Kernenergie und Umweltverschmutzung: Ein Überblick

**Kernenergie: Grundlagen und Arten**

Die Kernenergie befasst sich mit den Veränderungen und Reaktionen in den Atomkernen. Die Struktur eines Atoms besteht aus einem Kern mit Protonen und Neutronen, die von Elektronen umgeben sind. Ein Atomkern ist durch die Anzahl seiner Protonen gekennzeichnet, die als Ordnungszahl (Z) bezeichnet wird. Die Summe aus Protonen und Neutronen in einem Atom wird als Atommasse (A) bezeichnet. Isotope sind Atome mit gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlicher Atommasse.

**Radioaktivität**

Die natürliche Radioaktivität ist ein Phänomen der spontanen Kernumwandlung. Wenn sich ein Atomkern ohne äußere Einwirkung in einen anderen umwandelt, spricht man von Radioaktivität. Diese Strahlung kann in zwei Arten unterteilt werden: elektromagnetische Strahlung (Gammastrahlung) und Teilchenstrahlung (Alpha- und Betastrahlung).

**Arten von Strahlung und ihre Durchdringung**

• Alpha-Strahlung (α): Kann durch ein Blatt Papier oder wenige Zentimeter Luft gestoppt werden.
• Beta-Strahlung (β): Kann durch ein paar Zentimeter Aluminium oder einen Meter Luft gestoppt werden.
• Gamma-Strahlung (γ): Kann durch mehrere Zentimeter Blei oder mehrere Meter Beton abgeschwächt werden.

Künstliche radioaktive Isotope werden durch den Beschuss von Atomkernen mit Teilchen (α, β, γ) erzeugt.

**Kernreaktionen**

Jeder Transformationsprozess, der den Kern eines Atoms betrifft, wird als Kernreaktion bezeichnet. Es gibt zwei Arten von künstlichen Kernreaktionen:

• Kernfusion: Leichte Atomkerne verschmelzen zu schwereren Kernen.
• Kernspaltung: Ein schwerer Atomkern wird durch Neutronenbeschuss gespalten.

**Der Atomreaktor**

Ein Atomreaktor ist eine Anlage, in der Kettenreaktionen kontrolliert ablaufen, um die dabei entstehende Wärme zu nutzen.

**Kernbrennstoffe**

Kernbrennstoffe sind Elemente, die unter geeigneten Bedingungen Kernspaltungs- oder Kernfusionsreaktionen eingehen können. Spaltbare Brennstoffe sind Uran-235, Plutonium-239 und Uran-233.

**Brutmaterialien**

Brutmaterialien sind Materialien, die durch Kernreaktionen in spaltbares Material umgewandelt werden können.

**Umweltverschmutzung und ihre Auswirkungen**

Die Gewinnung und Produktion von Kernbrennstoffen haben Auswirkungen auf die Umwelt.

**Der Treibhauseffekt und CO2-Niveau**

Kohlendioxid (CO2) und andere Gase lassen Sonnenlicht durch, halten aber die Wärme zurück, die in den Weltraum abgestrahlt werden sollte. Der Treibhauseffekt ist die Erhöhung der Lufttemperatur durch die Anwesenheit von Treibhausgasen. Ein gewisser CO2-Gehalt ist für das Leben auf der Erde notwendig, da er die Temperatur reguliert. Ohne diese Gase wäre die Temperatur des Planeten um etwa 30°C kälter.

**Das Kyoto-Protokoll**

Das Kyoto-Protokoll ist ein Abkommen, das von 141 Ländern unterzeichnet wurde, um die Emissionen von Schadstoffen zwischen 2008 und 2012 um 5,2% gegenüber 1990 zu reduzieren. Dies würde eine Reduzierung des Energieverbrauchs, eine Verringerung der Entwaldung und das Pflanzen von mehr Bäumen erfordern.

**Saurer Regen**

Schwefel- und Stickoxide sind gefährliche Schadstoffe, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Atmosphäre gelangen. In Kontakt mit Wasserdampf, Sauerstoff und Licht bilden sie Schwefel- oder Salpetersäure. Wenn diese Säuren durch Regen oder Schnee ausgewaschen werden, spricht man von saurem Regen. Saurer Regen erhöht den Säuregehalt von Flüssen und Seen und schädigt Pflanzen und Gebäude. Er wirkt sich negativ auf Tier- und Pflanzenarten aus und führt zum Waldsterben. Saures Wasser löst Nährstoffe aus dem Boden und greift Metalle und Gesteine an, wodurch auch Gebäude und Denkmäler beschädigt werden.

**Photochemischer Smog**

Der photochemische Smog ist eine Dunstglocke aus heißer Luft, die mit Rauchpartikeln aus Kraftfahrzeugen, Kraftwerken und Industrieanlagen angereichert ist. Dieser Smog kann sich festsetzen und die Luftqualität erheblich beeinträchtigen.

**Radioaktive Kontamination**

Die Kernenergie erzeugt zwar keine Schadstoffe, die zum sauren Regen oder zum Treibhauseffekt beitragen, aber sie erzeugt radioaktive Abfälle, die gefährliche Strahlung für Menschen, Tiere und Pflanzen abgeben. Das größte Problem der Kernenergie sind die Emissionen und die Entsorgung radioaktiver Abfälle.