Bis zu diesem Wochenende war es wahrscheinlicher, dass Sie den Begriff "Kernschmelze" in einer Geschichte über Charlie Sheen sahen, als irgendwo anders. Da das Erdbeben und der Tsunami Ende letzter Woche in Japan auftraten und Krisensituationen in mehreren Kernreaktoren auslösten, ist der Begriff jetzt in einem viel besorgniserregenderen Kontext über die Schlagzeilen verteilt. Aber was ist eine Kernschmelze?
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Beginnen wir mit den Grundlagen der Funktionsweise eines Kernkraftwerks: Das Herzstück ist der Reaktor, in dem sich Rohre aus einer Zirkoniumlegierung befinden, die mit Uranpellets gefüllt sind. Wenn ein Neutron auf ein Uranatom trifft, löst es eine Kettenreaktion aus, bei der das Uran gespalten und Energie in Form von Wärme freigesetzt wird. Diese Wärme wird verwendet, um eine Turbine anzutreiben, die Strom erzeugt.
Der Reaktor kann abgeschaltet werden, indem die Steuerstäbe um den Brennstoff herum positioniert werden. Die Kontrollstäbe absorbieren Neutronen, bevor sie das Uran erreichen können. Da die Brennstäbe auch im ausgeschalteten Zustand des Reaktors Wärme abgeben, wird die gesamte Apparatur unter Wasser gehalten. Dieses Wasser kann sich so stark erwärmen, dass es sich in Dampf verwandelt. Ein Kühlsystem ersetzt es jedoch durch frisches, kühles Wasser.
Wenn die Brennstäbe Luft ausgesetzt werden - wie dies bei einigen japanischen Kernreaktoren bei deaktivierten Kühlsystemen der Fall war -, können sie sich schnell erwärmen, das Zirkoniumgehäuse aufbrechen und radioaktive Gase freisetzen. Wenn der Brennstoff heiß genug wird, kann das Uran schmelzen und schließlich auf den Boden des Reaktors fallen und dort sogar verbrennen. Dies ist eine Kernschmelze. Wenn es schlimm genug ist, könnte das geschmolzene, radioaktive Uran alle den Reaktor umgebenden Schutzschichten durchbrennen und in die Umgebung freigesetzt werden.
Der berühmteste nukleare Unfall hier in den Vereinigten Staaten, Three Mile Island im Jahr 1979, wird als teilweises Einschmelzen bezeichnet, da die Brennstäbe nur teilweise freigelegt waren, obwohl Schmelzen stattfand.
Weitere Informationen (einschließlich einiger großartiger Grafiken):
New York Times : Wie ein Reaktor abschaltet und was bei einem Zusammenbruch passiert und ein Blick auf die Mechanismen eines teilweisen Zusammenbruchs
Populärwissenschaft : Wie Kernreaktoren funktionieren und scheitern
Washington Post : Wie sich der nukleare Notfall abspielte
Scientific American : Nuklearexperten erklären das Worst-Case-Szenario im Kraftwerk Fukushima
Schiefer : Was ist in den radioaktiven Dämpfen?
Eine Einführung in Kernreaktoren von whatisnuclear.com
