Impressionen von der Magistrale für Europa

Dem Bahnhof Tittmoning-Wiesmühl stattete ich heute einen Besuch ab. Er liegt zwischen Mühldorf und Salzburg auf der Strecke der „Magistrale für Europa“ – oder dort, wo dieselbe vielleicht mal sein soll. Einen Eindruck von der Magistrale vermittelt dieses Bild:

Spannwerke am Bahnhof Tittmoning-Wiesmühl, mechanisches Stellwerk

Spannwerke


Die Ausfahrsignale im geraden Gleis zeigten in beide Richtungen „Fahrt frei“, ein deutlicher Hinweis, dass der Bahnhof nicht besetzt war und dieser blockstellentechnisch „kurzgeschlossen“ Teil eines großen Blocks mindestens von Kirchweidach bis Laufen war. Wäre „Spiel mir das Lied vom Tod“ kein (Italo-) Western, hätte man die Anfangsszene, in der ewig lange nichts passiert, auch in Wiesmühl drehen können.
Der Grund meines Besuches war eine Betonhohlkastenbrücke, die als Überführung über die Staatsstraße 2105 von Tittmoning nach Waging und Traunstein führt. Diese Brücke ist der Bauart nach deutlich jünger als die Strecke, das genaue Alter ist vorort mangels Inschrift nicht überprüfbar. Diese Brücke ist eingleisig, man wußte zur Bauzeit also noch nichts von der geplanten Magistrale. Sie liegt allerdings im Abschnitt Kirchham-Tittmoning-Wiesmühl, der laut Aussage der Bahn zweigleisig ausgebaut werden soll (siehe Bahnausbau Südostbayern).
Überführung der Bahn Mühldorf-Freilassing über die Staatsstraße 2105

Überführung über St 2105


Laut Bahn oder Verkehrsministerium (Quelle: Presse) ist der Abschnitt München-Freilassing der Magistrale ohnehin erst dann notwendig, wenn der Brennerbasistunnel in Betrieb geht. Da das lt. Wikipedia nach derzeitiger Planung erst 2025 der Fall sein soll, haben wir noch einige Zeit, um Wiesmühl als Filmkulisse zu nutzen.

Intoleranz in der Geschichte der Kirche (1) – Heidenverfolgung in der Spätantike

Man liest öfter, „neue“ oder „aggressive“ Atheisten würden den (christlichen) Glauben aus der Gesellschaft verdrängen wollen, oder Christen würden in westlichen Gesellschaften regelrecht verfolgt. Diese Vorwürfe wurden an einigen Stellen, beispielhaft sei hier der Blasphemieblog reloaded genannt, diskutiert und als haltlos entlarvt. Das ficht die Kirchen und Christen nicht weiter an, sie fordern „Toleranz“ für den Glauben. Wer hier seit Jahrhunderten konsequent keine Toleranz übt, möchte ich in einer kleinen Reihe darstellen.

Heidenverfolgung in der Spätantike

Zunächst war das Christentum eine wenig beachtete Religion einiger weniger vor allem im Osten des römischen Reiches. Als die Zahl der Anhänger anwuchs, gerieten die Christen aufgrund ihrer Ablehnung des Kaiserkultes, genauer der Göttlichkeit der Kaiser, unter Druck. Die römische Staatsmacht fasste das als Verweigerung der Loyalität gegenüber Kaiser und Staat (moderner Begriff: „Hochverrat“) auf und ging gegen diese Christen vor. Eine religiöse Komponente lag sicherlich auch vor, denn die Christen lehnten auch die Verehrung der heidnischen römischen Götter ab und verstießen auch hier gegen die römischen Sitten und Gesetze. Das römische Heidentum war gegen seine offene Ablehnung ähnlich intolerant wie viele andere Religionen.

In der Spätantike wendet sich das Blatt. Konstantin ist der bekannteste der frühen christlichen Kaiser, die das Christentum emanzipieren. Es dauert noch einige Jahrzehnte, bis Theodosius I. das Christentum als alleinige Staatsreligion einsetzt und formal die Ausübung anderer Religionen mit der Todesstrafe belegt. Es gab allerdings viele Ausnahmen und der Staat ging nicht oder zumindest nicht systematisch gegen Heiden vor. Dazu gab es wohl noch zuviele konservative, heidnisch-römische Senatorenfamilien.

Ein staatliches Vorgehen war aber auch nicht nötig, denn das übernahm die Kirche. Es gab blutige und gewalttätige Ausschreitungen, Heiligtümer wurden zerstört. Ein prominentes Beispiel: Ein Mob von Mönchen tötete die Philosophin und Mathematikerin Hypatia. Diese Tat war aber nicht Auswuchs spontanen Volkszorns, sondern das war gedeckt und angeordnet von hohen Kirchenstellen, „zuständig“ für diese blutige Ausschreitung war niemand geringerer als der Patriarch Kyrill von Alexandria, im Amt 412 bis 444, einer der fünf angesehensten Bischöfe der gesamten damaligen Christenheit. Schon in der Morgendämmerung ihrer Macht zeigt die Kirche ihr Gesicht: Mord, Totschlag, Verfolgung Andersdenkender, von Toleranz keine Spur.

