China: Alle 6 Monate ein neues AKW

Anfang September 2020 wurde der chinesische Reaktor Fuqing 5 mit 177 Brennelementen zum ersten Mal beladen. Ein in mehrfacher Hinsicht bemerkenswertes Ereignis. Es ist der erste Reaktor der chinesischen Eigenentwicklung „Hualong One“ – ein sogenannter „First Of A Kind“ (FOAK). Der Bau des allerersten Reaktors eines neuen Modells dauert zumeist sehr lange, da bei ihm noch viele Fehler gemacht werden, die zeitaufwendig behoben werden müssen. Abschreckendes Beispiel ist die Baustelle Olkiluoto in Finnland mit dem Baubeginn im Jahr 2004. Gänzlich anders die Situation bei Fuqing 5: Dort war der Baubeginn (erster nuklearer Beton) im Mai 2015. Rund 5 Jahre Bauzeit gegenüber 16 Jahren mit gigantischer Kostenexplosion.

Deutlicher kann man die Leistungsfähigkeit der chinesischen kerntechnischen Industrie nicht darstellen. Doch damit noch nicht genug: Im Dezember 2015 war der Baubeginn für die Blöcke Fuqing 6 und Fangschenggang 3, im Dezember 2016 für Fangschenggang 4, im Oktober 2019 für Zhangzhou 1 und im September 2020 für Zhangzhou 2 und Taipingling 1. Um dem ganzen noch die Krone aufzusetzen, wurde parallel im August 2015 mit dem ersten Auslandsauftrag Karachi 2+3 in Pakistan begonnen. Man hat also gleichzeitig neun Reaktoren eines neuen Typs in Arbeit. Da China auch noch andere Kernkraftwerke baut, kommt es seinem Ziel, in den nächsten Jahrzehnten durchschnittlich alle sechs Monate einen Kernreaktor in Betrieb zu nehmen, sehr nahe.

Die Geschichte des Hualong

Im Jahr 2012 wurde durch das zentrale Planungsbüro in Peking beschlossen, die Eigenentwicklungen „ACP1000“ von China National Nuclear Corporation (CNNC) und „ACPR1000“ von China General Nuclear (CGN) zu einem standardisierten Modell „Hualong One“ zusammenzulegen. Es sollte ein Reaktor der dritten Generation entstehen, in dem auch ausdrücklich alle Erfahrungen des Unglücks in Fukushima berücksichtigt werden sollten. Da jeder Hersteller seine eigenen Zulieferketten hat, unterscheiden sich noch heute die Modelle geringfügig.

Ursprünglich sollten 2013 in Pakistan zwei „ACP1000“ in der Nähe von Karachi gebaut werden. Dieses Vorhaben wurde 2015 in zwei „Hualong One“ umgewandelt. Darüber hinaus befindet sich der „Hualong One“ in der Variante Fuqing 5+6 in Großbritannien im Genehmigungsverfahren als Modell für das geplante Kernkraftwerk Bradwell. Allerdings ist es höchst fragwürdig, ob dieses Projekt noch politisch durchsetzbar ist. Nach den Ereignissen in Hongkong und um den Ausbau des Mobilfunknetzes durch Huawei ist die Stimmung in Großbritannien gekippt. China ist in einer Schlüsselfunktion wie der Stromversorgung nicht mehr erwünscht.

Eine beträchtliche Zeit- und Kostenersparnis

Obwohl diese Serie von Hualong One weitestgehend parallel gebaut wird, kann man laufend Verbesserungen entdecken. Selbst an so simplen Bauteilen wie dem Containment. Es besteht aus Stahlringen (circa 46 Meter Durchmesser, etwa 7 Meter hoch, Wandstärke 6 Millimeter, mit einem Gewicht von 180 Tonnen), die auf einem separaten Platz auf der Baustelle aus vorgefertigten Segmenten zusammengeschweißt werden. Sie werden dann mit einem Schwerlastkran übereinander gestapelt und zu einem zylindrischen Containment montiert. Den oberen Abschluss bildet eine Kuppel, die ebenfalls vor Ort aus Segmenten zusammengeschweißt wird und mit einem Kran aufgesetzt wird. Auf diese Stahlkonstruktion wird nun die eigentliche Hülle aus Spannbeton aufbetoniert. Man erhält so ein gasdichtes und hochfestes Sandwich als Wand. Als Schutz gegen Flugzeugabstürze und so weiter wird diese Konstruktion noch einmal als äußere Hülle wiederholt. Zwischen den Wänden verbleibt ein Spalt, der später zur Überwachung im Unterdruck gehalten wird.

