasser führen, werden vor [[Inspektion]]sarbeiten oder vor dem Austausch mit chemischen Verfahren dekontaminiert.

Die Steuerstäbe werden bei Siedewasserreaktoren von unten in den Reaktor eingefahren. Sie werden bei den deutschen und allgemein bei neueren Siedewasserreaktoren durch [[Antriebstechnik|elektrische Antriebe]] justiert. Für die [[Reaktorschnellabschaltung|Schnellabschaltung]] steht unabhängig davon ein [[Hydraulik|hydraulisches]] System zur Verfügung, bei dem unter hohem Druck stehendes Wasser die Steuerstäbe in den Reaktor einschiebt. Das Schnellabschaltsystem ist nach dem [[Fail-Safe|Fail-safe-Prinzip]] aufgebaut, d.&nbsp;h. Fehler im System führen zum selbstständigen Auslösen der Schnellabschaltung.
Darüber hinaus ist ein System zur Einspeisung einer Borsalzlösung<ref name="Bor" />, also neutralisierter [[Borsäure]], vorhanden, die einen hohen Wirkungsquerschnitt für Neutroneneinfang besitzt und daher die nukleare Kettenreaktion unterbrechen helfen kann.

Unabhängig vom Reaktortyp muss nach dem Abschalten, d.&nbsp;h. dem Unterbrechen der nuklearen Kettenreaktion, die [[Nachzerfallswärme]] abgeführt werden. Beim Siedewasserreaktor kann das durch Ableiten von Dampf in den [[Kondensator (Verfahrenstechnik)|Turbinenkondensator]] oder in einen Kondensationsbehälter geschehen. Trotz hoher Energieabfuhr über die [[Verdampfungswärme]] benötigt der Siedewasserreaktor eine anhaltende und ausreichende Wassernachspeisung. In vielen Siedewasseranlagen steht dazu eine Hochdruckpumpe zur Verfügung, die von einer kleinen Dampfturbine angetrieben wird. Es wird dabei zugleich Energie aus dem Reaktor abgeführt, wie auch Wasser nachgespeist. Die Speisung dieses Aggregats kann aus Batterien erfolgen, so dass für begrenzte Zeit eine Kernkühlung auch ohne Notstromgeneratoren möglich ist.

Ein Unterschied zum Druckwasserreaktor besteht darin, dass bei einem Kühlmittelverlust bis unter die Oberkante des [[Reaktorkern]]s in begrenzten Umfang noch eine Kühlung des oberen Teils der [[Brennelement]]e durch vorbeiströmenden Dampf gegeben ist. Bei den [[Nuklearkatastrophe von Fukushima|Nuklearunfällen von Fukushima I]] hat sich gezeigt, dass Schäden durch Überhitzung an den Brennelementen dadurch allerdings nicht verhindert werden.

=== Versagen der Kühlung ===
Das Versagen der Kühlung des Reaktors führt zur Überhitzung und nachfolgend zum Schmelzen der Brennstäbe ([[Kernschmelze]]). Die [[Brennstabhülle]]n, welche in der Regel aus [[Zirkaloy]] bestehen, reagieren bei hoher Temperatur chemisch mit Wasser. Dabei wird [[Wasserstoff]] gebildet. Bei der Vermischung mit Luft entsteht ein explosionsfähiges Gemisch, das zu heftigen Explosionen im Reaktorgebäude führen kann.
Die klassische deutsche Sicherheitsphilosphie für Kernkraftwerke nahm an, dass als ''größter anzunehmender Unfall'' ([[GAU]]), ein Bruch der Hauptkühlmittelleitung mit vollständigem Verlust des Kühlwassers eintritt. Dieser sog. [[Auslegungsstörfall]] sollte als Genehmigungsvoraussetzung ohne massive Verstrahlung der Umwelt noch beherrscht werden können. Kommt es zur teilweisen oder vollständigen Kernschmelze, so sammelt sich eine bis zu 2400&nbsp;°C<ref>[[Johann Bienlein]] und [[Roland Wiesendanger]]: ''Einführung in die Struktur der Materie'', S. 205. B. G. Teubner Verlag, Leipzig, 2003.</ref> heiße radioaktive Schmelze am Boden des [[Reaktordruckbehälter]]s an und kann das Durchschmelzen des Behälterbodens bewirken. Wenn die radioaktive Schmelze den Reaktordruckbehälter sowie den Sicherheitsbehälter durchdrungen hat, wird ein Großteil der Radioaktivität des Reaktors in die Umwelt freigesetzt. Dieses Ereignis wird als „[[Super-GAU]]“ bezeichnet, da es über den „GAU“, auf den die Kernkraftwerke sicherheitstechnisch ausgelegt sind, hinausgeht. Wenn das [[Corium (Reaktortechnik)|Corium]] (die radioaktive Schmelze) auf Wasser, z.&nbsp;B. äußeres Kühlwasser, trifft, kann eine [[Physikalische Explosion|Wasserdampfexplosion]] stattfinden, bei der erhebliche Mengen des Materials atmosphärisch freigesetzt werden. Das heiße radioaktive Material kann sich auch bis ins Erdreich durchschmelzen und das [[Grundwasser]] verseuchen. Das Vorhandensein eines [[Core-Catcher]]s könnte dieses Durchschmelzen in den Boden verhindern. Momentan sind jedoch nur wenige Atomkraftwerke mit Core-Catchern ausgerüstet.