Beschreibungsversuch über die Physik der Reaktoren

Man liest, hört und sieht zur Zeit viel über den Reaktorunfall in Fukushima, auch mal über Dosisleistungen und über bestimmte Vorgänge in Reaktoren. Ich möchte das ganze physikalisch in einen Zusammenhang bringen. Mit diesem Artikel möchte ich nicht über das Für und Wider der Atomkraftnutzung diskutieren, das wird vielerorts bereits gemacht.

Zunächst zu einigen Grundlagen der Reaktorphysik. Die Reaktorphysik nutzt eine bestimmte „Kernreaktion“ von schweren Atomkernen aus, die neutroneninduzierte Kernspaltung. Als „Brennstoffe“ für diesen Vorgang sind zwei Elemente gebräuchlich: Uran und Plutonium. Kernspaltung ist noch mit weiteren Elementen denkbar, einige von ihnen kommen in Spuren auch in Kernreaktoren „zur Verwendung“, allerdings prinzipbedingt nur in winzigsten Spuren. Thorium lasse ich mal nicht gelten, da es im Reaktor zu Uran (U-233) „verbrütet“ und als solches gespalten wird.

Isotope: Nicht alle Atome der gebräuchlichen Elemente sind geeignet und in ausreichender Menge verfügbar. Verwendet werden Uran mit der Massenzahl 235, gerne als U-235 bezeichnet, und beim Plutonium vowiegend das Isotop Pu-239. Pu-241 kann ebenfalls in Reaktoren verwendet werden, ist aber wesentlich seltener. Plutonium kommt nur in winzigen Spuren in der Natur vor, weshalb es lange als künstliches, nicht als natürliches Element galt. Es entsteht aber in Uran-Reaktoren aus dem „Abfallisotop“ U-238 des Urans. Bei der Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente wird es ebenso wie das Uran für neue, sogenannte Mischoxid-Brennelemente, wiederwerwendet. Die gezielte Erzeugung größerer Mengen von Plutonium findet in sogenannten Brutreaktoren statt und wurde (und wird vermutlich) insbesondere für die Kernwaffen in großem Stil durchgeführt. Aufgrund dessen, dass für Kernwaffen die richtige Verteilung zwischen den verschiedenen Isotopen des Plutoniums wichtiger ist (geradzahlige Isotope sind in Kernwaffen nicht brauchbar), sind die Brutverfahren verschieden. Die zivilen, sogenannten „Schnellen Brüter“, sind technisch sehr aufwändig, daher gab es insgesamt sehr wenige davon, noch weniger sind noch in Betrieb. Nicht-Brutreaktoren sind nicht in der Lage, soviel Plutonium zu erbrüten, dass sie sich damit mit Brennstoff selbst versorgen könnten und sind daher auf fossiles Uran (auch Uran ist ein fossiler Energieträger) als Brennstoff angewiesen.

Zum Ablauf der Kernspaltung im Reaktor. Der relevante Vorgang im Reaktor ist die neutroneninduzierte Kernspaltung. Ein Kern eines Spaltisotops fängt ein Neutron ein, zerplatzt in zwei neue Kerne und zwei oder drei „neue“ Neutronen. Diese neuen Neutronen können von anderen spaltbaren Kernen eingefangen werden und dort weitere Kernspaltungen auslösen. Interessant für den Vorgang als solchen ist vor allem die Neutronenbilanz. Wenn die ganze Sache anläuft, besteht die Möglichkeit, dass die Anzahl der Neutronen schnell wächst, konstant bleibt oder zurückgeht. Löst im Durchschnitt mehr als ein Neutron pro erfolgter Spaltung eine neue Spaltung aus, steigt die Reaktionsrate stark an. Liegt der Durchschnitt stark über der Eins, spricht man von einer Kernwaffenexplosion. Liegt der Durchschnitt der „neuen“ Spaltungen pro erfolgter Spaltung unter eins, kommt die Reaktion zum Erliegen. Beim Atomreaktor besteht die „Kunst“ darin, die Anlage so zu bauen, dass dieser Durchschnitt bei eins gehalten wird.

Geregelt wird diese Neutronenbilanz und damit die Kettenreaktion im Kernreaktor unter Ausnutzung mehrerer physikalischer Vorgänge. Zunächst muß dafür gesorgt werden, dass die Neutronen überhaupt oft genug von den Brennstoffkernen eingefangen werden. Dazu werden sie „langsam gemacht“, physikalisch ist das eine Art Kühlvorgang. Sie stoßen mit Atomkernen und verlieren dabei schrittweise ihre Geschwindigkeit. Dafür besonders gut geeignet sind Atomkerne von Elementen, die nicht sehr viel schwerer sind als die Neutronen selbst, das sind im Prinzip alle von Wasserstoff bis Kohlenstoff oder Sauerstoff, soweit diese Atomkerne nicht andere Eigenschaften haben, z.B. selbst Neutronen einfangen. Nach der Kühlung nehmen die Neutronen in ihrer Gesamtheit näherungsweise die Temperatur des Moderators an. Solche Neutronen heißen thermische Neutronen.