Vergleicht man nun die innere Kuppel von Fuqing 5 (Montage im Januar 2017) mit der von Fangschenggang 3 (Montage im Mai 2018), so stellt man fest, dass sich das Gewicht von 305 Tonnen auf 260 Tonnen verringert hat. Umfangreiche 3-D-Simulationen, eine Optimierung der Statik und die Verwendung besonders geformter Segmente haben zu diesem Fortschritt geführt. Materialeinsparungen sind praktisch auch immer Kosteneinsparungen.

Wie flexibel die Chinesen vorgehen, zeigt sich aber auch am Ablauf der Montage. Bisher hat man klassisch erst den Rohbau fertiggestellt und anschließend die Großkomponenten eingebracht. Dazu muss man die drei Dampferzeuger (Länge 21 Meter, 365 Tonnen) und das Druckgefäß waagerecht durch die Schleuse einbringen und innerhalb des Containment aufwendig aufrichten und mit dem Polarkran in Position bringen. Beim Kraftwerk Karachi hat man die Einbauten vor dem Aufsetzen der Kuppel eingebracht. Bei Fuqing 5 dauerte das Einbringen der Dampferzeuger und des Druckgefäßes rund 2,5 Monate. In Karachi reduzierte sich der Einbau auf rund 5 Stunden pro Dampferzeuger beziehungsweise 3 Wochen für alle nuklearen Großkomponenten. Eine beträchtliche Zeit- und Kostenersparnis.

Die Rolle ausländischer Zulieferer

Klein, Schanzlin und Becker (KSB) aus Frankenthal war einst die Perle für Pumpen in der Kraftwerkstechnik. Der Ausstieg aus Kerntechnik und Kohle in Deutschland hat sie (noch) nicht aus dem Markt gedrängt, sondern lediglich ins Ausland vertrieben. So erhielt SEC-KSB den Auftrag für die sechs Hauptkühlmittelpumpen (10,000-Volt-Motor mit einer Antriebsleistung von 6.600 kW, 110 Tonnen schwer, Leistung 24.500 Kubikmeter pro Stunde) für das Kraftwerk Zhangzhou. Ein Auftrag in dreistelliger Millionenhöhe. Dafür muss man in Deutschland eine ganze Menge Heizungspumpen verkaufen. SEC-KSB ist ein im Juni 2008 gegründetes Joint Venture zwischen Shanghai Electric (55 Prozent, wer da wohl das Sagen hat?) und KSB (45 Prozent), welches für das komplette Geschäft mit kerntechnischen Komponenten in China verantwortlich ist. Ein typisches Schicksal eines deutschen Unternehmens der Spitzentechnologie: Entweder man macht den Laden in Öko-Deutschland sofort dicht oder man versucht, sich ins Ausland zu verlagern.

Vielleicht verläuft ja das Schicksal von Rolls-Royce (R&R) etwas anders. R&R hat für das gleiche Kraftwerk ebenfalls einen dreistelligen Millionenauftrag eingeworben über die Lieferung der Neutronenfluss-Messeinrichtungen. Allerdings werden diese komplett in Grenoble, Frankreich, konstruiert, gefertigt und getestet ...

Man kann den Chinesen nicht so richtig in die Karten schauen. Es handelt sich immer noch um eine Planwirtschaft mit ihren Eigenheiten bezüglich Kosten und Finanzierung. Man kann aber einen guten Eindruck über Geschäfte mit dem Ausland gewinnen. So hat sich schon 2016 der thailändische Energieversorger RATCH in das Kernkraftwerk Fangchenggang II eingekauft. Aus den Veröffentlichungen des Unternehmens kann man entnehmen, dass das Kraftwerk einen Wert von US$ 6 Milliarden, bei einer Leistung von 2 x 1.180 MWel hat. Dies entspricht spezifischen Investitionskosten von 2.542 US$/kW.

Ganz ähnlich sind die Daten für das pakistanische Kraftwerk Karachi: CNNC gibt Pakistan einen Kredit über US$ 6,5 Milliarden. Es scheint, dass die Chinesen das gesamte Kernkraftwerk im engeren Sinne (2 x 1.100 MWel) komplett vorfinanzieren. Die Projektkosten für das Kernkraftwerk werden von dem pakistanischen Prime Minister Nawaz Sharif mit US$ 9,59 Milliarden angegeben. Dies ergibt spezifische Kosten von 4.359 US$/kW für das Projekt mit allen notwendigen Ausgaben (zum Beispiel Hochspannungsleitungen und Infrastruktur).

