III. Wohin mit dem radioaktiven „Abfall“? – Was zerstören kann, soll heilen – Vom Nutzen der Kernforschung

Von Karl Moersch

Der Weg, den die einzelnen Länder beim Aufbau einer Atomindustrie gehen, ist bestimmt durch hre Energiesituation und die verfügbaren Materialien für den Aufbau von Reaktoren. Das an Rassischen Energiequellen so reiche Amerika raucht sich in absehbarer Zeit noch nicht um die Deckung seines Energiebedarfes zu sorgen. Von er Kriegsproduktion stehen hochwertige Atombrennstoffe ausreichend zur Verfügung. So kann pan es sich hier leisten, auf weite Sicht zu planen und in gigantischem Ausmaße zu experimentieren. 10 bis 50 Reaktoren, die technische Zukunft haben können, werden konstruiert. Die Entwicklungsarbeit liegt im wesentlichen in privater Hand, die staatliche Atomenergiekommission erteilt lediglich Lizenzen und berät die Unternehmer.

Ein besonderes Augenmerk richtet man in allen Fällen auf die Stabilität der Reaktoranlagen und den Schutz der beim Reaktor beschäftigten oder in der Nähe eines Reaktors wohnenden Menschen. Es gibt Reaktoren, die von Hause aus stabil sind und die sich aus atomphysikalischen Gründen selbst ausschalten, wenn durch einen unglücklichen Zufall sowohl die Wärmeaustauschanlage als auch das Kontrollsystem versagen. Andere Reaktoren jedoch, müssen zuerst stabil gemacht werden. Der Grund für dieses verschiedene Verhalten von Reaktoren im Katastrophenfalle ist in den atomphysikalischen Eigenschaften des Kühl- beziehungsweise Wärmetransportmittels zu suchen. Wenn man nun als Kühlmittel ein Material wählt, das feinen kleinen Einfangquerschnitt für Neutronen hat, dagegen aber eine starke Bremskraft, dann wird in solchen Reaktoren, die mit langsamen Neutronen arbeiten, beim plötzlichen Ausfallen der Kühlanlage die Zahl der langsamen Neutronen so stark abnehmen, daß die Kettenreaktion abreißen muß. Solche Kühlmittel, die eine absolute Sicherheit gewährleisten, sind jedoch nicht immer praktisch, und man ist in manchen Fällen auf Stoffe angewiesen, die einen sehr hohen Absorptionsquerschnitt haben (zum Beispiel leichtes Wasser, wie es in Chalk-River, Kanada, verwendet wird, wo die bisher glücklicherweise einzige Reaktorkatastrophe stattgefunden hat). Wenn hier durch ein Unglück die Pumpenanlage versagt, so daß sich plötzlich kein Neutronen absorbierendes Wärmetransportmittel mehr in der Kühlanlage befindet, dann wird die Zahl der spaltenden Neutronen und damit der neuen Spaltungen lawinenartig ansteigen, die Temperaturen werden so hoch, daß die Ummantelung der Brennstoffelemente und die ganze innere Struktur des Reaktors zerstört wird; die Anlage geht durch, das heißt sie explodiert. Bei dem Unglück in Chalk-River ist der unwahrscheinliche Fall eingetreten, daß sowohl plötzlich kein Kühlwasser mehr durchgepumpt wurde, als auch die Sicherheitsanlage mit stark absorbierenden Materialien versagte.

Es erhebt sich nun die Frage, welche Möglichkeiten hat Deutschland, um den Anschluß an die industrielle Entwicklung der Atomtechnik zu gewinnen. Nach Größe, Preis und Verwendungsmöglichkeiten kann man die Reaktoren in drei Gruppen einteilen: Kleine Forschungsreaktoren, mit denen man ausschließlich physikalische Grundlagenforschung und biologische und medizinische Studien betreiben kann. Diese Anlagen kosten etwa 400 000 Dollar und werden von Amerika in beschränktem Umfange geliefert. Weiter gibt es mittelgroße Materialprüfungsreaktoren, mit einer besonders hohen Neutronenflußdichte, in denen man in abgekürzter Zeit das Verhalten von Stoffen und den Ablauf chemischer Reaktionen bei Neutronenbeschuß und radioaktiver Bestrahlung studieren kann. Diese Anlagen müßten wir selbst bauen und sie werden nach amerikanischen Erfahrungen etwa 5 bis 10 Millionen Dollar kosten. Schließlich wird man, sobald, die Atomenergiegewinnung in ein technisches Stadium eingetreten ist, große Leistungstestreaktoren brauchen, an denen man technische Probleme der Energieerzeugung erforschen kann, und die mehr als 10 Millionen Dollar kosten. Im gegenwärtigen Zeitpunkt scheint es sinnvoll, zunächst einen Materialprüfungsreaktor zu bauen, an dem man die ersten metallurgischen, chemischen und atomtechnischen Erfahrungen sammelt. Gleichzeitig wird angestrebt, einen oder mehrere kleine Forschungsreaktoren (sogenannte „Swimmingpools“) in den USA zu erstehen. An den Bau großer Leistungsreaktoren kann erst in einem fortgeschrittenen Stadium der Entwicklungsarbeiten gedacht werden. Wir dürfen nicht vergessen, daß sich die deutsche Atomindustrie in den allerersten, bescheidensten Anfangsgründen befindet. R. Schulten

Physikalische Prozesse

Unser Fortsetzungsbericht schildert heute die physikalischen Prozesse, die die Erschließung der Atomkraft möglich gemacht haben.