== In Deutschland verwendete Baulinien ==

In Deutschland sind nur noch am Standort Gundremmingen Siedewasserreaktoren in Betrieb (bis 2021). International weit verbreitet sind Siedewasserreaktoren des US-amerikanischen Unternehmens [[General Electric]]. Die ''Boiling Water Reactor'' (BWR) genannten Reaktorkerne der Baureihen 1-4 (BWR/1 bis BWR/4) wurden in einen Sicherheitsbehälter des Typs ''Mark I'' bzw. ab der Reaktorkernbaureihe BWR/5 des Typs ''Mark II'' eingebaut. Auch die erste Generation der in Deutschland errichteten Siedewasserreaktoren geht auf eine Kooperation mit General Electric zurück.

=== Erste Generation (AEG-GE) ===

[[Datei:KRB in Gundremmingen-2.JPG|miniatur|[[Kernkraftwerk Gundremmingen#Sonstiges|KRB]] in Gundremmingen, August 1966]]

Bei den Siedewasserreaktoren in Deutschland (und teilweise in anderen Ländern) wird zwischen verschiedenen Baulinien unterschieden. Typisches Merkmal für die Typen der ersten Baulinien waren das kuppelförmige Gebäude mit einem Containment unter der Betonhülle. Diese Reaktoren wurden in den 1950er und 1960er Jahren von [[AEG]] in Zusammenarbeit mit [[General Electric]] entworfen. Deutsche Kraftwerke dieser Baulinie waren [[Kernkraftwerk Kahl|Kahl]], [[Kernkraftwerk Gundremmingen|Gundremmingen A]] und [[Kernkraftwerk Lingen|Lingen]]. Alle drei Reaktoren sind inzwischen stillgelegt und [[Abriss (Bauwesen)|zurückgebaut]] worden, bzw. befinden sich in der Rückbauphase. In den Nachbarländern Deutschlands sind noch von General Electric gebaute Siedewasserreaktoren in Betrieb, z.&nbsp;B. die schweizerischen Kernkraftwerke [[Kernkraftwerk Mühleberg|Mühleberg]] und [[Kernkraftwerk Leibstadt|Leibstadt]].<br>
Eine Sonderbauform des vorgenannten Reaktortypen war der [[Kernkraftwerk Großwelzheim|Heißdampfreaktor Großwelzheim]] in Karlstein am Main, direkt neben dem Kernkraftwerk Kahl.

=== Baulinie 69 (KWU) ===
Bei der zweiten Baulinie handelt es sich um die Baulinie 69. Dieser Reaktortyp wurde im Jahre 1969 von der damaligen [[Kraftwerk Union]] konzipiert. Ein typisches Merkmal für diese Kraftwerke sind die kastenförmigen Bauten und der separate kugelförmige [[Sicherheitsbehälter]] innerhalb des Gebäudes. Ein direkter Vorläufer des Typs 69 war das stillgelegte und im Rückbau befindliche [[Kernkraftwerk Würgassen]].

Das ARD-Politikmagazin "[[Fakt (Magazin)|Fakt]]" berichtete am 14. März 2011, dass eine österreichische Studie über die Baulinie 69<ref>Wolfgang Kromp et al.: [http://www.risk.boku.ac.at/Schwachstellenbericht_SWR_69.pdf ''Schwachstellenbericht Siedewasserreaktoren Baulinie 69''] (PDF-Datei; 1,4&nbsp;MB), ISR Report 2010/2a, Oktober 2010.</ref> einen gravierenden Konstruktionsfehler erkannt hat: an der Schweißnaht des [[Reaktordruckbehälter]]s kann es zu [[Haarriss]]en kommen, die zu einem Bruch führen könnten. Der Studie zufolge besteht diese Gefahr auch bei den in Deutschland eingesetzten Kraftwerken der Baureihe 69. Dabei bestehe die Gefahr, so der Bericht, dass die Überprüfung der gefährdeten Schweißnähte schwer bis gar nicht möglich sei. Dieser Konstruktionsfehler ist nicht durch Umbauten zu beheben.

In Betrieb befanden sich bis 2011 noch die Kernkraftwerke
* [[Kernkraftwerk Brunsbüttel|Brunsbüttel]],
* [[Kernkraftwerk Isar|Isar 1]],
* [[Kernkraftwerk Philippsburg|Philippsburg 1]] sowie
* [[Kernkraftwerk Krümmel|Krümmel]].
Letztere Anlage war bis zur Leistungserhöhung von [[Kernkraftwerk Oskarshamn|Oskarshamn 3]] im Jahre 2010/11 der leistungsstärkste Siedewasserreaktor weltweit.<ref>Broschüre: Das Kernkraftwerk Krümmel geht in Betrieb, Sonderdruck aus "Atomtechnik 29 (1984)", Herausgeber Kraftwerk Union AG</ref> <ref>[http://www.nuklearforum.ch/ebarticle.php?art_id=de-131729636215&id=de-116487550462 Schweden: Oskarshamn-3 mit voll erhöhter Leistung]</ref>

Nach dem von der Bundesregierung im März 2011 verhängten [[Atom-Moratorium]] infolge der Reaktorkatastrophe von Fukushima wurde Ende Mai 2011 von Bund und Ländern beschlossen, die vorgenannten Reaktoren (sowie vier weitere) stillzulegen.
{{Hauptartikel|Atomgesetz_(Deutschland)#Novellierung_2011}}

