Unter Kernenergie wird die Energie bezeichnet, die in Atomkernen enthalten ist und mittels Kernspaltung erzeugt wird. Von dieser Technologie wird seit den 1950er Jahren Gebrauch gemacht. Umgangssprachlich spricht man bei dieser Energie auch von Atomkraft, Atomenergie, Kernkraft oder Nuklearenergie.
Was ist Kernenergie?
Kernenergie bezeichnet die Energie im Kern eines Atoms. Atome sind winzige Einheiten, aus denen die gesamte Materie im Universum besteht, wobei die Energie es ist, die den Kern zusammenhält. Die Kraft, die den Kern zusammenhält, wird offiziell als "starke Kraft" bezeichnet. Im dichten Kern eines Atoms steckt eine enorme Menge an Energie. Die Kernenergie kann zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt werden, aber dafür muss sie erst aus dem Atom freigesetzt werden. Dies passiert bei der Kernspaltung, die im folgenden Absatz erklärt wird.
Was passiert bei der Kernspaltung?
Bei der Kernspaltung, auch Atomspaltung genannt, wird ein schwerer Atomkern in zwei kleinere Atomkerne zerlegt. Bei diesem Prozess werden mehrere Neuronen und Energie freigesetzt. Die Energie, die bei der Kernspaltung zustande kommt, nennt man Kernenergie.Wissenschaftler:innen gingen vor 150 Jahren noch davon aus, dass Atome die kleinsten und nicht mehr teilbaren Bausteine in unserer Materie sind. 1938 gelang es jedoch den deutschen Physikern Otto Hahn und Fritz Strassmann, genau dies zu tun. Sie schafften es, die Atome in noch kleinere Teile zu spalten. Dabei wurde herausgefunden, dass bei diesem komplizierten Vorgang viel Energie entsteht, aber zugleich auch radioaktive Strahlungen, welche für den Menschen höchst gefährlich sind.
Wie funktionieren Atomkraftwerke?
Ein Kernreaktor, auch Atomkraftwerk genannt, erzeugt Strom auf die gleiche Weise wie andere Kraftwerke auch. Eine Kettenreaktion erzeugt die Energie, die Wasser in Dampf verwandelt. Der Druck des Dampfes treibt einen Generator an, der wiederum Strom erzeugt. Der Unterschied besteht jedoch darin, wie die Wärme erzeugt wird. Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, verbrennen Kohle, Öl oder Erdgas zur Wärmeerzeugung. In einem Kernkraftwerk wird die Wärme durch die Spaltung von Atomen erzeugt. Der Kernreaktor erzeugt Wärme, die zur Dampferzeugung genutzt wird. Der Dampf treibt eine Turbine an, die mit einem Elektromagnet, dem Generator, verbunden ist, welcher dann Strom erzeugt.
Der Brennstoff für die Kernreaktoren ist angereichertes Uran. Uran ist ein reichlich vorhandenes, natürlich radioaktives Element, das in den meisten Gesteinen vorkommt. Bei der Zersetzung oder dem Zerfall von Uran entsteht Wärme. In jeder Uranbrennstofftablette befinden sich Millionen von Urankernen. Wenn diese Kerne gespalten werden, wird eine enorme Energiemenge freigesetzt. Mit dieser Energie wird im Reaktor Wärme erzeugt, die wiederum zur Dampferzeugung und schließlich zur Stromerzeugung genutzt wird.
Vor- und Nachteile der Atomenergie
Friedliche Nutzung der Kernenergie
Natürlich wird Kernenergie nicht nur für schlechte Dinge, wie die Herstellung von Waffen, gebraucht, sondern auch für friedliche Zwecke genutzt. Durch die Hitze, die bei der Spaltung entsteht, wird Dampf erzeugt, der wiederum Turbinen antreibt, welche Strom erzeugen. Dieser Prozess wird in Atomkraftwerken sehr kontrolliert vorgenommen, damit Risiken vermieden werden. Damit die gefährliche radioaktive Strahlung, die bei diesem Prozess entsteht, nicht entweicht, werden oft dicke Schutzhüllen aus Stahl oder Beton zur Sicherheit eingebaut.
