Das erste Atomschiff aus Europa - Part 5
06 October, 2009
Für alle Atomphysiker damals eine ungeheure Sensation! In vielen Instituten wird während der nächsten Wochen das Ergebnis nachgeprüft und bestätigt: in Paris, Wien, Eindhoven, Cambridge, New York. Unter strengster Geheimhaltung untersuchen die USA sofort die militärische Nutzung, und mit kaum vorstellbarem Aufwand wird schließlich die Atombombe hergestellt, die am 6. August 1945 in Japan auf Hiroshima abgeworfen wurde.
In Deutschland wurde natürlich zur gleichen Zeit ebenfalls am Problem der Uranspaltungsenergie gearbeitet. Im Sommer 1941 konnte Professor Heisenberg in Leipzig die erste „Uranbatterie" in Betrieb setzen, wenn auch noch ohne richtigen Erfolg. Aber in der berühmt gewordenen Sitzung der deutschen Atomphysiker am 6. Juni 1942 — mitten im Kriege also — erklärten die Wissenschaftler, dass die in Deutschland ebenfalls erkannte Möglichkeit, eine Atombombe zu bauen, kaum verwirklicht werden könne: Dazu würden die wissenschaftlichen und die industriellen Kräfte nicht ausreichen. Und viele der Beteiligten wollten sie auch nicht! An diesem Tag wurde endgültig beschlossen, sich darauf zu beschränken, die Atomenergie technisch nutzbar zu machen — und daran wurde bis heute festgehalten.
Was ist nun eigentlich die Quelle der geheimnisvollen Kraft im Reaktor des Atomschiffes, aus der die vielen PS für den Schiffsvortrieb gewonnen werden? Was geht im Innern des Druckgefäßes vor sich, und wie wird diese rätselhafte Energie in die Umdrehungen der Schraubenwelle umgewandelt?
Hierzu müssen wir ein wenig Physik treiben: Alle Atomkerne, die Bausteine der Materie, setzen sich aus Protonen und Neutronen zusammen. Für den engen Zusammenschluss dieser Teilchen gibt es eine obere Grenze; wächst ihre Anzahl darüber hinaus, wird der „Kern" (lateinisch „nucleus", daher Nuklear-Energie) instabil und zerfällt. Die aus den meisten Kernbausteinen zusammengepressten und damit schwersten Elemente, die in der Natur vorkommen, sind Thorium und Uran, aber sehr stabil sind, dieser Grenze wegen, ihre Atomkerne auch schon nicht mehr. Wenn bestimmte Urankerne, und das geschieht im Reaktorinnern, mit freien Neutronen „beschossen" werden, spalten sie sich in zwei nahezu gleiche Hälften, aber es „splittern" dabei von dem Kern auch einige Neutronen ab. Sie fliegen mit großer Energie in die Umgebung und zerspalten dort weitere Kerne: Die „Kettenreaktion" hat begonnen! Die meisten der abgeschleuderten Neutronen werden jedoch von der umgebenden Materie abgebremst und „verschluckt", das Abbremsen aus den ungeheuer hohen Zerspaltuntgsgeschwindigkeiten erzeugt erhebliche Bremswärme, also eine Art innere Reibungswärme, und diese dauernd entstehende Wärme wird ähnlich wie bei einem herkömmlichen Kessel benutzt, um Dampf zu erzeugen. Er wird in die Turbinen geleitet, die über ein Zahnradgetriebe dann die Schiffsschraube drehen.
