Diese Seite geht durch eine verkürzte Version der Geschichte der Kernenergie. Natürlich gibt esviele Entwicklungen und Menschen, die nicht abgedeckt sind. Klicken Sie rechts auf die Zeitleiste, um eine Vollbildversion anzuzeigen.
Wir haben hier eine viel längere Geschichte über US-Reaktorentwicklungsprogramme.
Frühe Entdeckungen
Kein wissenschaftlicher Fortschritt beginnt jemals wirklich. Es baut vielmehr auf der Arbeit unzähliger anderer aufentdeckungen. Da wir irgendwo anfangen müssen, wird diese Geschichte in Deutschland im Jahr 1895 beginnen, wo ein Mann namens Roentgen mit Kathodenstrahlen in einer Glasröhre experimentierte, aus der er die Luft angesaugt hatte. An einem Punkt hatte er das Gerät abgedeckt, bemerkte aber, dass die Fotoplatten an der Seite aufleuchteten, wenn das Gerät mit Strom versorgt wurde. Er erkannte, dass er eine neue Art von Strahl betrachtete, und nannte ihn das, was jeder vernünftige Physiker als Unbekannt bezeichnen würde: den Röntgenstrahl. Er studierte diese Strahlen systematisch und machte zwei Wochen später das erste Röntgenbild der Hand seiner Frau und wurde damit zum Vater der modernen medizinischen Diagnostik.
Bald darauf bemerkte ein Mann namens Becquerel in Frankreich im Jahr 1896, dass, wenn er Uransalze auf Fotoplatten liegen ließ, diese freigelegt würden, obwohl die Kathodenstrahlröhre mit Strom versorgt wurde. Die Energie muss aus dem Inneren der Salze selbst gekommen sein. Marie Curie und ihr Ehemann Pierre studierendas Phänomen und isolierte zwei neue Elemente, die diese spontane Energieerzeugung zeigten: Polonium und Radium. Sie nannten das Phänomen Radioaktivität.In England beginnt Ernest Rutherford mit dem Studium der Radioaktivität und entdeckt, dass es zwei Arten von Strahlen gibt, die sich von Röntgenstrahlen unterscheiden. Er nennt sie Alpha- und Beta-Strahlung. Später entdeckt er die schockierende Tatsache, dass die überwiegende Mehrheit der Masse der Atome in ihren Zentren konzentriert ist, und entdeckt so den Atomkern. Er gilt heute weithin als Vater der Kernphysik. Später entdeckte er Gammastrahlung. 1920 theoretisiert er die Existenz eines neutralen Teilchens im Kern, das Neutron genannt wird, obwohl es noch keine Beweise dafür gibt, dass Neutronen existieren.
1932 las Chadwick einige veröffentlichte Ergebnisse von der Curie-Tochter Irene Joliot-Curie, die besagt, dass Gammastrahlung gefunden wurde, um Protonen aus Wachs zu klopfen. Ungläubig vermutet er, dass sie Rutherfords Neutronen sehen und führt Experimente durch, um dies zu beweisen, und entdeckt so das Neutron.
Spaltung und die Bombe
Mit Neutronen in der Nähe schießen alle auf verschiedene Nuklide. Bald genug, Hahn und Strassman schießen sie auf Uranatome und sehen ein seltsames Verhalten, das Lise Meitner und ihr Neffe Frisch als Spaltung des Atoms identifizieren, viel Energie freisetzen. Sie nennen es Spaltung, nach binärer Spaltungin der Biologie.
Szilard erkennt die Spaltung als möglichen Weg zur Bildung einer Kettenreaktion (die er schon lange in Betracht gezogen hatte). Er und Fermi machen einige Neutronenmultiplikationsstudien und sehen, dass es tatsächlich möglich ist. Sie gehen nach Hause und wissen, dass sich die Welt für immer verändern wird.Szilard, Wigner und Teller schreiben einen Brief an Präsident Roosevelt, der vor Atomwaffen warnt, und lassen ihn von Einstein unterschreiben und senden (er war berühmter).Roosevelt genehmigt eine kleine Studie über Uran. Im Jahr 1942 schuf Fermi erfolgreich die erste künstliche nukleare Kettenreaktion in einem Squashplatz unterdas Stadion an der Universität von Chicago. Das Manhattan-Projekt lief auf Hochtouren. Zwei Arten von Bomben wurden gleichzeitig verfolgt, eine mit angereichertem Uran und die andere mit Plutonium. Riesige geheime Städte wurden sehr schnell gebaut. Der in Oak Ridge, Tennesseehatte einen Reaktor, der die ersten Grammmengen Plutonium für Studien erzeugte, aber seine Hauptaufgabe bestand darin, Uran anzureichern. Der in Hanford, WA ist der Standort von Plutoniumproduktionsreaktoren (die ersten Hochleistungs-Kernreaktoren) und Plutoniumextraktionschemieanlagen. Ein anderer, in Los Alamos, NM istder Ort, an dem die Technologie entwickelt wird, die Waffenmaterial in Waffen verwandelt. Beide Wege zur Bombe sind erfolgreich. Das unsicherere Design, das Plutonium-Implosionsgerät (wie Fat Man), wird im Juli 1945 erfolgreich am Trinity-Standort in New Mexico getestet.Die Entscheidung wird getroffen, Little Boy und Fat Man am 6. und 9. August 1945 auf Hiroshima und Nagasaki, Japan, fallen zu lassen. Die Städte sind verwüstet, bis zu 250.000 Menschen sterben. Japan kapituliert bedingungslos 6 Tage später, am 15.August 1945. Dies ist das erste Mal, dass die Öffentlichkeit erkennt, dass die USA Bomben entwickelt haben.