=== Baulinie 72 (KWU) ===
Die bisher letzte in Deutschland verwirklichte Baulinie ist die sogenannte Baulinie 72. Auch hier ist das Jahr der Konzipierung, 1972, aus dem Namen ersichtlich. Die Reaktoren dieser Kraftwerke sind in zylinderförmigen Gebäuden untergebracht. Innerhalb der Stahlbetonhülle befindet sich ein zylinderförmiges Containment. Als weltweit einziges Kernkraftwerk wurde das [[Kernkraftwerk Gundremmingen|Kernkraftwerk Gundremmingen B+C]] mit Reaktoren dieser Baulinie errichtet. Die Baulinie 72 ist eine technische Weiterentwicklung der 69er-Baulinie, mit überarbeitetem Sicherheitskonzept und neuer Gebäudekonzeption und -auslegung.<ref>Broschüre: Start in 4 Phasen, Sonderdruck aus "[[Energiewirtschaftliche Tagesfragen]] 36 (1986)", Herausgeber Kraftwerk Union AG</ref>

=== Weiterentwicklung ===

Unter dem Namen KERENA (bis März 2009 SWR 1000) wird von [[Areva NP]] in Kooperation mit [[E.ON]] der Nachfolgetyp der Baureihe 72 entwickelt, ein Siedewasserreaktor mit einer elektrischen Leistung von 1250 MW. AREVA NP und die kanadische Provinz [[New Brunswick]] haben im Juli 2010 eine Absichtserklärung unterzeichnet, die den Bau eines KERENA als Option enthält.<ref>Handelszeitung [http://www.handelszeitung.ch/artikel/Unternehmen-AWP_Areva-baut-neues-Atomkraftwerk-in-Kanada_754348.html]</ref>

== Anwendungsbereich und Standorte ==
Siedewasserreaktoren sind weniger verbreitet als Druckwasserreaktoren, obwohl beide Reaktortypen einen ähnlichen [[Wirkungsgrad]] besitzen. Ihr Vorteil gegenüber Druckwasserreaktoren ist der geringere bautechnische Aufwand (so gibt es zum Beispiel nur einen Wasserkreislauf) sowie eine theoretisch einfachere Störfallbeherrschung. Ein wesentlicher Nachteil ist die wegen der dort herrschenden Strahlung eingeschränkte Begehbarkeit von Teilbereichen des Maschinenhauses während des Leistungsbetriebs (in erster Linie wegen <sup>16</sup>N-Aktivität). Die Leistung des Siedewasserreaktors wird zwischen etwa 60 und 100 Prozent durch Verändern der Umlaufgeschwindigkeit des Wassers und damit des Dampfblasengehalts im Reaktor geregelt. Wegen seiner höheren [[Kernkraftwerk#Lastanpassung|Regelgeschwindigkeit]] ist der Siedewasserreaktor für die Erzeugung von [[Mittellast]] einsetzbar.

Damit die Verteilung der Dampfblasen im Reaktorwasser weitgehend gleichmäßig verteilt ist, muss der SWR senkrecht stehen. In der gebräuchlichen Konstruktion mit internem Sieden kann er daher nicht als Schiffsreaktor eingesetzt werden.

Eine Variante des Siedewasserreaktors ist der Siedewasser[[druckröhrenreaktor]], dessen bekanntester Typ der [[RBMK]], ein Reaktor sowjetischer Bauart, ist.

Standorte in Deutschland:
* [[Kernkraftwerk Kahl]] (Rückbau 2010 abgeschlossen)
* [[Kernkraftwerk Großwelzheim]] (Rückbau 2008 abgeschlossen)
* [[Kernkraftwerk Lingen]] (sicherer Einschluss, Rückbau ab 2013 geplant)
* [[Kernkraftwerk Würgassen]] (im Rückbau)
* [[Kernkraftwerk Brunsbüttel]] ([[Nachbetriebsphase|Nachbetrieb]])
* [[Kernkraftwerk Philippsburg]] (Block 1, Nachbetrieb)
* [[Kernkraftwerk Isar]] (Block 1, Nachbetrieb)
* [[Kernkraftwerk Krümmel]] (Nachbetrieb)
* [[Kernkraftwerk Gundremmingen]] (Block A im Rückbau, Blöcke B/C in Betrieb)

Standorte in der Schweiz:
* [[Kernkraftwerk Leibstadt]] (in Betrieb)
* [[Kernkraftwerk Mühleberg]] (in Betrieb)

Standort in Österreich:
* [[Kernkraftwerk Zwentendorf]] (nach einer Volksabstimmung nicht in Betrieb gegangen)

Weitere Anlagen mit SWR in Europa:
* [[Kernkraftwerk Olkiluoto]] (Finnland)
* [[Kernkraftwerk Santa María de Garoña]] (Spanien)
* [[Kernkraftwerk Cofrentes]] (Spanien)
* [[Kernkraftwerk Oskarshamn]] (Schweden)
* [[Kernkraftwerk Ringhals]] (Schweden)
* [[Kernkraftwerk Forsmark]] (Schweden)
* Außerdem 5 stillgelegte Blöcke in Italien, den Niederlanden und Schweden

== Siehe auch ==
* [[Auslegungsstörfall]]
* [[Sicherheitsbehälter]]
* [[Liste der Kernkraftwerke]]
* [[Advanced Boiling Water Reactor|Fortgeschrittener Siedewasserreaktor]]
* [[Kernreaktor#Reaktortypen|Reaktortypen]]