Nicht nur Redundanz, sondern auch Diversität

Bei dem Hualong One, oder auch als HPR-1000 bezeichnet, handelt es sich um einen Druckwasserreaktor mit drei Kreisläufen (jeweils Dampferzeuger, Hauptkühlmittelpumpe und Hauptkühlmittelleitung) und einer Nennleistung von 1.180 MWel. Er ist für eine Betriebsdauer von (mindestens) 60 Jahren ausgelegt. Er besitzt ein doppelwandiges Containment, welches gegen Flugzeugabstürze und so weiter ausgelegt ist. Das Brennelementelager und die Gebäude für sicherheitstechnische Anlagen sind ebenfalls gegen Flugzeugabstürze und so weiter verbunkert. Die Schnellabschaltung bei Störfällen erfolgt vollautomatisch. Erst nach 30 Minuten sind menschliche Eingriffe nötig. Erst nach 72 Stunden sind Hilfsmaßnahmen von außen nötig (zum Beispiel Nachfüllen von Wasser in die internen Becken). Jeder Reaktor ist nicht nur für die Grundlast, sondern auch für einen extremen Lastfolgebetrieb konstruiert.

Innerhalb des Containment – genauso geschützt gegen Einwirkungen von außen wie der Reaktor selbst – befindet sich ein großer Wassertank (IRWST), der Wasserverluste im Kreislauf (zum Beispiel Rohrbruch im Primärkreis) ersetzen kann. Es ist also kein „Umschalten“ in andere Gebäudeteile notwendig. Diesem Tank kann auch Wasser für die „Beregnung“ des Sicherheitsbehälters entnommen werden. Durch den Regen kann der Druck und die Temperatur im Notfall reguliert werden. Es können auch Chemikalien hinzugesetzt werden, die etwaige freigesetzte radioaktive Stoffe auswaschen und binden können (Lehre aus Fukushima).

Dies entlastet die Filteranlagen, wenn die Luft nach einem schweren Störfall über den Kamin abgegeben werden muss. Aus dem IRWST kann auch ausreichend Wasser bereit gestellt werden, um die Kaverne, in der das Reaktordruckgefäß steht, vollständig zu fluten. Damit ist das Austreten von Kernschmelze aus dem Reaktordruckgefäß ausgeschlossen. Die gesamte Nachzerfallswärme wird über passive Systeme mit Naturumlauf und Wärmeübertrager an die Umgebung abgegeben. Insofern handelt es sich beim Hualong One um einen echten Reaktor der sogenannten Generation III+.

Solange der Primärkreislauf intakt ist, aber die Wärmesenke (Kühlturm, Meerwassereinlauf, Pumpen und so weiter) total ausfallen sollte (Fukushima), kann die Wärme über die Dampferzeuger sicher im Naturumlauf abgeführt werden. Zum Nachfüllen von Wasserverlusten dienen jeweils 2 x 50 Prozent Motorpumpen und 2 x 50 Prozent Pumpen mit Dampfturbinen, die Wasser aus Tanks entnehmen. Es liegt also auch hier nicht nur Redundanz, sondern auch Diversität vor.

Absolute Sicherheit gibt es halt in der Natur nicht

Für die Notstromversorgung sind pro Reaktor zwei Notstromdiesel in getrennten Gebäuden vorgesehen. Zusätzlich gibt es im Kraftwerk noch eine weitere Notstromversorgung über eine Gasturbinenanlage (Lehre aus Fukushima) und transportable Notstromaggregate. Zusätzlich gibt es Batterien für eine Versorgungszeit von 72 h (Lehre aus Fukushima). An diese Gleichstromversorgung sind alle Instrumente, Notbeleuchtung, EDV sowie die Ventile der passiven Sicherheitseinrichtungen angeschlossen.

Wie die probabilistischen Sicherheitsberechnungen ergeben, ist beim Hualong One mit einem Kernschaden (CDF) in höchstens einer Million Betriebsjahren zu rechnen. Mit einer Freisetzung großer Mengen radioaktiver Stoffe in die Umwelt (LRF) in höchstens 10 Millionen Betriebsjahren. Um gleich den üblichen Missverständnissen entgegenzutreten: Es handelt sich um Betriebsjahre und nicht Kalenderjahre. Gemeint ist damit, wenn 10 gleiche Reaktoren ein Kalenderjahr lang laufen, ergibt das 10 Betriebsjahre. Und ja, es handelt sich um Wahrscheinlichkeiten, ein Schaden könnte auch schon morgen eintreten. Absolute Sicherheit gibt es halt in der Natur nicht.