Atomantrieb - 4
04 October, 2009
Für eine völlig neue Art von Schiffen erscheint der Kernenergieantrieb jedoch schon in nächster Zukunft sehr aussichtsreich: für die „Container-Schiffe". Das sind Schiffe, wie sie seit etwa zwei Jahren eingesetzt werden und die, um schnell und wetterunabhängig laden und entladen zu können, ausschließlich Container, das heißt „Behälter", befördern. Diese großen metallenen Kisten von genau gleichen Abmessungen passen gerade auf einen Eisenbahnwaggon oder Sattelschlepper — für eine Art von Haus zu Haus Verkehr nach Übersee. Solche Schiffe sind nicht nur sehr groß, sondern müssen aus Wettbewerbsgründen auch möglichst schnell sein. Sie werden schon bald Leistungen zwischen 50 000 und 100 000 PS erfordern, wenn sie, wie erwartet wird, Geschwindigkeiten von 24 bis 28 Seemeilen in der Stunde haben sollen. In wenigen Jahren werden einige Reedereien solche Schiffe bauen wollen und vorher sehr genau die bestmögliche Antriebsart dafür mit allen Vor- und Nachteilen erkunden. Und dann sind sicher die Ergebnisse vorhanden, die mit dem Forschungsschiff „Otto Hahn" auf vielen Versuchsfahrten gewonnen wurden.
Nachdem das erste Atomhandelsschiff der Welt, die amerikanische NS „Savannah" (NS heißt „Nuclear Ship"), seit Jahren zur vollen Zufriedenheit fährt und seitdem der gigantische sowjetrussische Eisbrecher „Lenin", ebenfalls mit Kernenergie angetrieben, jährlich die „Nordpassage" öffnet, den nördlichen Schifffahrtsweg um den asiatischen Kontinent herum, gilt die Atomkraft als der „Schiffsantrieb der Zukunft".
Den Namen „Otto Hahn" erhielt das deutsche Forschungsschiff nicht von ungefähr. Am 22. Dezember 1938, vor 30 Jahren also, hatte der deutsche Professor Otto Hahn — er ist übrigens Chemiker und wurde für seine Entdeckung später mit dem Nobelpreis ausgezeichnet — in einer Fachzeitschrift seinen denkwürdigen Aufsatz über die von ihm entdeckte „Uran-Kernspaltung mit langsamen Neutronen" veröffentlicht. Der sprunghafte Weg dieser Entdeckung ist oft erzählt worden: Wie schon wenige Tage später Kopenhagener Physiker nicht nur das Experiment nachahmen, sondern auch die dabei „freiwerdende" Energie berechnen, wie sie dieses Ergebnis nach Washington telegraphieren und wie von dort mit Windeseile diese gerade für die Fachwelt kaum glaubhafte Kunde sofort nach San Francisco übermittelt wird.
3ter Teil - Das erste Atomschiff aus Europa
01 October, 2009
So bildete sich ein „Fünfer-Konsortium", dem das Forschungsministerium der Bundesregierung und die vier norddeutschen Küstenländer Bremen, Hamburg, Niedersachsen und Schleswig-Holstein angehören. Es sorgte dafür, dass in Geesthacht ein Forschungsreaktor betrieben und schließlich das ,Forschungsschiff in Auftrag gegeben werden konnte.
Wenn man über mehrere Jahre hin erhebliche Anstrengungen unternimmt, ein derartiges Schiff zu entwerfen und zu bauen, so muss man gegenüber den heutigen Schiffen, die mit Dieselmotoren oder mit heizölgefeuerten Dampfkesseln und -turbinen angetrieben werden, zumindest für eine absehbare Zukunft deutliche Vorteile erwarten
Sie ergeben sich aus Überlegungen und Berechnungen, bei denen die Größe der Schiffe, die verlangte Geschwindigkeit, die Länge ihrer Fahrtstrecke und deren geographische Lage zu billigen Ölbunkerhäfen eine Rolle spielen
und vor allem die Art der Ladungsgüter, weil hiervon wieder die kostspieligen, aber nichts einbringenden Hafenliegezeiten abhängig sind.