== Literatur ==
== Literatur ==


* {{Cite book
;Bücher
| edition = 2. Aufl.
* Andreas Böhn, Andreas Seidler: ''Mediengeschichte. Eine Einführung.'' Tübingen: GNV 2008, ISBN 978-3-8233-6415-3
| publisher = Deutscher Taschenbuch-Verlag
* [[Frank Bösch]]: ''Mediengeschichte. Vom asiatischen Buchdruck zum Fernsehen'', Frankfurt/M.: Campus-Verlag 2011, ISBN 978-3593393797.
| isbn = 9783423043670
* Martin Burckhardt: ''Metamorphosen von Raum und Zeit. Eine Geschichte der Wahrnehmung''. 2. Auflage. Campus, Frankfurt am Main 1997, ISBN 3-593-35784-4.
| last = Michaelis
* Martin Burckhardt: ''Vom Geist der Maschine. Eine Geschichte kultureller Umbrüche''. Campus, Frankfurt am Main, New York 1999, ISBN 3-593-36275-9.
| first = Hans
* Manfred Faßler, Wulf R. Halbach (Hrsg.): ''Geschichte der Medien''. Fink, München 1998, ISBN 3-8252-1984-4.
| title = Handbuch der Kernenergie
* [[Werner Faulstich]]: ''Mediengeschichte von den Anfängen bis ins 3. Jahrtausend''. Vandenhoeck und Ruprecht, Göttingen 2006.
| location = München
:''Mediengeschichte 1. Von den Anfängen bis 1700''. ISBN 3-8252-2739-1.
| date = 1982
:''Mediengeschichte 2. Von 1700 bis ins 3. Jahrtausend''. ISBN 3-8252-2740-5.
}}
* [[Frank Hartmann (Medienphilosoph)|Frank Hartmann]]: ''Globale Medienkultur. Technik, Geschichte, Theorien.''. WUV, Wien 2006, ISBN 3-8252-2723-5.
* Hans H. Hiebel, Heinz Hiebler, Karl Kogler: ''Große Medienchronik''. Fink, München 1999, ISBN 3-770-53332-1.
* [[Jochen Hörisch]]: ''Eine Geschichte der Medien. Von der Oblate zum Internet''. Suhrkamp, Frankfurt 2004, ISBN 3-518-45629-6.
* Stefan Hoffmann: ''Geschichte des Medienbegriffs''. Sonderheft der Reihe ''Archiv für Begriffsgeschichte''. Meiner, Hamburg 2002, ISBN 3-7873-1607-8.
* Dieter Prokop: ''Der Kampf um die Medien. Das Geschichtsbuch der neuen kritischen Medienforschung.'' Hamburg 2001
* Helmut Schanze (Hrsg.): ''Handbuch der Mediengeschichte''. Kröner, Stuttgart 2001, ISBN 3-520-36001-2.
* [[Horst Wenzel]]: ''Mediengeschichte vor und nach Gutenberg.'' Wiss. Buchges. Darmstadt 2007 ISBN 978-3-534-20080-1
* Jürgen Wilke: Grundzüge der Medien- und Kommunikationsgeschichte, UTB Köln u. 2008.


* {{Cite book
;Fachzeitschriften
| edition = 5., überarb. und erw. Aufl.
* [[Historical Journal of Film, Radio and Television]] (englisch)
| publisher = Vieweg Teubner
* [[Le Temps des médias]] (französisch)
| isbn = 9783834812070
* [[Rundfunk und Geschichte]] (deutsch)
| last = Zahoransky
| first = Richard
| title = Energietechnik Systeme zur Energieumwandlung Kompaktwissen für Studium und Beruf mit 44 Tabellen
| location = Wiesbaden
| date = 2010
}}


* {{Cite book
== Weblinks ==
| edition = 3., überarb. und erw. Aufl.
| publisher = Vieweg Teubner
| isbn = 9783834808011
| last = Krieger
| first = Hanno
| title = Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes
| location = Wiesbaden
| date = 2009
}}


* {{Cite book
{{Commons|Media history}}
| edition = 1. Aufl.
{{Wiktionary|Mediengeschichte}}
| publisher = Vogel Industrie Medien
* [http://www.rhet.de/uploads/Script01Mediengeschichte.pdf Mediengeschichte: Einführung] (Uni Tübingen; PDF; 181&nbsp;kB)
| isbn = 9783834331311
| last = Borlein
| first = Markus
| title = Kerntechnik
| location = Würzburg
| date = 2009
}}


* {{Cite book
== Einzelnachweise ==
| publisher = Springer
<references />
| isbn = 9783540131809
| last = Ziegler
| first = Albert
| title = Lehrbuch der Reaktortechnik
| location = Berlin
| date = 1984
}}


* {{Cite book
{{Normdaten|TYP=s|GND=4114544-6|REMARK=Mediengeschichte <Fach>.}}
| edition = 2. Aufl.
| publisher = Braun
| isbn = 9783765020186
| last = Smidt
| first = Dieter
| title = Reaktortechnik
| location = Karlsruhe
| date = 1976
}}