Spaltenergie dehnt sich in der Anwendung aus
Ein experimenteller flüssigmetallgekühlter Reaktor in Idaho namens EBR-I wurde 1951 an einen Generator angeschlossen und erzeugte den ersten nuklear erzeugten Strom. Aber bevor zivile Kraftwerke entstanden, drängte Admiral Rickover darauf, Reaktoren für den Antrieb von U-Booten einzusetzen, da sie nicht tanken oder Sauerstoff für die Verbrennung verwenden müssten. Die USS Nautilus startete 1954 als erstes atomgetriebenes U-Boot. Bald darauf eröffnet die Sowjetunion den ersten nichtmilitärischen, stromerzeugenden Reaktor. Basierend auf dem U-Boot-Reaktordesign wird der Shippingport-Reaktor 1957 als erster kommerzieller Reaktor in den USA eröffnet.
Die Kernenergie expandiert und stagniert
In den 60er und 70er Jahren wurden viele Kernreaktoren zur Stromerzeugung gebaut, wobei Designs verwendet wurden, die denen für die U-Boote sehr ähnlich waren. Sie arbeiten gut und produzieren billigen, emissionsfreien Strom mit einem sehr geringen Fußabdruck in Bezug auf Bergbau und Transport. Eine nukleare Zukunft wird von vielen in Aussicht gestellt. 1974 beschloss Frankreich, einen großen Vorstoß für die Kernenergie zu unternehmen, und endete damit, dass 75% seines Stroms aus Kernreaktoren stammten. Die USA bauten 104 Reaktoren und erhielten etwa 20% ihres Stroms von ihnen. Schließlich brachten Arbeitskräftemangel und Bauverzögerungen die Kosten für Kernreaktoren in die Höhe und verlangsamten ihr Wachstum.Der Unfall von Three Mile Island 1979 und der Unfall von Tschernobyl 1986 verlangsamten den Einsatz von Kernreaktoren weiter. Strengere Vorschriften führten zu höheren Kosten. Die passiven Sicherheitstests von 1986 bei EBR-II beweisen, dass fortschrittliche Reaktordesigns (neben denen, die ursprünglich zur Herstellung von U-Booten verwendet wurden) wesentlich sicherer sein können. Bei diesen Tests treten größere Fehler auf, wenn keine Steuerstäbe eingesetzt sind und die Reaktoren sich automatisch abschalten.
1994 wird der Vertrag von Megatonnen zu Megawatt mit Russland unterzeichnet, um Atomsprengköpfe in Reaktorbrennstoff umzuwandeln. Schließlich stammen 10% des US-Stroms aus demontierten Atomwaffen.In den späten 90er und 00er Jahren führten die phänomenale Sicherheitsbilanz der US-amerikanischen kommerziellen Reaktorflotte (0 Todesfälle) und der reibungslose Betrieb von Reaktoren in Kombination mit den anhaltenden Sorgen über den globalen Klimawandel aufgrund von Kohlenstoffemissionen zu einer erheblichen Diskussion über eine „nukleare Renaissance“, in der Neubauten wieder erheblich anlaufen könnten. Inzwischen verstärkt sich das starke Interesse in Asien und ehrgeizige Pläne zum Bau großer Flotten werden gemacht, um den wachsenden Energiebedarf zu decken, ohne mehr fossile Brennstoffe hinzuzufügen.
Im März 2011 überschwemmten ein schweres Erdbeben und ein Tsunami die Reaktoren in Fukushima Daiichi. Backup-Dieselgeneratoren versagen und die Zerfallswärme kann nicht gekühlt werden. Kraftstoff schmilzt, Wasserstoff baut sich auf und explodiert (außerhalb des Containments). Strahlung wird freigesetzt, aber ein Großteil davon geht ans Meer und nicht in besiedelte Gebiete. Keine Menschen erwartet, von Strahlendosis zu sterben.
Going forward
Im März 2013 veröffentlichte der berühmte Klimaforscher James Hansen gemeinsam mit der NASA ein Papier, in dem er feststellte, dass die Kernenergie insgesamt 1,8 Millionen Menschenleben gerettet hat, indem sie die durch Luftverschmutzung verursachten Todesfälle durch fossile Brennstoffe kompensiert hat.September 2013, Voyager I betritt den interstellaren Raum, 36 Jahre nach seinem Start. Es wird von einem Plutonium-238 radioisotopen thermischen Generator angetrieben.
Besuchen Sie unsere Hauptseite, um mehr über Kernenergie zu erfahren.Richard Rhodes, „Die Herstellung der Atombombe“, Simon und Schuster, 1986.