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Plutonium

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Reaktor-Plutonium und Waffen-Plutonium
Autoren: Dr. Ludwig Lindner, Dipl.Ing. Eckehard Göring, Dr. Lutz Niemann vom 17.06.2005

Reaktorplutonium, das nach etwa 3 Jahren aus U-238 in Leichtwasserreaktoren entstanden ist, hat typischerweise folgende Isotopen-Zusammensetzung 2):

        • 2 % Pu-238
        • 58 % Pu-239
        • 24 % Pu-240
        • 12 % Pu-241
        • 4 % Pu-242

Bei einem 1.300 MW Kernkraftwerk elektrischer Leistung stammt die produzierte Energie im Mittel zu 40 % aus der Spaltung des gebildeten Pu-239, im 3. Jahr sogar 70 %.1)

Waffenplutonium

Für Waffenplutonium ist ein möglichst hoher Gehalt an Pu-239 und ein möglichst niedriger Gehalt an Pu-240 erwünscht (waffentaugliches (weapon grade) Plutonium: >95% Pu-239). Pu-240 ist nicht spaltbar, es zerfällt spontan, dabei werden verstärkt Neutronen frei, die eine unerwünschte Frühzündung der Atombombe bewirken könnten und sich auch die Sprengkraft der Bombe nicht genau berechnen lässt. Beides ist für Militärs absolut nicht vertretbar, da eine exakte Zündung und eine präzise Voraussage der Sprengkraft für einen Einsatz als Waffe unerlässlich sind.

Deshalb ist für die Produktion von Waffenplutonium in Kernreaktoren eine möglichst kurze Bestrahlungszeit erforderlich, damit sich wenig Pu-240 aus Pu-239 bilden kann.

Haupthindernisse für die militärische Nutzung des Plutonium sind. Wärme aus Pu-238
(Alphastrahler bei kurzer Halbwertszeit) und die Spontanspaltneutronen aus den geradzahligen Isotopen Pu-238, Pu-240 und Pu-242.3)

Kurze Betriebszeiten waren in den Reaktoren mit Schwerwasser- oder Grafit-Moderator (letzterer ist z. B. der Tschernobyltyp) möglich, weil die Brennelemente in einzeln absperrbaren Druckröhren stehen und damit während des laufenden Betriebs gewechselt werden können.

Die deutschen Kernkraftwerke werden mit Druckbehältern (RDB) betrieben. Eine Brennelemententnahme erfordert deshalb ein aufwändiges Abfahren der gesamten Anlage, die durch die IAEA und die Öffentlichkeit nicht unentdeckt bleiben würde.

"Leichtwasserreaktoren, das sind die in Deutschland betriebenen Druckwasser- und Siedewasserreaktoren, beugen durch diese kernphysikalischen Eigenschaften der Proliferation (Weiterverbreitung von waffenfähigem Plutonium) vor! Daher versuchen die USA z. Zt. Nordkorea durch das in Aussicht gestellte Geschenk zweier Leichtwasser-reaktoren dazu zu bewegen, sein Atomwaffenprogramm einzustellen."

Fazit:

Das in den deutschen Kernkraftwerken erzeugte Plutonium ist wegen der langen Betriebszeit des Kernbrennstoffs von 3 Jahren nicht für Kernwaffen geeignet.

Literatur:

1. C. Keller: Grundlagen der Radiochemie, 3.Aufl., 1993, S.204/205
2. gsf mensch+umwelt, Ein Magazin der Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung,
  6. Auflage, September 989: „Plutonium“, S. 53
3. Deutsches Atomforum e.V.: April 1989, 3. Auflage, S. 7 :“Plutonium – Die Fakten“
4. Informationskreis Kernenergie: „Kernenergie Basiswissen“, Neuauflage 2002, S. 28
  www.kernenergie.de