Im Autonomen Kreis Changjiang Li in Hainan gibt es ein Kernkraftwerk. Dieses Kernkraftwerk liefert nicht nur kontinuierlich Strom, sondern hat auch ein Nebenprodukt – Perlen. Warum produzieren Kernkraftwerke Perlen? Werden in Kernkraftwerken hergestellte Perlen Strahlung enthalten? Lassen Sie uns heute über Perlen sprechen, die in Kernkraftwerken hergestellt werden.
Kernkraft-weißes Schmetterlings-Austernperlen-Fertigprodukt, Foto: Liu Xuan
Pinctada maxima – Hersteller von „Australian White“-Perlen
Genauer gesagt ist es natürlich nicht das Kernkraftwerk, das Perlen produziert, sondern die Perlenauster – Pinctada maxima, auch Weiße Schmetterlingsauster genannt – die im Meer rund um das Kernkraftwerk gezüchtet wird.
Pinctada maxima, Bildquelle: Wikipedia
Den Namen dieser Auster haben Sie vielleicht noch nicht gehört, aber die Perlen, die sie hervorbringt, sind einer der Schätze in der Perlenwelt – Australian White. Der Grund, warum sie „Australian White“ genannt wird, liegt darin, dass das Hauptanbaugebiet dieser Perlenart Australien war.
Natürlich können solche Perlen auch auf den Philippinen, in Indonesien und an anderen Orten hergestellt werden, daher werden sie auch „Südseeperlen“ genannt. Pinctada maxima ist auch in unserem Land verbreitet und kommt hauptsächlich in relativ warmen Gewässern vor, beispielsweise auf der Leizhou-Halbinsel, in Hainan, Taiwan und an anderen Orten im südlichsten Teil von Guangdong.
„South Sea Pearl“ hergestellt in Indonesien, Bildquelle: Wikipedia
Ab den 1960er-Jahren wurde dort intensiv auf die Auster Pinctada maxima gefischt. Gegenwärtig sind sie zu landesweit geschützten Tieren zweiter Stufe geworden.
Diese Schalentiere stellen sehr hohe Anforderungen an die Wasserqualität und die Umwelt. Es ist sehr schwierig, sie in großem Maßstab zu kultivieren und daraus qualitativ hochwertige Perlen zu produzieren. Deshalb sind „weiße australische Perlen“ so wertvoll.
Aber wir alle kennen die Wahrheit: Warum können Pinctada maxima in der Nähe von Kernkraftwerken kultiviert werden? Dabei handelt es sich eigentlich um die „gegenseitige Errungenschaft“ von Atomkraft und Pinctada maxima. Um dies zu verstehen, müssen wir zunächst mit dem Kühlwasser und dem warmen Abwasser von Kernkraftwerken beginnen.
Kühlwasser und warme Entwässerung
Das derzeitige Hauptprinzip der Stromerzeugung in Kernkraftwerken besteht darin, die vom Kernreaktorkern erzeugte Wärme zum Kochen von Wasser zu nutzen. Der durch das kochende Wasser erzeugte Wasserdampf treibt die Turbinenschaufeln an, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.
Nachdem der Wasserdampf seine Aufgabe, die Turbine anzutreiben, erfüllt hat, wird er nicht direkt abgeführt. Stattdessen muss es wieder in flüssiges Wasser abgekühlt werden, und dann wiederholt sich der Zyklus. Der Prozess der Rückkühlung von Wasserdampf in flüssiges Wasser erfordert eine große Menge Kühlwasser.
Bei Kernkraftwerken an der Küste wird das Kühlwasser selbstverständlich aus dem umliegenden Meer gepumpt. Nachdem das Kühlwasser die Kühl- und Kühlaufgabe erfüllt hat, muss es auch wieder ins Meer abgeleitet werden. Die Temperatur des ins Meer zurückgeleiteten Wassers ist häufig höher als die des umgebenden Meerwassers, daher spricht man auch von „Warmableitung“.
Diese in die Umwelt gelangenden Warmwassereinleitungen können gewisse Auswirkungen auf das Ökosystem der umliegenden Meeresgebiete haben, weshalb vor dem Bau von Kernkraftwerken besondere Untersuchungen erforderlich sind.
Als das Kernkraftwerk Changjiang errichtet wurde, wurde eine solche Prüfung durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Warmwasserableitung keinen Schaden für die umliegende Ökologie verursacht. Das Kernkraftwerk Changjiang ist jedoch noch einen Schritt weiter gegangen. Außerdem haben sie die Wärme des warmen Wassers wiederverwendet, was eine echte „Abwärmenutzung“ darstellt.
Schematische Darstellung von Perlen, die von Muschelorganismen produziert werden. Quelle: Naturhistorisches Museum Shanghai
Kernkraftwerke und Perlmutt „verbessern sich gegenseitig“
Wie bereits erwähnt, bevorzugen Schalentiere wie Pinctada maxima warmes Wasser, und das warme Abflusswasser des Kernkraftwerks kann die Wassertemperatur in einem kleinen Bereich rund um das Kernkraftwerk gerade noch auf einem warmen Niveau halten.
Dies schafft Voraussetzungen für den großflächigen Anbau von Pinctada maxima.
Gleichzeitig werden sie bei der Auswahl von Standorten für Kernkraftwerke auch dünn besiedelte Gebiete mit relativ stabilen hydrologischen Verhältnissen auswählen. Die Meerwasserqualität ist hier im Allgemeinen sehr gut, was eine weitere notwendige Voraussetzung für das Wachstum von Pinctada maxima ist.
