Kernenergie ist die Energie, die durch die Freisetzung von Energie entsteht, die in den Atomkernen gespeichert ist. Sie wird auch als Atomenergie bezeichnet.
Um es anders zu verstehen, gehen wir davon aus, dass es eine Kraft gibt, die die Neutronen und Protonen im Kern jedes Atoms zusammenhält. Diese Kraft kann in Form von Kernenergie freigesetzt werden (durch Kernreaktionen, auf die wir später noch eingehen werden).
Um die Kernreaktion zu erzeugen, werden chemische Elemente, die Radioisotope genannt, benötigt. Am bekanntesten ist Uran, aber wir haben auch Thorium, Plutonium, Strontium oder Polonium. Radioisotope sind die instabile Form eines Elements, das beim Abbau Strahlung freisetzt und dadurch zu einer stabileren Form wird.
Es gibt keine Energieart, die mehr Kontroversen erzeugt als die Kernenergie, vor allem wegen der damit verbundenen Unfälle. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, wie es funktioniert, denn auf diese Weise können wir verstehen, warum verschiedene Länder wie Frankreich, die Vereinigten Staaten und Japan Kernkraftwerke unterhalten.
Kernreaktionen
Es gibt hauptsächlich zwei Kernreaktionen:
- Kernfusion: Es wird freigesetzt, wenn sich Kerne leichter Atome miteinander verbinden und auf diese Weise einen stabileren und schwereren Kern erzeugen. Ein Beispiel für diese Art von Prozess ist der, der in Sternen wie der Sonne natürlich beobachtet wird.
- Kernspaltung: Dies geschieht, wenn ein schwerer Kern, auf den Neutronen wirken, in zwei oder mehr kleine Kerne zerfällt und nicht nur Energie (und andere Nebenprodukte wie Photonen) sondern auch Neutronen freisetzt. Diese wiederum können bei Kontakt mit neuen schweren Kernen weitere Spaltungen erzeugen, wodurch eine Kettenreaktion ausgelöst wird.
Vor- und Nachteile der Kernenergie
Die Hauptvorteile der Kernenergie sind die folgenden:
- Es liefert Strom zu vorhersehbaren Kosten, im Gegensatz zu anderen Energiearten wie Öl, die von internationalen Preisen abhängen.
- Es ist eine Art saubere Energie, da es keine Umweltverschmutzung verursacht, wie es beispielsweise bei der Verbrennung von Kohle der Fall ist.
- Es ist eine Energie, die verschiedene Verwendungen haben kann. Normalerweise ist es zur Stromerzeugung gedacht, kann aber auch thermische oder mechanische Energie erzeugen, die beispielsweise für den Verkehr genutzt werden kann.
- Es ermöglicht die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und anderen umweltschädlichen Energiequellen.
Die Kernkraft hat jedoch auch ihre Nachteile:
- Die Investitionen für den Bau eines Kernkraftwerks sind sehr hoch, verglichen beispielsweise mit denen eines Kraftwerks für fossile Brennstoffe.
- Atomkraftwerke erzeugen aufgrund der zuvor erläuterten Kettenreaktion der Kernspaltung kontinuierlich Energie, und deren Beendigung ist sehr teuer.
- Es ist eine sehr umstrittene Energieart, da sie in der Vergangenheit mit schwerwiegenden Unfällen wie Tschernobyl in Verbindung gebracht wurde.
- Obwohl es keine Umweltverschmutzung verursacht, verwendet es nicht erneuerbare Ressourcen als Input, zum Beispiel Uran.
- Erzeugt radioaktiven Abfall. Dies als Produkt der Kernspaltung. Diese Abfälle müssen dann vergraben werden, aber bei der Beseitigung kann die Umwelt kontaminiert werden. Dies wiederum kann Tier- oder Pflanzenarten sowie die menschliche Gesundheit (kurz- oder langfristig) schädigen.
Beispiele für Kernenergie
Einige Beispiele für Kernenergie sind:
- Kernkraftwerke, die Strom aus dem Kernspaltungsprozess erzeugen.
- Nuklearenergie wird in der Medizin zum Beispiel für Strahlentherapien verwendet, die Krebspatienten erhalten.
- Kohlenstoff-14, das von Archäologen verwendet wird, um das Alter eines Fossils oder anderer organischer Stoffe zu bestimmen, hat ein radioaktives Isotop.