* {{Cite book
[[Kategorie:Mediengeschichte| ]]
| edition = 6., aktualisierte Aufl.
[[Kategorie:Liste (Medien)]]
| publisher = Meyers
| isbn = 9783411088560
| last = Kilian
| first = Ulrich
| title = Wie funktioniert das? Die Technik
| location = Mannheim
| date = 2011
}}
== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Bor">[http://tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/fakultaet_maschinenwesen/iet/wket/texte/bor_boehlke.pdf Über die Flüchtigkeit von Boraten bei Siedewasserreaktoren] (PDF; 741&nbsp;kB)</ref>
</references>

== Weblinks ==
{{commonscat|Schemata of boiling water reactor|Schemazeichnungen von Siedewasserreaktoren}}
{{Wiktionary|Siedewasserreaktor}}
* [http://www.strom-online.ch/fortschrkkw.html Strom online - Siedewasserreaktor]
* [http://www.bayern-online.com/v2261/artikelliste.cfm?DID=203&Objectgroup_ID=5600 Bildersammlung Siedewasserreaktor Zwentendorf am Tag der offenen Tür]
* [http://www.energieinfo.de/eglossar/node155.html Sicherheitstechnische Informationen]
* [http://betablogger.info/?p=411 Kernfragen im Brennpunkt] - Vergleichende Diskussion von Siede-, Druckwasser-, und Hochtemperaturreaktoren und ihrer physikalischen Konzeption


[[Kategorie:Reaktortyp]]
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Version vom 10. Juli 2015, 10:46 Uhr

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Der Siedewasserreaktor (SWR) ist ein Leichtwasser-Kernreaktor zur Wärmeerzeugung in Kraftwerken, bei dem Wasser als Moderator und Kühlmittel dient. Nach dem Druckwasserreaktor (DWR), der ebenfalls in der Regel mit Leichtwasser betrieben wird, ist es der zweitmeist verbreitete Kernreaktortyp (20 % der Energieerzeugung[1]). Im Gegensatz zum DWR mit Primär- und Sekundärkreislauf verfügt der SWR nur über einen Dampf-Wasser-Kreislauf. Der Kreislauf des radioaktiv belasteten Kühlmittels ist somit nicht auf den Sicherheitsbehälter (Containment) beschränkt. Der erreichbare Wirkungsgrad eines SWR-Kraftwerks liegt geringfügig über dem Wert von DWR-Kraftwerken, da das Wasser im Reaktor selbst verdampft und die zusätzliche Wärmeübertragung im Verdampfer deshalb entfällt. Druck und Temperatur sind kleiner als beim DWR.

Der Siedewasserreaktor wurde vom Argonne National Laboratory und General Electric in der Mitte der 1950er Jahre entwickelt. Der wichtigste gegenwärtige Hersteller ist GE Hitachi Nuclear Energy, ein Unternehmen mit Hauptsitz in Wilmington (North Carolina), das auf die Konzeption und den Bau dieser Art von Reaktor spezialisiert ist.

Schema eines Kernkraftwerks mit Siedewasserreaktor

Wirkungsweise

Das vorgewärmte Speisewasser wird in den Reaktordruckbehälter gepumpt, der durch den Sicherheitsbehälter vom restlichen Aufbau isoliert ist. In dem Druckbehälter befinden sich die Brennelemente, meist mit auf etwa 4 % angereichertem Urandioxid als Brennstoff. Der Reaktordruckbehälter ist zu ungefähr zwei Dritteln mit Wasser gefüllt. Durch die bei der Kernspaltung entstehende Wärme verdampfen Teile des Wassers (Siedekühlung) bei z. B. 71 bar und 286 °C im Reaktordruckbehälter; dieser Heißdampf treibt die Turbinen an. Ein Generator wandelt die von den Turbinen gelieferte Energie in elektrischen Strom um. Der entspannte Wasserdampf wird durch Kühlwasser im Kondensator verflüssigt und wieder dem Kreislauf zugeführt. Die im Reaktor erzeugte Dampfmenge beträgt bei einem Siedewasserreaktor typischerweise etwa 7000 Tonnen pro Stunde.

Die Reaktorleistung kann über Umwälzpumpen innerhalb des Reaktordruckbehälters im Bereich zwischen etwa 50 und 100 % zur Lastanpassung geregelt werden. Die Regelung der Kernspaltung findet mittels Steuerstäben aus Borcarbid, Hafnium oder Cadmium statt. Da die Moderatordichte im oberen Bereich geringer ist (Dampfbildung), werden die Steuerstäbe beim SWR von unten eingefahren, sodass die Reaktion möglichst homogen verteilt bleibt. Beim Abschalten aller Umwälzpumpen fällt die Leistung auf 30 bis 40 % der Nennleistung in den sogenannten Naturumlaufpunkt. Der (potentielle) Wirkungsgrad eines Siedewasserreaktors ist unwesentlich größer als der des Druckwasserreaktors (≈ 33 %); der Nettowirkungsgrad eines SWRs liegt bei ca. 35 %, da geringere Temperatur und Druck verwendet werden. In der Praxis spielen die Unterschiede im Wirkungsgrad jedoch nur eine untergeordnete Rolle, da bei der Stromerzeugung die Brennstoffkosten lediglich etwa 20 % betragen.