Solche Zahlen dienen Fachleuten nur um unterschiedliche Risiken vergleichbar zu machen. Was aber ausschlaggebend ist, hier handelt es sich um Eintritts-Wahrscheinlichkeiten für Ereignisse – nicht um Opferzahlen. Spätestens nach Tschernobyl und Fukushima wissen wir doch, dass auch schwerste Unglücke in Kernkraftwerken zu wenig bis gar keinen Todesopfern führen. Ganz im Gegensatz zum Beispiel zu einem Flugzeugabsturz. Der Kampfschrei der „Anti-Atomkraft-Bewegung“: Millionen Tote, für zehntausende von Jahren unbewohnbar, war und ist einfach nur grottenschlechte Propaganda – wenngleich er gerade in Deutschland höchst erfolgreich war und ist.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf Klaus-Dieter Humpichs Blog Nuke-Klaus.

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Jochen Schmitt / 29.09.2020

Ja, gut, die Chinesen brauchen halt viel Strom. Da macht es Sinn, viele AKWs zu bauen. Die dortige Bevölkerung scheint das wohl auch auszuhalten. In Schland natürlich undenkbar und auch völlig unnötig, denn hier kommt der durch Hexerei und Kobolde produzierte und im Netz gespeicherte Strom direkt aus der Steckdose… Das ist die 1. Welt, Baby! *thumbs up*

J.G.R. Benthien / 29.09.2020

@ A. Ostrovsky: »Kernphysiker von früher haben ihre Kraft längst bei der Entwicklung von Halbleitern, LEDs, Kommunikationselektronik, Automation und Industriesteuerungen eingesetzt…« Oh prima, zeigen Sie uns mal, wie Sie mit einer LED Ihren Haushalt versorgen? Oder gern auch mit »Kommunikationselektronik und Automaten«, an die Sie Ihren Herd, Backofen und Waschmaschine anschliessen! Ich bin immer offen für neue, funktionierende Technik!

B. Oelsnitz / 29.09.2020

@ A. Ostrowsky: Wie ich Ihrem heutigen Beitrag entnehme, sind Sie nicht nur Experte zu Karl Marx, sondern auch für Zukunftstrends und -technologien. So schreiben Sie u. a.: “Nur wer die Technologie aus den 60-ern unverändert weiter betreiben will, hat hier seine Grenzen. Kernphysiker von früher haben ihre Kraft längst bei der Entwicklung von Halbleitern, LEDs, Kommunikationselektronik, Automation und Industriesteuerungen eingesetzt, als sie gemerkt haben, dass es Widerstände gegen Nukleartechnik im dichtbesiedelten Wohngebiet gibt.” - Nun weiß ich endlich, warum sämtliche Smart-Phones aus Fern-Ost kommen, ach ja, die blöden Computer, Laptops und X-Pads, TV-Geräte, ... ebenso. [PS: Habe allerdings nicht lange überlegt, legen Sie meine Worte somit nicht auf die Goldwaage. An Stelle von Herrn Humpich würde ich mich überhaupt nicht umorientieren; er hat wohl auch keine Veranlassung dazu. Nicht umsonst heißt es: ‘Schuster bleib bei deinen Leisten!’ Eine generelle Umorientierung führt meist zu Nichts oder ins Chaos. ‘Unsere’ EPhyHK-in ist das nachhaltigste Beispiel dafür.]

Markus Kranz / 29.09.2020

Würden die Chinesen, Inder usw. auf die Grünen hören, würden sie massenhaft CO2 produzieren & wir hätten richtige Probleme. Die Grünen sind nichts anderes als die größte Gefahr für das Weltklima. & es ist wichtig, dass das mal genau so gesagt wird.

Martin Landvoigt / 29.09.2020

@Thomas Brox - Wenn sie dies Risikobetrachtung konsequent machen, z.B. Benutzung von Gefahrguttranporten, Straßenverkehr, Chemische Industre, Massenimmigration uvm. werden sie feststellen, dass fast alles wesentlich gefährlicher ist als der Betrieb eines gut abgesicherten KKW. Zu ihrem Punkt 1) gibt der Artikel Auskunft: Es ist nicht zu erwarten! Selbst bei der völlig veralteten Technik von Fukushima gab es keine Strahlentoten - bislang konnte keine signifikante Schädigung der Bevölkerung - außer durch Evakuierung und Einrichtung von fragwürdigen Sperrzonen - nachgewiesen werden. Und diese Problem sind durch die modernen Technik ausgeschlossen. Ihr Punkt 2) zeigt allerdings einen klaren Blick für die Realität ...

