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Rohstoff Uran: Ursprung der Energie

Uran ist ein Produkt der Natur. Allerdings nicht in Reinform, sondern in Verbindung mit Gestein. Nur wenn solche Uranerze mehr als 0,1 Prozent Uran enthalten, lohnt sich ihr Abbau.

Aber: Dieses Natur-Uran wiederum besteht nur zu 0,7 Prozent aus spaltbarem Uran, dem Uran-235. Für den Einsatz in Kernreaktoren ist eine Konzentration von mindestens 3 Prozent erforderlich. Deshalb wird das fein gemahlene Uran zunächst in physikalisch-chemischen Prozessen behandelt. Das Ergebnis: angereichertes Uranoxidpulver zur weiteren Verarbeitung.

Bevor der Rohstoff tatsächlich als Brennstoff einsetzbar ist, wird das Uranoxidpulver zu Brennstofftabletten (Pellets) gepresst und bei etwa 1.700 °C verdichtet.

Uran- und Mischoxid als Brennstoff: Energiebündel Brennelement

Nach dem Einschließen der Pellets in rund vier Meter lange Rohre ist es so weit - ein Brennstab ist entstanden. Sind mehrere davon zu größeren Einheiten gebündelt, spricht man von Brennelementen.

Beim Einsatz im Reaktor wird das Uran mit der Zeit aufgebraucht, die Brennelemente müssen ausgewechselt werden. Anschließend gibt es im Prinzip zwei Alternativen: Endlagerung oder Wiederaufarbeitung. Viele Länder weltweit haben sich für die Wiederaufarbeitung entschieden. Dadurch können sie noch spaltbares Material (noch nicht verbrauchtes Uran und erzeugtes, spaltbares Plutonium) aus den aufgebrauchten Brennelementen zurückgewinnen: Das anfallende Plutonium wird zu Uran-Plutonium-Mischoxid-Brennelementen (MOX) verarbeitet und kommt erneut im Kernkraftwerk zum Einsatz. In den Blöcken B und C des Kernkraftwerks Gundremmingen können jeweils bis zu 300 MOX-Brennelemente in den Reaktoren eingesetzt werden. Die Wiederaufarbeitung aufgebrauchter Brennelemente aus deutschen KKW findet in Frankreich (La Hague) und Großbritannien (Sellafield) statt. Seit Mitte 2005 sind in Deutschland auf Grund der Novelle des Atomgesetzes Transporte zur Wiederaufarbeitung nicht mehr zulässig.

Uran ist in der Natur in ausreichender Menge vorhanden

Der internationale Bedarf an Natururan ist durch unterschiedlichste, weltweite Vorkommen gedeckt, deren Verfügbarkeit nicht politisch gefährdet ist. Die bisher erschlossenen Uranreserven liegen größtenteils in Kanada, Australien und Afrika. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Kernbrennstoffe aus den Abrüstungsprozessen der friedlichen Nutzung zuzuführen und zur Stromerzeugung einzusetzen.

Uran ist in der Natur zur Stromerzeugung in ausreichender Menge vorhanden. Die derzeit bekannten Uranreserven betragen rund 3,5 Millionen Tonnen. Beim heutigen Jahresverbrauch von rund 68.000 Tonnen pro Jahr reichen die Reserven also für mehr als 50 Jahre und liegen damit in der gleichen Größenordnung wie bei Erdöl und Erdgas.

Wie bei den fossilen Energieträgern kann aber auch bei Uran davon ausgegangen werden, dass - durch Entdeckung neuer Vorkommen und durch Einbeziehung von heute noch unwirtschaftlichen Uranvorkommen - die Reserven auf mehr als 10 Millionen Tonnen anwachsen. Daher werden auch bei steigendem Bedarf die Reserven für mehr als 100 Jahre ausreichen.

Eine weitere Möglichkeit Zur „Streckung“ der Reserven liegt in der konsequenten Wiederaufarbeitung der verbrauchten Brennelemente, was etwa 50% an zusätzlicher Energieausbeute ergibt. Nahezu »unendliche« Vorräte könnten durch den Einsatz von Brutreaktoren erzielt werden.

Uranpellets
Uranpellets
Brennelemente im Trockenlager
Brennelemente im Trockenlager