Sicherheit und Kontamination

Montagearbeiten an den Steuerstabantrieben in Gundremmingen

Die Dampfturbine wird im Siedewasserreaktor – im Gegensatz zum Druckwasserreaktor – direkt von dem im Reaktordruckbehälter erzeugten Wasserdampf betrieben, so dass die mit dem Dampf transportierten radioaktive Stoffe in das Turbinengebäude (Maschinenhaus) gelangen. Dieses gehört daher – anders als beim Druckwasserreaktor – zum Kontrollbereich. Daraus ergeben sich die folgenden drei wesentlichen Unterschiede:

  • Ein großer Teil des Maschinenhauses kann bei Betrieb nur eingeschränkt begangen werden.
  • Die Turbinenwelle muss mit einem aufwändigen System zur Abdichtung und zum Absaugen von eventuell austretendem Leckagedampf ausgestattet sein.
  • Es ist ein aufwändiges System zum Absaugen und Behandeln der mit dem Dampf mitgeführten Gase erforderlich.

Die den Dampf kontaminierenden radioaktiven Stoffe lassen sich in drei Gruppen einteilen:

  • Wassergetragene Stoffe
Dabei handelt es sich um aktivierte Ionen (z. B. 24Na), um Metallpartikel aus den Rohr- und Behälterwerkstoffen (z. B. 60Co) und um wasserlösliche Spaltprodukte (z. B. 137Cs, 99mTc).
Bei den heute in Betrieb befindlichen SWR-Kernkraftwerken ist innerhalb des Reaktordruckbehälters eine Kombination aus Wasserabscheider und Dampftrockner eingebaut. Die wassergetragene Kontamination verbleibt daher zusammen mit dem abgetrennten Wasser zum überwiegenden Teil innerhalb des Reaktordruckbehälters.
  • Gasförmige Stoffe
Die gasförmigen Stoffe werden praktisch vollständig mit dem Dampf aus dem Reaktordruckbehälter ausgetragen und passieren die Turbine. Bei der anschließenden Kondensation des Dampfes werden die Gase aus dem Kondensator abgesaugt und einem Abgasbehandlungssystem zugeführt.
Der dominierende Teil der Radioaktivität im Dampf besteht aus 16N, das durch Aktivierung aus dem Sauerstoffisotop 16O entsteht. 16N hat eine Halbwertszeit von 7 Sekunden. Nach Beendigung des Reaktorbetriebs kann das Maschinenhaus daher nach wenigen Minuten wieder begangen werden. Weiterhin kommen im Dampf gasförmige Spaltprodukte vor, die radioaktive Isotope der Edelgase Krypton und Xenon enthalten.
Der Übertrag von Jodisotopen aus dem Reaktorwasser in den Dampf wird einerseits von der Wasserlöslichkeit und andererseits von der Flüchtigkeit des Jods bzw. seiner chemischen Verbindungen bestimmt. Die Konzentration an radioaktivem Jod im Dampf ist grundsätzlich höher als die der wassergetragenen Isotope.[2]

Durch die radioaktiven Stoffe im Dampf und deren Zerfallsprodukte werden Rohrleitungen und Teile der Turbinen an der Oberfläche kontaminiert. Wenn solche Teile ausgetauscht werden, müssen die Altmaterialien vor der Verschrottung durch Abtragen der Oberfläche, zum Beispiel durch Sandstrahlen, dekontaminiert werden. Leitungen, die Reaktorwasser führen, werden vor Inspektionsarbeiten oder vor dem Austausch mit chemischen Verfahren dekontaminiert.

Die Steuerstäbe werden bei Siedewasserreaktoren von unten in den Reaktor eingefahren. Sie werden bei den deutschen und allgemein bei neueren Siedewasserreaktoren durch elektrische Antriebe justiert. Für die Schnellabschaltung steht unabhängig davon ein hydraulisches System zur Verfügung, bei dem unter hohem Druck stehendes Wasser die Steuerstäbe in den Reaktor einschiebt. Das Schnellabschaltsystem ist nach dem Fail-safe-Prinzip aufgebaut, d. h. Fehler im System führen zum selbstständigen Auslösen der Schnellabschaltung. Darüber hinaus ist ein System zur Einspeisung einer Borsalzlösung[3], also neutralisierter Borsäure, vorhanden, die einen hohen Wirkungsquerschnitt für Neutroneneinfang besitzt und daher die nukleare Kettenreaktion unterbrechen helfen kann.

Unabhängig vom Reaktortyp muss nach dem Abschalten, d. h. dem Unterbrechen der nuklearen Kettenreaktion, die Nachzerfallswärme abgeführt werden. Beim Siedewasserreaktor kann das durch Ableiten von Dampf in den Turbinenkondensator oder in einen Kondensationsbehälter geschehen. Trotz hoher Energieabfuhr über die Verdampfungswärme benötigt der Siedewasserreaktor eine anhaltende und ausreichende Wassernachspeisung. In vielen Siedewasseranlagen steht dazu eine Hochdruckpumpe zur Verfügung, die von einer kleinen Dampfturbine angetrieben wird. Es wird dabei zugleich Energie aus dem Reaktor abgeführt, wie auch Wasser nachgespeist. Die Speisung dieses Aggregats kann aus Batterien erfolgen, so dass für begrenzte Zeit eine Kernkühlung auch ohne Notstromgeneratoren möglich ist.

Ein Unterschied zum Druckwasserreaktor besteht darin, dass bei einem Kühlmittelverlust bis unter die Oberkante des Reaktorkerns in begrenzten Umfang noch eine Kühlung des oberen Teils der Brennelemente durch vorbeiströmenden Dampf gegeben ist. Bei den Nuklearunfällen von Fukushima I hat sich gezeigt, dass Schäden durch Überhitzung an den Brennelementen dadurch allerdings nicht verhindert werden.