Schon ein kleiner Hinweis dürfte genügen: Das Atomschiff kommt nur für lange Fahrtstrecken in Frage. Nur dabei würden nämlich die großen Mengen Heizöl oder Dieselöl, die ein herkömmliches Schiff mitnehmen müsste, ein höheres Gewicht haben als die Reaktoranlage mit ihren schweren Strahlenschutzpanzerungen. Mit anderen Worten, das Atomschiff ist also — aus Gewichtsgründen — nur bei langer ununterbrochener Betriebszeit wettbewerbsfähig. Andrerseits bleibt das eigentliche Herz des Reaktors, das die Wärmeleistung liefert, das „Core", immer ein verhältnismäßig kleines und nur wenige Tonnen schweres Gebilde; auch dann, wenn die Leistungen sich verdoppeln oder vervielfachen sollen. Und damit bleiben auch die umfangreichen und schweren Sicherheitsbehälter und Strahlenschutzwände, die Hilf s-und Regelungseinrichtungen weitgehend gleich, ob nun 10 000,30 000 oder schließlich 100000 PS erzeugt werden.
Daraus wird klar, dass sich der Atomantrieb nur dort lohnt, wo große Leistungen verlangt werden: also nur bei sehr großen oder sehr schnellen Schiffen. Bei dem heutigen Entwicklungsstand liegt die „wirtschaftliche" Grenze — das heißt die Leistungsgröße, bei der der Atomantrieb über längere Zeitspannen billiger wird als die üblichen Dampfturbinen- oder Dieselmotoranlagen - je nach dem Fahrtgebiet bei etwa 40 000 bis 60 000 PS. Von den Kriegsschiffen abgesehen, haben derzeit nur ganz wenige Schiffe einen so hohen Leistungsbedarf, nachdem die großen Schnelldampfer", wie etwa die frühere „Bremen" mit 120 000 PS, infolge des atlantischen Flugverkehrs nicht mehr gebraucht und daher nicht mehr gebaut werden. Selbst die neuesten Riesentanker von über 200 000 Tonnen Ladefähigkeit benötigen nur 30 000 PS, weil sie relativ langsam fahren.
Atomantrieb - 2ter Teil
29 September, 2009
„So werden zu dem ursprünglich geplanten Fertigstellungstermin des Schiffes also sechs bis acht Monate hinzugerechnet werden müssen", schloss der technische Leiter seinen Bericht.
Inzwischen ist es soweit, dass die „Otto Hahn", das erste europäische Atomhandelsschiff, in Fahrt kommen und im Inland wie Ausland Aufsehen erregen wird.
Um was für ein sonderbares Schiff es sich dabei handelt, und was es für die Zukunft der Seeschifffahrt bedeutet, sieht man ihm von außen nicht an Die hochragenden Schiffswände sind, genau wie bei jedem anderen Schiff dieser Größe, aus Stahlplatten zusammengeschweißt. Ziemlich weit vorn ist das „Deckshaus" auf den Schiffsrumpf aufgesetzt mit der Kommandobrücke, den Offiziersräumen und zuhöchst dem „Peildeck", und nur am Hinterschiff fällt die ungewöhnlich große Anzahl von Fenstern und Bullaugen auf. Hier werden die seemännischen Besatzungsmitglieder wohnen und die für den hochempfindlichen Reaktorbetrieb unentbehrlichen, zusätzlich benötigten Ingenieure und Mannschaften. Aber auch Wissenschaftler, die Untersuchungen und Messungen machen oder gar umfangreiche, langwierige Forschungsprogramme durchführen, können hier wohnliche Kabinen beziehen. Weitere Bullaugen lassen Tageslicht in Labors und Werkstätten ein, in Untersuchungszimmer und in Sonderräume, wie sie eben nur auf diesem Schiff gebraucht werden.
Die ersten Anregungen zu einem solchen völlig neuartigen Schiff waren vor allem von Wissenschaftlern, von Wirtschaftspolitikern, von Großwerften und von einer bedeutenden Tankschiffreederei gekommen. Die im April 1956 von ihnen gegründete Gesellschaft konnte zwar Pläne schmieden und theoretische Vorarbeiten leisten, aber nicht die 50 bis 60 Millionen Mark aufbringen, die das Schiff mit Reaktoranlage kostet. Hier musste der große Geldgeber „Staat" einspringen, der freilich nur dann finanzielle Mittel aus dem Steueraufkommen zur Verfügung stellen darf, wenn er eindeutiges Allgemeininteresse erkennt, also darin einen „Nutzen" für später und zugunsten der Allgemeinheit sieht. Nutzen vor allem für die deutsche Atomwissenschaft, und ebenso für die deutschen Werften, die auf dem neuesten Stand des Weltschiffsbaues bleiben müssen.
