Kernenergieantrieb
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Unter Kernenergieantrieb versteht man den Antrieb von Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen oder Raumfahrzeugen mit Kernenergie. Da Kernreaktoren wegen ihrer starken Neutronenstrahlung eine umfangreiche Abschirmung erfordern, können Kernenergieantriebe nicht so kompakt gebaut werden, dass sie in Pkw oder Lkw Verwendung finden können. Kernenergieantriebe bleiben daher größeren Gefährten vorbehalten.
Wegen ihrer potenziellen massiven radioaktiven Umweltbelastung bei Havarien und anderen Störfällen gelten Kernenergieantriebe nicht nur wegen des anfallenden stark radioaktiven Abfalls als umstritten. In den letzten Jahren sind deshalb Forschungen diesbezüglich größtenteils eingestellt bzw. stark reduziert worden. Dieser Artikel beschreibt deshalb den - zum Teil stark veralteten - Stand der Forschung, bzw. andere theoretische Überlegungen.
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[Bearbeiten] Kernenergieantrieb von Schiffen und U-Booten
Für den Kernenergieantrieb von Schiffen und U-Booten werden meist Druckwasserreaktoren mit Leistungen von etwa 100 Megawatt verwendet. Sie erzeugen Dampf, der zu Dampfturbinen geleitet wird, die entweder die Propeller oder Generatoren oder Hilfseinrichtungen antreiben.
Der Kernenergieantrieb wird hauptsächlich für militärische Schiffe und U-Boote verwendet, es gibt aber auch zivile Schiffe mit Kernenergieantrieb. Dieses sind der deutsche Erzfrachter NS Otto Hahn, die amerikanische Savannah die japanische Mutsu, der sowjetische Frachter Sevmorput sowie der sowjetische Lenin. Die russischen Eisbrecher Arktika, Sibir, Rossiya, Tajmyr, Sowjetski Sojus, Vaigach, Jamal und Ural sind (2005) im Betrieb.
[Bearbeiten] Kernenergieantrieb von Lokomotiven
In den USA wurden Studien für nuklearbetriebene Lokomotiven durchgeführt. Sie sollten einen Kernreaktor mit kompletten Kühlkreisläufen an Bord haben, die Strom für die Fahrmotoren erzeugen. Wegen zu komplizierter Ausführung wurden diese Pläne verworfen. Auch in Deutschland wurde von Krauss-Maffei Mitte der 50er der Bau einer ca. 35 m langen Atomlok in Erwägung gezogen, das Design war eng mit der bekannten Diesellok V 200 verwandt.
Prinzipiell werden Lokomotiven an den Achsen größtenteils elektrisch angetrieben. Der Atomreaktor hätte einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie angetrieben die dann wiederum die Fahrmotoren an den Achsen angetrieben hätte. Die Energieerzeugung an Bord - ähnlich auch bei einer dieselelektrischen Lokomotive - verursacht jedoch hohes Gewicht. Zudem kann eine solche Motor-Generator-Kombination nicht so gleichmäßig beansprucht werden wie eine externe Energieerzeugung. Die Abkehr vom Prinzip der Erzeugung elektrischer Energie an Bord hatte aber vor allem Kostengründe.
[Bearbeiten] Kernenergieantrieb von Flugzeugen
Bei einem kernenergiegetriebenen Flugzeug sollte mit Hilfe eines kleinen leichten Reaktors ein Verdichter angetrieben werden, dessen komprimierte Luft dann aus einer Düse ausgestoßen werden sollte, wobei wie bei einem normalen Düsenflugzeug ein Vortrieb entstehen würde. In den USA erfolgten diverse Studien und auch Versuche in den 1950er Jahren. Ein Reaktor wurde hergestellt und in einem umgebauten Convair B-36 getestet. Das Flugzeug selbst wurde jedoch konventionell angetrieben. Die Versuche wurden dann aber aus Sicherheitsgründen eingestellt.
Derartige Ideen existierten in den 1960ern auch für Luftschiffe.
In dem US-Projekt Pluto wurde zwischen 1956 und 1964 mit hohem Aufwand ein nuklear-getriebener Marschflugkörper praktisch unbegrenzter Reichweite entwickelt. Ein Reaktor-beheizter Ramjet sollte den Flugkörper mit Mach 3 im Tiefflug in Feindesland tragen, wo er bis zu 24 Ziele mit H-Bomben angreifen würde. Das Projekt wurde nach erfolgreichen Triebwerktests und anderen 'leading-edge' Entwicklungen, und nach der Kubakrise, 1964 beendet - mit der Begründung, es sei "too provocative".
[Bearbeiten] Kernenergieantrieb von Raumfahrzeugen
[Bearbeiten] Antrieb mit Reaktor
Bei einem mit Kernreaktoren angetriebenen Raumfahrzeug wird Wasserstoff mit Hilfe eines Kernreaktors auf 3000 Grad Celsius erhitzt und dann ausgestoßen. Hierbei wird wie bei einen normalen Raketentriebwerk ein Rückstoß erzeugt. Da hierbei Wasserstoff und kein Verbrennungsprodukt ausgestoßen wird, ist der spezifische Impuls sehr hoch. Ein einstufiges kernenergiebetriebenes Raumfahrzeug kann in den Orbit vorstoßen. In den USA wurden solche Geräte im Rahmen von Projekt NERVA und Projekt Timberwind untersucht.
[Bearbeiten] Antrieb mit Atombomben
Wenn man im Vakuum in ausreichendem Sicherheitsabstand zu einem parabolischen Reflektor eine kleine Atombombe zündet, kann man mit Hilfe des entstehenden Strahlungsdrucks ein Raumfahrzeug vorantreiben. Da im Weltraum keine Druckwellen entstehen, braucht der Reflektor nicht allzu massiv zu sein. Mit einem derartigen Raumfahrzeug könnte man prinzipiell das Sonnensystem problemlos durchqueren. In den USA gab es Ende der 1950er Jahre im Rahmen des Orion-Projekts entsprechende Studien.
[Bearbeiten] Kernenergieantrieb von Straßenfahrzeugen
In der 1950er Jahren entstand das Konzept des Ford Nucleon, eines PKW mit nuklearem Antrieb. Ford baute von dem Fahrzeug nur ein Modell im Maßstab 3:8; produziert wurde es nie.
[Bearbeiten] Siehe auch
- Radioisotopengenerator gewinnt Elektrizität aus dem eingefüllten radioaktiven Isotop, z.B. bei Satelliten