Versagen der Kühlung

Das Versagen der Kühlung des Reaktors führt zur Überhitzung und nachfolgend zum Schmelzen der Brennstäbe (Kernschmelze). Die Brennstabhüllen, welche in der Regel aus Zirkaloy bestehen, reagieren bei hoher Temperatur chemisch mit Wasser. Dabei wird Wasserstoff gebildet. Bei der Vermischung mit Luft entsteht ein explosionsfähiges Gemisch, das zu heftigen Explosionen im Reaktorgebäude führen kann. Die klassische deutsche Sicherheitsphilosphie für Kernkraftwerke nahm an, dass als größter anzunehmender Unfall (GAU), ein Bruch der Hauptkühlmittelleitung mit vollständigem Verlust des Kühlwassers eintritt. Dieser sog. Auslegungsstörfall sollte als Genehmigungsvoraussetzung ohne massive Verstrahlung der Umwelt noch beherrscht werden können. Kommt es zur teilweisen oder vollständigen Kernschmelze, so sammelt sich eine bis zu 2400 °C[4] heiße radioaktive Schmelze am Boden des Reaktordruckbehälters an und kann das Durchschmelzen des Behälterbodens bewirken. Wenn die radioaktive Schmelze den Reaktordruckbehälter sowie den Sicherheitsbehälter durchdrungen hat, wird ein Großteil der Radioaktivität des Reaktors in die Umwelt freigesetzt. Dieses Ereignis wird als „Super-GAU“ bezeichnet, da es über den „GAU“, auf den die Kernkraftwerke sicherheitstechnisch ausgelegt sind, hinausgeht. Wenn das Corium (die radioaktive Schmelze) auf Wasser, z. B. äußeres Kühlwasser, trifft, kann eine Wasserdampfexplosion stattfinden, bei der erhebliche Mengen des Materials atmosphärisch freigesetzt werden. Das heiße radioaktive Material kann sich auch bis ins Erdreich durchschmelzen und das Grundwasser verseuchen. Das Vorhandensein eines Core-Catchers könnte dieses Durchschmelzen in den Boden verhindern. Momentan sind jedoch nur wenige Atomkraftwerke mit Core-Catchern ausgerüstet.

In Deutschland verwendete Baulinien

In Deutschland sind nur noch am Standort Gundremmingen Siedewasserreaktoren in Betrieb (bis 2021). International weit verbreitet sind Siedewasserreaktoren des US-amerikanischen Unternehmens General Electric. Die Boiling Water Reactor (BWR) genannten Reaktorkerne der Baureihen 1-4 (BWR/1 bis BWR/4) wurden in einen Sicherheitsbehälter des Typs Mark I bzw. ab der Reaktorkernbaureihe BWR/5 des Typs Mark II eingebaut. Auch die erste Generation der in Deutschland errichteten Siedewasserreaktoren geht auf eine Kooperation mit General Electric zurück.

Erste Generation (AEG-GE)

KRB in Gundremmingen, August 1966

Bei den Siedewasserreaktoren in Deutschland (und teilweise in anderen Ländern) wird zwischen verschiedenen Baulinien unterschieden. Typisches Merkmal für die Typen der ersten Baulinien waren das kuppelförmige Gebäude mit einem Containment unter der Betonhülle. Diese Reaktoren wurden in den 1950er und 1960er Jahren von AEG in Zusammenarbeit mit General Electric entworfen. Deutsche Kraftwerke dieser Baulinie waren Kahl, Gundremmingen A und Lingen. Alle drei Reaktoren sind inzwischen stillgelegt und zurückgebaut worden, bzw. befinden sich in der Rückbauphase. In den Nachbarländern Deutschlands sind noch von General Electric gebaute Siedewasserreaktoren in Betrieb, z. B. die schweizerischen Kernkraftwerke Mühleberg und Leibstadt.
Eine Sonderbauform des vorgenannten Reaktortypen war der Heißdampfreaktor Großwelzheim in Karlstein am Main, direkt neben dem Kernkraftwerk Kahl.

Baulinie 69 (KWU)

Bei der zweiten Baulinie handelt es sich um die Baulinie 69. Dieser Reaktortyp wurde im Jahre 1969 von der damaligen Kraftwerk Union konzipiert. Ein typisches Merkmal für diese Kraftwerke sind die kastenförmigen Bauten und der separate kugelförmige Sicherheitsbehälter innerhalb des Gebäudes. Ein direkter Vorläufer des Typs 69 war das stillgelegte und im Rückbau befindliche Kernkraftwerk Würgassen.

Das ARD-Politikmagazin "Fakt" berichtete am 14. März 2011, dass eine österreichische Studie über die Baulinie 69[5] einen gravierenden Konstruktionsfehler erkannt hat: an der Schweißnaht des Reaktordruckbehälters kann es zu Haarrissen kommen, die zu einem Bruch führen könnten. Der Studie zufolge besteht diese Gefahr auch bei den in Deutschland eingesetzten Kraftwerken der Baureihe 69. Dabei bestehe die Gefahr, so der Bericht, dass die Überprüfung der gefährdeten Schweißnähte schwer bis gar nicht möglich sei. Dieser Konstruktionsfehler ist nicht durch Umbauten zu beheben.

