Brennelement

Brennelemente sind der Hauptbestandteil von Reaktorkernen; sie bilden das Herz eines jeden Atomkraftwerks. In den Brennelementen befindet sich der Brennstoff für das Kraftwerk, zum Beispiel Uran. Je nach Reaktortyp weisen Brennelemente unterschiedliche Bauweisen und Zusammensetzungen auf.

Inhalt dieser Seite
  1. Das Wichtigste in Kürze
  2. Der Reaktor bestimmt das Brennelement
  3. Wohin mit den abgebrannten Brennelementen?
  4. Brennelementesteuer statt Emissionsrechtehandel
  5. Verwandte Themen
  6. Weiterführende Links
  7. Jetzt Stromtarif sichern

Das Wichtigste in Kürze

  • Das Brennelement ist der Hauptbestandteil von Reaktorkernen, bestehend aus beispielsweise Uran.
  • In den verschiedenen Reaktortypen werden jeweils spezielle Brennelement benötigt. Rund 200 Brennelemente sind in einem Reaktor.
  • Verbrauchte Brennelemente werden zunächst in einem Abklingbecken und dann in den sogenannten Endlagern gelagert.

Der Reaktor bestimmt das Brennelement

Es gibt verschiedene Reaktortypen, die jeweils auch spezielle Brennelemente benötigen. In Deutschland sind Siedewasser- und Druckwasserreaktoren sehr verbreitet. Dort kommen Brennelemente zum Einsatz, die aus einem Bündel einzelner Brennstäbe bestehen. Ein Brennstab ist eine mit Uranpellets gefüllt Metallröhre. Das inzwischen abgeschaltete Kernkraftwerk Biblis wurde zum Beispiel mit Druckwasserreaktoren betrieben. In einem Reaktor befinden sich knapp 200 Brennelemente mit jeweils rund 230 Brennstäben. Ein Brennelement ist fast fünf Meter lang, hat einen Querschnitt von 23x23 Zentimetern und wiegt rund 800 Kilogramm.

Brennelemente werden in speziellen kerntechnischen Anlagen gefertigt. In Deutschland ist nur noch eine Fabrik zur Herstellung von Uran-Brennelementen in Betrieb, die Brennelementfertigungsanlage Lingen, eine Tochtergesellschaft des französischen Atomkonzerns Areva. Der Einsatz der Brennelemente in Kernkraftwerken dauert durchschnittlich vier Jahre. Nach etwa einem Jahr Betriebszeit wird ein Viertel der Kernbeladung durch frische Brennelemente ersetzt.

Wohin mit den abgebrannten Brennelementen?

Beim Betrieb des Kernkraftwerks brennen die einzelnen Elemente ab. Das bedeutet, dass sich das in den Brennstäben befindliche Uran komplett in Spaltprodukte umwandelt. Oft ist dann auch von "verbrauchten" oder "ausgedienten" Brennelementen die Rede. Die Stäbe "brennen" nicht im wörtlichen Sinne. Bei der Spaltung von Uran wird jedoch so viel Energie frei, dass sehr hohe Temperaturen entstehen.

Verbrauchte Brennelemente stellen die Kraftwerksbetreiber und auch Politiker vor große Probleme. Zum einen müssen sie zunächst für mehrere Jahre in einem Abklingbecken zwischengelagert und gekühlt werden, da sie noch sehr viel Nachzerfallswärme produzieren. Ist die Kühlung der Brennelemente nicht gewährleistet, können sie sich überhitzen und es kommt zu einer Kernschmelze.

Problematischer als die Wärme ist jedoch die Radioaktivität der verbrauchten Brennstäbe. Diese klingt mit der Zeit zwar auch ab, das dauert jedoch sehr viel länger als ein paar Jahre. Daher werden die Brennelemente nach ihrer Zeit im Abklingbecken in speziellen Castor-Behältern zu Zwischenlagern transportiert. Ein Endlager für die verbrauchten Brennelemente gibt es in Deutschland derzeit noch nicht. Die Endlagerfrage wird seit Jahren heiß diskutiert

Brennelementesteuer statt Emissionsrechtehandel

Im Juni 2010 gab die Bundesregierung die Einführung einer Brennelementesteuer für Kernkraftwerksbetreiber bekannt. Die Politiker rechtfertigen diese Steuer hauptsächlich aus zwei Gründen. Erstens sollen die Kraftwerksbetreiber damit an der Sanierung maroder Atommülllager wie beispielsweise Asse beteiligt werden. Zweitens sind Atomkraftwerke nicht am Emissionsrechtehandel beteiligt und erzielen somit Zusatzgewinne, die durch die Brennelementesteuer ausgeglichen werden sollen.

Ob die Brennelementesteuer indes rechtmäßig ist, darüber bestand Uneinigkeit zwischen den verschiedenen deutschen Finanzgerichten. Mehrere Energieversorger hatten gegen die Einführung der Steuer geklagt. Das Bundesverfassungsgericht hat im Jahr 2017 die von 2011 bis 2016 erhobene Brennelementesteuer gekippt. In dem Beschluss erklären die Karlsruher Richter das Gesetz rückwirkend für nichtig. Damit können sich die Atomkonzerne über die Rückerstattung von insgesamt mehr als sechs Milliarden Euro freuen. Der Bund habe keine Gesetzgebungskompetenz für den Erlass der Steuer gehabt, heißt es zur Begründung. (Az. 2 BvL 6/13)

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