Table Of ContentARBEITSGEMEINSCHAFT FUR FORSCHUNG
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Sondersitzung
am 3 O. S e pte m b e r 1 9 5 5
in Dusseldorf
ARBEITSGEMEINSCHAFT FOR FORSCHUNG
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
HEFT 54a
John Cockcroft
Die friedliche Anwenclung cler Atomenergie
SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH
ISBN 978-3-663-00260-4 ISBN 978-3-663-02173-5 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-02173-5
Copyright 1956 Ьу Springer Fachmedien Wiesbaden
Urspr!inglich erschienen bei Westdeutscher Ver1ag, Кбln und Op1aden 1956
Die frieclliche Anwenclung cler Atomenergie
Sir John Cockcro/t F. R. S., Director of the Atomic Establishment,
Harwell, England
Die Genfer Internationale Konferenz iiber die friedliche Verwendung der
Atomenergie war von groBem Wert: Sie fiihrte einen Erfahrungsaustausch
der auf dem Gebiete der Atomenergie arbeitenden Lander herbei und er
moglichte eine Abschatzung der kiinftigen Entwicklung.
In den Vollsitzungen machten die Wissenschaftler und Statistiker Vor
aussagen iiber den zukiinftigen Energiebedarf in den einzelnen Landern
und der ganzen Welt. Es wurde vorausgesagt, daB bis Ende dieses J ahr
hunderts der Weltbedarf an Energie aller Art (Abb.1) eine Steigerung
unseres gegenwartigen Verbrauchs von 1,7 Milliarden Tonnen Kohleaqui
valent auf 8 Milliarden Tonnen erfahren werde. Man rechnet damit, daB
die Stromerzeugung aus Wasserkraft nicht mehr als 1 Milliarde Tonnen
Kohleaquivalent betragen werde, und man hoffte, mit Hilfe der Atom
energie den gesamten Restbedarf an Elektrizitat zu decken, somit also die
Arbeit von 2 bis 3 Milliarden Tonnen Kohle zu erzeugen. England allein
konnte ein Zehntel dieser Menge gebrauchen.
Fiir die Halfte rueser Zeitspanne, d. h. also fiir die Zeit urn 1975, unter
schieden sich die Voraussagen hinsichtlich der Verwendung von Atomener
gie in den einzelnen Landern erheblich. In Landern, die iiber reiche Wasser
krafte fiir die Stromerzeugung verfiigen, z. B. Norwegen, diirfte diese
Wasserkraft weiterhin die Hauptquelle fiir die Stromerzeugung bleiben.
Andere Lander Europas, wie Portugal, Schweden, Italien und die Schweiz,
werden bis dahin ihre verfiigbaren Wasserkrafte bis an die Grenze des tech
nisch Moglichen nutzbar gemacht haben und in der zweiten Dekade auf
Atomkraft zuriickgreifen. Die Voraussagen fiir die Vereinigten Staaten
lauten dahin, daB bis zum Jahre 1975 der Anteil der Stromerzeugung aus
Atomenergie ganzlich von ihrem Preis im Verhaltnis zu der Energieerzeu
gung aus Wasser, 01, Naturgas und Kohle abhangen wird. Es wurde damit
gerechnet, daB der bei weitem iiberwiegende Teil des Energiebedarfs der
Vereinigten Staaten bei einem Kostenaufwand von 0,2 bis 0,5 cts erzeugt
6 John Cockcroft
werden wird. Die Menge der bei einem Kostenaufwand zwischen 0,5 und
1,0 cts erzeugten Energie betragt nicht mehr als 10o/!) der gesamten Menge.
Es wurde daher vorausgesagt, daB bei einem Kostenaufwand von 0,9 cts die
Verwendung von Atomkraft nur 1 % der Gesamtversorgung im Jahre 1975
Abb. 1: Der Weltenergiebedarf bis zum Jahre 2000
betragen wiirde, sich bei einem Kostenaufwand von nur 0,7 cts jedoch auf
15 % erh6hen werde. Fur Kanada ergab sich eine sehr ahnliche Lage. Die
Verwendung in groBem Umfange beginnt wahrscheinlich bei einem Kosten
aufwand von 0,6 cts.
Der Bedarf an Atomenergie scheint am dringendsten in England zu sein,
wo man im Jahre 1975 wahrscheinlich weitere 100 Millionen Tonnen Kohle
Die friedliche Anwendung der Atomenergie 7
pro Jahr benotigen wird, eine erhebliche Erhohung der Kohlenforderung
aber kaum moglich ist und auch kaum Wasserkraft zur Verfugung steht.
Somit werden also 01 und Atomenergie die Lucke auszufullen haben, und
der britische Plan fur die Entwicklung von Atomkraft sieht vor, daB bis
1975 40 % des Elektrizitatsbedarfs mit Hilfe von Atomenergie erzeugt
werden sollen - entsprechend einer Kohlenmenge von 40 Millionen Tonnen.