In Betrieb befanden sich bis 2011 noch die Kernkraftwerke

Letztere Anlage war bis zur Leistungserhöhung von Oskarshamn 3 im Jahre 2010/11 der leistungsstärkste Siedewasserreaktor weltweit.[6] [7]

Nach dem von der Bundesregierung im März 2011 verhängten Atom-Moratorium infolge der Reaktorkatastrophe von Fukushima wurde Ende Mai 2011 von Bund und Ländern beschlossen, die vorgenannten Reaktoren (sowie vier weitere) stillzulegen.

Baulinie 72 (KWU)

Die bisher letzte in Deutschland verwirklichte Baulinie ist die sogenannte Baulinie 72. Auch hier ist das Jahr der Konzipierung, 1972, aus dem Namen ersichtlich. Die Reaktoren dieser Kraftwerke sind in zylinderförmigen Gebäuden untergebracht. Innerhalb der Stahlbetonhülle befindet sich ein zylinderförmiges Containment. Als weltweit einziges Kernkraftwerk wurde das Kernkraftwerk Gundremmingen B+C mit Reaktoren dieser Baulinie errichtet. Die Baulinie 72 ist eine technische Weiterentwicklung der 69er-Baulinie, mit überarbeitetem Sicherheitskonzept und neuer Gebäudekonzeption und -auslegung.[8]

Weiterentwicklung

Unter dem Namen KERENA (bis März 2009 SWR 1000) wird von Areva NP in Kooperation mit E.ON der Nachfolgetyp der Baureihe 72 entwickelt, ein Siedewasserreaktor mit einer elektrischen Leistung von 1250 MW. AREVA NP und die kanadische Provinz New Brunswick haben im Juli 2010 eine Absichtserklärung unterzeichnet, die den Bau eines KERENA als Option enthält.[9]

Anwendungsbereich und Standorte

Siedewasserreaktoren sind weniger verbreitet als Druckwasserreaktoren, obwohl beide Reaktortypen einen ähnlichen Wirkungsgrad besitzen. Ihr Vorteil gegenüber Druckwasserreaktoren ist der geringere bautechnische Aufwand (so gibt es zum Beispiel nur einen Wasserkreislauf) sowie eine theoretisch einfachere Störfallbeherrschung. Ein wesentlicher Nachteil ist die wegen der dort herrschenden Strahlung eingeschränkte Begehbarkeit von Teilbereichen des Maschinenhauses während des Leistungsbetriebs (in erster Linie wegen 16N-Aktivität). Die Leistung des Siedewasserreaktors wird zwischen etwa 60 und 100 Prozent durch Verändern der Umlaufgeschwindigkeit des Wassers und damit des Dampfblasengehalts im Reaktor geregelt. Wegen seiner höheren Regelgeschwindigkeit ist der Siedewasserreaktor für die Erzeugung von Mittellast einsetzbar.

Damit die Verteilung der Dampfblasen im Reaktorwasser weitgehend gleichmäßig verteilt ist, muss der SWR senkrecht stehen. In der gebräuchlichen Konstruktion mit internem Sieden kann er daher nicht als Schiffsreaktor eingesetzt werden.

Eine Variante des Siedewasserreaktors ist der Siedewasserdruckröhrenreaktor, dessen bekanntester Typ der RBMK, ein Reaktor sowjetischer Bauart, ist.

Standorte in Deutschland:

Standorte in der Schweiz:

Standort in Österreich:

Weitere Anlagen mit SWR in Europa:

Siehe auch

Literatur

  • Hans Michaelis: Handbuch der Kernenergie. 2. Auflage. Deutscher Taschenbuch-Verlag, München 1982, ISBN 978-3-423-04367-0.
  • Richard Zahoransky: Energietechnik Systeme zur Energieumwandlung Kompaktwissen für Studium und Beruf mit 44 Tabellen. 5., überarb. und erw. Auflage. Vieweg Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-1207-0.
  • Hanno Krieger: Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes. 3., überarb. und erw. Auflage. Vieweg Teubner, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0801-1.
  • Ulrich Kilian: Wie funktioniert das? Die Technik. 6., aktualisierte Auflage. Meyers, Mannheim 2011, ISBN 978-3-411-08856-0.

Einzelnachweise

  1. ↑ Nuclear power plants, world-wide, reactor types; European Nuclear Society, 2015
  2. ↑ Karl-Heinz Neeb: The radiochemistry of nuclear power plants with light water reactors Seite 235
  3. ↑ Über die Flüchtigkeit von Boraten bei Siedewasserreaktoren (PDF; 741 kB)
  4. ↑ Johann Bienlein und Roland Wiesendanger: Einführung in die Struktur der Materie, S. 205. B. G. Teubner Verlag, Leipzig, 2003.
  5. ↑ Wolfgang Kromp et al.: Schwachstellenbericht Siedewasserreaktoren Baulinie 69 (PDF-Datei; 1,4 MB), ISR Report 2010/2a, Oktober 2010.
  6. ↑ Broschüre: Das Kernkraftwerk Krümmel geht in Betrieb, Sonderdruck aus "Atomtechnik 29 (1984)", Herausgeber Kraftwerk Union AG
  7. ↑ Schweden: Oskarshamn-3 mit voll erhöhter Leistung
  8. ↑ Broschüre: Start in 4 Phasen, Sonderdruck aus "Energiewirtschaftliche Tagesfragen 36 (1986)", Herausgeber Kraftwerk Union AG
  9. ↑ Handelszeitung [1]
Commons: Schemazeichnungen von Siedewasserreaktoren – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Siedewasserreaktor – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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