Frank Dom / 29.09.2020

Vielen Dank, im nächsten Leben werde ich vielleicht Ingenieur. Bzgl den neuen AKWs in China - gemäß Annalena B und Robert H werden die Chinesen nun alle sterben; irgendwie schlimm. Ist eigentlich schon mal ein Abgleich bzgl Toten wg AKWs und Opfern der Bereicherung erfolgt?

Martin Landvoigt / 29.09.2020

Es gibt doch stets ein Hoffnungsschimmer, dass manche Leute vernünftige Entwicklungen vorantreiben. Leider sitzen diese Leute nicht in Deutschland, Also: Schilda ist nicht überall. Aber überall in Deutschland. Dann fällt mir immer ein, dass ich ein schlechter Mensch bin und meine Verbannung nach Schilda sicher verdient habe.

Harald Unger / 29.09.2020

Werter A. Ostrovsky, ad hominem auf den Überbringer der Botschaft, Klaus-Dieter Humpich, zu gehen, zeigt die Schwäche Ihrer Argumentation. Die Zerstörung der fundamentalen Energiesicherheit eines Industriestandorts und deren Ersetzung durch aberwitzige Kosten verursachende, umweltzerstörende und zappelnde Technologien des Mittelalters, ist kein Beitrag für eine tragfähige Zukunft. - - - Zumal Sie dabei übersehen haben, daß sich Humpichs Beitrag eben gerade mit Zukunftstechnologie befasst. - - - Dennoch finde ich es wichtig, Ihren Kommentar zu erleben, da all der Wahnsinn der merkelesken Zurichtung und Zerstörung dessen, was einmal Deutschland war, ja von der überwältigend großen Mehrheit dankbar und glücklich bejubelt wird. Es gibt also überhaupt keinen Grund für Ihr Missvergnügen. Es läuft doch alles nach Ihren Wünschen, nicht?

Rolf Lindner / 29.09.2020

@ Kai Nissen: “Umweltverschmutzung, Plagiate, Korruption, Verschwendung von Ressourcen, Missachtung internationaler Spielregeln, etc.. Von Behandlung des eigenen Volkes durch die KPC brauche ich hier gar nicht mehr zu reden.” Komisch, bei all diesen Stichwörtern denke ich nicht als erstes an Rotchina, sondern an Deutschland. Nun ja, der einzige Hinweis: die KPC. Wir haben dafür die MEP (Merkels Einheitspartei) und subtilere Methoden. Der Unterschied ist jedoch gewaltig. Hier soll das System zerstört werden, in China erhalten.

Thomas Brox / 29.09.2020

Bei der Bewertung von KKWs müssen zwei Risiken gegenüber gestellt werden. 1) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit einer langjährigen, großflächigen radioaktiven Verseuchung in der Umgebung eines KKW, und wie hoch wäre der Schaden (inclusive der Toten). Dieses Szenario wäre die Folge einer Kernschmelze mit Versagen des Containments. 2) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass die physikalisch vollkommen verfehlte Energiewende in ein wirtschaftliches Desaster führt: Also Deindustrialisierung, wirtschaftlicher Abstieg mit Verarmung, Verteilungskämpfen, Anarchie. Wie hoch wäre hierbei der Schaden (inclusive der Toten). Etwa durch miserable medizinische Versorgung, Mangel an Medikamenten, schlechte Ernährung, Umweltschäden durch Unterentwicklung, Mord und Totschlag bei Verteilungskämpfen. ++ Ich würde sagen, (1) ist ganz klar die bessere Alternative. Die Wahrscheinlichkeit eines GAU ist extrem gering. Zum Vergleich: 2019 gab es in Deutschland 3.059 Verkehrstote, in 20 Jahren sind das 61.000 Tote (diese Zahl muss man in Anschlag bringen, nicht nur 1 Jahr). ++ Jetzt noch eine etwas zynische Betrachtung. Durch die Kernkraft trägt der Verursacher - nämlich die Strom verbrauchende Wohlstandsgesellschaft - das Risiko eines Schadens. Durch den Öko-Strom wird das Risiko auf andere Weltgegenden abgewälzt (Abbau von seltenen Erden, Lithium, ... und Entsorgung der Anlagen). Dieses klammheimliche, perfide Abwälzen des Risikos ist typisch für die rot-grünen Heuchler, die hauptsächlich im steueralimentierten Staatsapparat zu finden sind (da tragen auch andere das Lebensrisiko, um diese Heuchler komfortabel zu versorgen).

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