Darüber hinaus gibt es noch einen weiteren wichtigen Faktor, der Kernkraftwerke und Perlmutt „gegenseitig erfolgreich“ macht.
Da der Anstieg der Wassertemperatur durch warme Entwässerung zu einer Vermehrung des Phytoplanktons im Meeresgebiet rund um das Kernkraftwerk führen kann, kann es bei zu starker Vermehrung des Phytoplanktons zu Meereskatastrophen wie Roten Fluten (die einfach als Algenflut verstanden werden können) kommen.
Einige Algenblüten können die Kühlwassereinlässe von Kernkraftwerken verstopfen und dadurch die Sicherheit von Kernkraftwerken gefährden. Ursprünglich wollten Ingenieure in Kernkraftwerken Wege finden, das Auftreten solcher Katastrophen zu reduzieren.
Eine wichtige Nahrungsquelle für filterfressende Schalentiere wie Pinctada maxima ist Phytoplankton. Daher kann der Anbau von Pinctada maxima in der Nähe von Kernkraftwerken das Problem des massiven Wachstums von Phytoplankton bis zu einem gewissen Grad entschärfen.
Wenn die Perlmuttauster ihren Magen füllt, kann sie gesund wachsen und Perlen hervorbringen. Der Mensch hat die potenzielle Rote-Flut-Krise in den Meeresgebieten rund um Kernkraftwerke beseitigt, daher heißt es, dass die Pinctada maxima und die Kernkraftwerke „gegenseitige Errungenschaften“ seien.
Sind die von Pinctada maxima produzierten Perlen radioaktiv?
Die nächste Frage ist: Werden Perlen, die im Meer rund um Kernkraftwerke gezüchtet werden, durch Strahlung verseucht sein? Tatsächlich verursacht das warme Wasser aus Kernkraftwerken keine Strahlenbelastung.
Einerseits kommt das warme Wasser eines Kernkraftwerks nicht direkt mit dem Reaktorkern in Kontakt und zählt nicht einmal als sekundärer Kontakt.
Der Reaktortyp des Kernkraftwerks Changjiang ist ein Druckwasserreaktor. Zwischen seinem Kern und dem erhitzten Wasser besteht kein direkter Kontakt und das Kühlwasser dient zur Kühlung des erhitzten Wasserdampfs.
Beim Abkühlen stehen Kühlwasser und Wasserdampf nicht in direktem Kontakt und sind daher sehr weit von der „Strahlungsquelle“ entfernt. Diese Art von Wasser unterscheidet sich völlig von den Atomabwässern, die zuvor für Kontroversen gesorgt haben.
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Das Kühlwasser befindet sich nur in dem durch das rote Kästchen markierten Bereich und kommt nicht direkt mit dem Kern in Kontakt. Bildquelle: Wikipedia
Um andererseits sicherzustellen, dass nichts schief geht, muss auch das Kühlwasser vor der Einleitung ins Meer einer Radioaktivitätsprüfung unterzogen werden und darf nur dann eingeleitet werden, wenn es den Standards entspricht. Daher müssen wir uns keine Sorgen über die Radioaktivität der von Pinctada maxima produzierten Perlen machen.
Außerdem ist die Perlmuschel selbst eine sehr „empfindliche“ Muschel. Die Tatsache, dass hier solch zarte Muscheln wachsen und hochwertige Perlen hervorbringen können, ist der beste Beweis für die Qualität dieses Wassergebiets.
Das Kernkraftwerk Changjiang und der Anbau riesiger Perlenaustern können als Vorbilder industrieller Zusammenarbeit bezeichnet werden. Warmes Wasser, das den Kernkraftwerken einst Kopfzerbrechen bereitete, kann nun „Abwärme“ nutzen, um Riesenperlmuscheln besser wachsen zu lassen.
Im Gegenzug frisst die Riesenperlenauster eine große Menge an reproduziertem Phytoplankton, wodurch potenzielle Gefahren durch die Rote Flut beseitigt werden, und züchtet gleichzeitig wertvolle Perlen. Man kann sagen, dass man „drei Fliegen mit einer Klappe schlägt“.
Referenzen
[1] Umweltverträglichkeitsbericht der Blöcke 3 und 4 des Kernkraftwerks Hainan Changjiang (Betriebsphase) https://www.mee.gov.cn/ywdt/gsgg/gongshi/wqgs_1/202411/W020241125352282968236.pdf
[2] Guangzhou Ocean University, „Pincada maxima“ https://bwg.gdou.edu.cn/info/1021/1024.htm
[3] Southern Weekend, „South of the Sea, Nuclear Tide: Wie sieht ein Atomkraftwerk aus, das Perlen produzieren kann?“ 》https://www.infzm.com/contents/280201?source=131
Planung und Produktion
Dieser Artikel ist eine Arbeit, die vom Science Popularization China·Creation Cultivation Program unterstützt wird
Produziert von der Abteilung für Wissenschaftspopularisierung der China Association for Science and Technology
Produzent丨China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Galaxy Culture Media Co., Ltd.
Autor丨Wissenschaftliche Fetzen, populärwissenschaftlicher Schöpfer
Prüfung: Dai Li, China Nuclear Industry Corporation, leitender Ingenieur für die Sicherheit kalter Quellen
Planung丨Zhang Linlin
Herausgeber: Zhang Yinuo