Das erste Schiff mit Atomantrieb in Europa
28 September, 2009
„Nun glaube ich aber doch, meine Herren" - ergänzte der Aufsichtsratsvorsitzer die bisherigen Meinungsäußerungen über die weitere Geldmittelbeschaffung, „dass auch unser technischer Geschäftsführer noch zusammenfassend über den Fortgang der Arbeiten in unserer Forschungsanstalt und vor allem natürlich an unserem Schiff etwas sagen sollte!"
Der angesprochene technische Direktor blätterte in seiner mit Skizzen, Berechnungen und Terminplänen prall gefüllten Mappe, räusperte sich und begann:
„Der Bau unseres Kernenergie-Forschungsschiffes ,Otto Hahn' machte im Berichtsjahr weitere Fortschritte. Alle Vorversuche in unserer Geesthachter Forschungsanstalt sind im wesentlichen abgeschlossen. Die schiffbaulichen Arbeiten sind anderthalb Jahre nach dem Stapellauf beendet worden. Die Teile des Hauptantriebs, also der Dampfturbinen, sind so weit gefertigt, dass die gesamte Anlage mit Ausnahme der .nuklearen' Ausrüstung vor Ablieferung des Schiffes kurzfristig eingebaut werden kann.
Der Schiffsreaktor vom Typ FDR (Fortschrittlicher Druckwasser-Reaktor) befindet sich in den Werkstätten der Hauptzulieferer ebenfalls im Bau. Der 180 Tonnen schwere, riesige Sicherheitsbehälter wurde im Herstellerwerk zusammengebaut und in einem Stück mit einem Binnenschiff auf dem Rhein von Westdeutschland nach Rotterdam gefahren. Hier wurde er in ein Seeschiff umgeladen und dann über die Nordsee, die Elbe, den Nord-Ostsee-Kanal zur Werft in Kiel verfrachtet. Der eigens aus Hamburg herbeibeorderte Riesenschwimmkran „Magnus" setzte ihn in den Reaktorraum ein, wo er auf dem vorbereiteten Fundament verankert wurde. Der Beton für die zweite Abschirmung ist an den Wänden des Reaktorraumes geschüttet und ebenso, als Kuppel, über dem Sicherheitsbehälter. Das Betonbecken, das die ausgebrannten oder schadhaften Brennelemente aufnimmt, ist ebenfalls bereits im Schiff eingebaut. Ein gewisser Verzug ergab sich bei..." Ein „gewisser Verzug"?
Was jetzt dem Aufsichtsrat der „Gesellschaft für Kernenergieverwertung in Schiffbau und Schifffahrt mbH" an Verzögerungsgründen vorgetragen wurde, betraf Schwierigkeiten an einigen sehr heiklen Bauteilen, an denen daher noch weitere Konstruktionsarbeit erforderlich geworden war, oder mit Werkstoffen, die den äußerst harten Prüfbedingungen nicht standgehalten hatten. Besonders das porenfreie Schweißen von legierten Sonderstählen m Wanddicken, wie sie bisher noch niemals aufgetreten waren, hatte manche harte Nuss zu knacken gegeben . . .
Techblog startet
21 September, 2009
Einer neuer Blog über Technik und Bauwerke muss her und der einfachheitshalber nenne ich ihn Techblog – nicht besonders kreativ aber besser als gar keine Idee. Somit habe ich eine gute Möglichkeit gefunden meinen Interessansgebieten zu frönen und etwas mehr über das Internet zu lernen. So, werde jetzt etwas im netz schmökern und hoffe ich kann Euch dann mit paar Interessanten Geschichten und Erzählungen in den Bann ziehen. Nachtrag: Meine Flirt und Single Community möchte ich noch erwähnen da ich dort oft am Chatten bin - leider fand ich ich hier keine Linkmöglichkeit.
Aber nun viel Spass beim Lesen meines Blogs!