Kernenergie ist in vielen Formen eine wertvolle Technik zur Stromerzeugung, da sie eine beträchtliche Menge Strom erzeugt, der kostengünstig und zuverlässig zur Verfügung steht. In Deutschland wurden im Jahr 2021 rund zwölf Prozent des erzeugten Stroms aus Kernenergie gewonnen. Wobei vor 20 Jahren noch ein Drittel des Stroms aus Atomenergie erzeugt wurde.
Gebrauch von Kernenergie in der Medizin
Kernenergie ist außerdem ein wichtiger Teil der Medizin. Heutzutage ist eine Versorgung ohne atomare Diagnose oder Behandlungen nicht mehr wegzudenken. Die Verwendung von radioaktiven Stoffen, sowie der Einsatz von nuklearmedizinischen Verfahren wird beispielsweise beim Röntgen gebraucht. Außerdem wird oft in Krebstherapien Strahlung eingesetzt, um schnell wachsendes Gewebe oder Tumore zu vernichten.
Gebrauch von Kernkraft für Atomwaffen
Da viele Länder und Staaten wissen, wie Kernenergie gewonnen werden kann, wird es oftmals auch missbraucht. Hierbei haben manche Länder die Technik genutzt, um Waffen, wie beispielsweise Atombomben oder Atomraketen herzustellen. Eingesetzt wurden diese zwar bisher nur am Ende des Zweiten Weltkriegs, allerdings mit schrecklichen Auswirkungen. Hierbei starben tausende von Menschen und viele erlitten schwere gesundheitliche Schäden.
Gefahren durch die radioaktive Strahlung
Bei der Atomspaltung entsteht nicht nur Energie, die genutzt werden kann, sondern auch radioaktive Strahlung. Diese Strahlung ist für Mensch und Umwelt sehr gefährlich. Beispielsweise können durch die Strahlung menschliche Organe angegriffen werden oder Krebs kann entstehen. Bis heute ist die Technik der Kernenergiegewinnung nicht sicher oder 100% beherrschbar. Immer wieder kam es in der Vergangenheit zu schweren Unfällen, bei denen radioaktive Strahlung frei kam. Beispielsweise in Tschernobyl in der Ukraine 1986 oder im japanischen Kraftwerk Fukushima 2011. Bei diesem Unfall konnte die Strahlung durch Schäden des Reaktors freigesetzt werden.
Die Debatte um den Klimaschutz
Es herrscht eine große Debatte um das ungelöste Problem der Endlagerung des Atommülls, der bei dem Prozess der Brennvorgänge entsteht. Da die entstehenden Abfälle aus den Kernkraftwerken mehrere tausend Jahre lang Strahlungen, welche Umwelt und Mensch gefährden, aussenden können, besteht ein enormes Risiko. Eine sichere Endlagerstätte wurde bisher nirgendwo auf der Welt gefunden.
Atomkraft in Deutschland
Vor rund 10 Jahren hatte man in Deutschland bereits den schrittweisen Atomausstieg beschlossen. Mit ein Grund zur Beschleunigung des Prozesses des Atomausstiegs war der Reaktorunfall in Fukushima. In Deutschland sind zur Zeit noch drei Atomkraftwerke in Betrieb. Laut dem Atomgesetz soll es bei diesen Reaktoren jedoch spätestens Ende 2022 zur Stilllegung kommen.
Fazit
Auch wenn ein Vorteil der Kernenergie ist, dass weniger fossile Brennstoffe, wie Erdöl und Kohle, verbraucht werden, hat Atomenergie wohl keine Zukunft. Die enorme Gefahr der Strahlungen für Mensch und Umwelt ist nicht zu kontrollieren. Das Risiko, dass weitere Nuklearkatastrophen auftreten könnten, ist zu hoch, sodass auch ein Großteil der Öffentlichkeit Forderungen zum Atomausstieg stellt. Solange kein sicheres Verfahren oder Lagerstätte für den Atommüll gefunden wurde, ist der Ausstieg wohl die sicherste Methode.