Fur das Jahr 1965 sieht unser Plan Atomenergieanlagen mit einer Kapazi
tat von 1500 bis 2000 Megawatt vor, die die Arbeit von ungefahr 5 Mil
lionen Tonnen Kohle jahrlich leisten.
In den nachsten funf J ahren werden sich mindestens funf Lander - Eng
land, Kanada, Frankreich, die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion -
mit dem Entwurf und Bau von Versuchs-, Muster- oder Vorfuhrungsmodel
len beschaftigen.
Die Anzahl der moglichen Reaktortypen betragt nach der Aufstellung
von Dr. Weinberg in Genf (Abb. 2) etwa 900. Glucklicherweise konnen die
I
Fruchtbares Neutronen-
Brennstoff I Kuhlmillel Geometrie Moderator
Material I Energie I I
U233 Th Schnell Gas Heterogen H2O
U235 U Resonanz FlOssiges Homogen D20
Meta II
PU239 Langsam H2O Be
D20 BeO
Kohlen- C
wasserstoffe
usw. usw.
Abb. 2: Zur Auswahl stehende Reaktortypen
(150 MW. Leistung)
meisten von ihnen von vornherein auBer Betracht gelassen werden, und bis
her sind von den 900 Typen weniger als 10 fur Versuchszwecke ausgewahlt
worden.
In England haben wir unser Atomenergie-Programm in drei Entwick
lungsstufen (Abb. 3, 4) eingeteilt. Auf der ersten Stufe haben wir uns fur
den gasgekuhlten graphitmoderierten Reaktor (Abb.5) entschieden, wei 1
dieser naturlichen Uranbrennstoff verwendet und wir nicht genugend Vor
rate an angereichertem Uran aus unserer Diffusionsanlage besitzen, urn
darauf ein zi viles Programm aufbauen zu konnen.
8 John Cockcroft
STAGE I
STAGE 2
Abb. 3: Schematische Darstellung der ersten und zweiten Entwicklungsstufe
des britischen Atomenergieerzeugungsprogramms
Der mit schwerem Wasser moderierte Reaktortyp wiirde eine mogliche
Alternative darstellen; das wiirde jedoch fiir unser 2000-Megawatt-Pro
gramm der nachsten Dekade Lieferungen von schwerem Wasser in H6he
von mindestens 1000 Tonnen erfordern, aber hierfiir fehlen uns die Prod uk
tionseinrichtungen.
Die Abbildungen 6 und 7 zeigen das erste gasgekiihlte, graphitmoderierte
Reaktorkraftwerk, das in Calder Hall in Cumberland gebaut wird. Der
eigentliche Reaktor ist in einem geschweiBten Druckkessel von etwa 12 m
Die friedlichc Anwcndung der Atomenergie 9
STAGE 3
OR U 233
.....
~ -,.)
. I· TO"N U'·.~ 1,000,000 TONS COAL
Abb. 4: Schematischc Darstellung der dritten Entwicklungsstufe des britischcn
Atomenergieerzeugungsprogramms
Durchmesser enthalten. Die Warme wird in Staben aus Uranmetall erzeugt,
die mit einer Leichtmetall-Legierung ummantelt sind lind vertikal zwischen
den Graphitblocken des Kerns hangen. Ihre Betriebstemperatur betragt etwa
4000 C. Die Warmeiibertragung von den heiBen Uranstaben auf vier
Dampfturbinen wird durch Kohlendioxydgas bei einem Druck von 6 bis 7
Atmospharen bewirkt. Das Gas verlaBt den Reaktor bei einer Temperatur
von 3700 C. Es stromt von den Dampfkesseln zu der Turbo-Generator
Anlage herkommlicher Bauart.
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Die friedliche Anwendung der Atomenergie 11
Abb. 6: Das Calderhall-Reaktorkraftwerk im Bau
Dieses erste Kraftwerk wurde flir die Erzeugung von Plutonium kon
struiert, wobei Energie nur als Nebenprodukt gewonnen wird. Seine Lei
stung ist dementsprechend niedrig und dlirfte ungefahr 65 Megawatt be
tragen.
Unser ziviles Programm flir den Bau von Atomkraftwerken sieht die
Verwendung von Reaktoren dieses Typs vor, der jedoch im Augenblick von
der Industrie umkonstruiert wird, urn gro6ere Leistungen zu erzeugen. Dies
la6t sich dadurch erreichen, da6 man den Reaktor auf optimale Leistungs
abgabe zlichtet, den Reaktorkern vergro6ert sowie die Warmeiibergangs
zahl und die Brennstofftemperatur erhoht. Wir glauben, da6 man die Kon
struktion auf diesem Wege betrachtlich verbessern kann. Wir kennen noch
nicht die geplanten Leistungen der Werke flir die zentrale Elektrizitats
behorde (Central Electricity Authority), glauben jedoch, da6 diese nach
und nach von etwas liber 100 Megawatt bis zu dem Bereich von 200 Mega
watt steigen werden.
Auf der Genfer Konferenz wurde vorausgeschatzt, da6 die Kosten eines
gasgeklihlten, graphitmoderierten Kraftwerks von 150 Megawatt bei £ 8,5
