Kernreaktoren in sowjetischen Atom-U-Booten

Atom-U-Boote werden mit nuklearen Reaktoren betrieben. Dies ermöglicht gegenüber Dieselmotoren längere Tauchgänge und Reisen bei höheren Geschwindigkeiten [1][2]. Die meisten Kernreaktoren, die in Atom-U-Booten eingesetzt werden, sind für die Strom- und Wärmeerzeugung konzipiert und kleinere Versionen herkömmlicher Reaktoren an Land, die in Kernkraftwerken verwendet werden (vgl. Abb. 2) [1]. Sie unterscheiden sich aber in einigen Punkten, zum Beispiel der Kühlung.

In der Sowjetunion wurde besonders viel an Nuklearreaktoren mit Flüssigmetall-Kühlung geforscht [1][2]. Diese Reaktoren benutzen flüssiges Metall, um die Brennstäbe zu kühlen, während bei Reaktoren an Land Wasser, das unter Druck gesetzt wird, zur Kühlung verwendet wird [2][3]. Solche Flüssigmetall-Reaktoren wurden in sieben U-Booten eingesetzt [2] und ermöglichten einen effektiveren Wärmetransport vom Strahlkörper zur Turbine als Druckwasser-Reaktoren [3]. Aufgrund der hohen Schmelz- (123°C) und Siedepunkte (1670°C) der Blei-Bismut-Mischung muss der Reaktor (anders als zum Beispiel bei Druckwasserreaktoren) nicht unter Druck gesetzt werden [2][3] und bei einem Leck im Kühlkreislauf erstarrt dieses schnell, was die Kontamination eindämmt [3]. Zudem ist es schwerer zu überhitzen als Wasser und hat ein geringeres Explosionsrisiko, da kein Wasserstoff entsteht [2].

Die hohe Betriebstemperatur von über 100 °C macht allerdings Schritte notwendig, um eine Verfestigung zu vermeiden, da eine erneute Verflüssigung technisch nicht möglich ist und den gesamte Reaktor unbrauchbar macht [Grammatik-> angepasst] [2][4]. Weitere Probleme sind die erschwerte Wartung und Reparatur der Reaktoren, da diese in das Metall eingetaucht sind [2]. Zudem besteht bei der verwendeten Blei-Bismut-Mischung zum Kühlen das Problem, dass durch die Strahlung des Reaktors radioaktives Polonium erzeugt werden kann [2].

Diese Reaktoren wurden in der Sowjetunion in U-Booten der Alfa-Klasse verbaut und blieben bis 1997 in Dienst [3]. Heutzutage stellen diese (und herkömmliche Druckwasser-) Reaktoren eine Herausforderung für die Entsorgung dar, besonders da auch einige Quellen darauf verweisen, dass ein weiteres Alleinstellungsmerkmal sowjetischer Atom-U-Boote war, dass teilweise zwei Reaktoren pro U-Boot verbaut wurden [1][2]. Häufig wurden die Reaktoren der U-Boote erst einmal zwischengelagert, bevor eine dauerhafte Lösung gefunden werden sollte, wie zum Beispiel in der Andrejeva-Bucht.

Es kam aber auch zu Unfällen, bei denen sowjetische Atom-U-Boote untergingen, bevor die Reaktoren (nicht Flüssigmetall-gekühlt) aus dem Boot entnommen werden konnten [5][6]. So zum Beispiel das K-159, das bereits 1989 außer Dienst gestellt wurde und erst 2003 sollte der Reaktor aus dem U-Boot entnommen werden [5]. Allerdings sank das Schiff als es abgeschleppt werden sollte und von den zehn an Bord befindlichen Matrosen versanken sieben mit dem Boot, zwei wurden tot geborgen und einer überlebte [5]. Der Reaktor wurde trotz angekündigter Bemühungen noch nicht geborgen [5].

Quellen:
[1] Seite „Atom-U-Boot“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 11. September 2024, 16:26 UTC.
URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Atom-U-Boot&oldid=248521682 (Abgerufen: 17. Oktober 2024, 09:56 UTC)

[2] Rawool-Sullivan, Mohini & Moskowitz, Paul & Shelenkova, Ludmila. (2002). Technical and proliferation‐related aspects of the dismantlement of Russian Alfa‐Class nuclear submarines. The Nonproliferation Review. 9. 161. 10.1080/10736700208436881.
URL: https://www.nonproliferation.org/wp-content/uploads/npr/91mosk.pdf (17.10.2014, 11:54) Seiten 165f.

[3] Seite „Projekt 705“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 19. April 2024, 12:05 UTC.
URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Projekt_705&oldid=244194454 (Abgerufen: 17. Oktober 2024, 10:02 UTC)

[4] Seite „BM-Reaktor“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 23. Februar 2024, 11:05 UTC.
URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=BM-Reaktor&oldid=242485748 (Abgerufen: 30. Oktober 2024, 09:58 UTC)

[5] Seite „K-159“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 11. Juni 2024, 19:36 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=K-159&oldid=245836371 (Abgerufen: 9. Januar 2025, 15:06 UTC)

[6] Seite „Kursk (U-Boot)“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 23. Dezember 2024, 17:50 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Kursk_(U-Boot)&oldid=251520098 (Abgerufen: 9. Januar 2025, 15:09 UTC)