Damit sind wir beim nächsten Vorgang, nämlich dem Verbrauchen der überschüssigen Neutronen. Ein kleiner Teil von ihnen verläßt den Reaktor und kann dort mangels Kernbrennstoff keine Spaltungen verursachen. Ein weiterer Teil zerfällt radioaktiv, bevor er Spaltungen auslöst. Ein weiterer Teil wird von leichteren Kernen eingefangen, die in einen Reaktor eingebaut werden, damit man ihn regeln kann. Das ist beispielsweise beim Bor-Isotop B-10 der Fall. Dieses fängt ein Neutron ein und zerfällt in das Lithiumisotop Li-7 und ein Alphateilchen. Damit ist das Neutron für die Kettenreaktion verloren. Darüberhinaus können beispielsweise noch Netronenreflektoren zur Anwendung kommen, die nach außen entweichende Neutronen (teilweise) in den Reaktor zurückwerfen. Cadmium- und Gadoliniumisotope sind auch dafür geeignet. Bor als Borsäure kommt nicht nur als Notlösung zum Einsatz, sondern wird regulär, gelöst im Wasser des Primärkreislaufs, zur langsamen Regelung von Druckwasserreaktoren verwendet. Cadmium und Gadolinium wird in den Regelstäben verwendet. Zum Regeln mit Regelstäben werden diese mit Elektromotoren in und aus dem Reaktor verfahren, die Borsäure im Wasser wird je nach Bedarf verdünnt oder dazugemischt.

Ein weiteres Detail ist wesentlich dafür, dass eine Regelung eines Reaktors überhaupt möglich ist: Ein sehr kleiner Teil der bei einer Reaktion freiwerdenen Neutronen, so etwa ein dreiviertel Prozent, wird nicht sofort (prompte Neutronen, innerhalb von Femtosekunden) nach der Kernspaltung frei, sondern um Milisekunden bis Minuten verzögert. Innerhalb dieser Zeit kann man die Regelstäbe verfahren und so kleine Abweichungen von der „eins“ in der Neutronenbilanz wieder ausregeln, das ist die Zeit, die man dafür zur Verfügung hat.

Dampfblasenkoeffizient: Der Dampfblasenkoeffizient ist eine Eigenschaft eines Reaktors, die vor allem von dessen Konstruktion, aber auch von den Betriebsparametern (hier vor allem Temperatur, Kühlwasserdruck) abhängt. Liegt ein negativer Dampfblasenkoeffizient vor, verschlechtert sich durch das Entstehen von Dampfblasen im Kühlwasser die Neutronenbilanz und damit die Leistung des Reaktors. Das führt zu einer negativen Rückkopplung und damit tendentiell zu einer Stabilisierung des Reaktors.

Spaltprodukte: Duch den Betrieb des Reaktors fallen Spaltprodukte an. Diese Spaltprodukte stehen nicht fest wie bei Kernreaktionen anderer Isotope, sondern es entstehen eine Vielzahl verschiedener Isotope. Diese Isotope sind, da sie untypisch viele Neutronen enthalten, alle radioaktiv, vorwiegend Betastrahler (Elekronenausstoß aus dem Atomkern). Wie bei jedem radioaktiven Zerfall wird auch bei Betastrahlern Energie frei, die ihre Umgebung aufheizt. Je kurzlebiger ein solches Isotop ist, desto mehr Zerfälle passieren pro Zeiteinheit, und desto mehr Wärmeenergie fällt an. Je länger ein Brennelement im Reaktor in Betrieb war, desto mehr Zerfallsprodukte enthält es, und desto mehr Wärmeenergie aus den Zerfallsprodukten entsteht. Die kurzlebigen Zerfallsprodukte zerfallen als erste und geben deshalb nach ihrem Zerfall auch keine Zerfallswärme mehr ab. Das trägt mit dazu bei, dass die Nachzerfallswärmeleistung mit der Zeit geringer wird.

Das ist die Ursache für die sogenannte Nachzerfallswärme. Diese ist der Grund dafür, warum Castorbehälter ein Kühlsystem haben, warum abgebrannte Brennelemente in gekühlten Abklingbecken gelagert werden und warum ein abgeschalteter Reaktor nachgekühlt werden muß. Es geht um gewaltige Wärmeleistungen: Die Nachzerfallswärme hat kurz nach dem Abschalten des Reaktors eine thermische Leistung von bis zu 10 Prozent der Reaktorleistung. Sei die Leistung des Reaktors ein Gigawatt, sind das bis zu 100 Megawatt. Das ist eine sehr große Leistung, die Heizung eines Einfamilienhauses hat mit etwa 10 Kilowatt nur 1/10’000 (Zehntausendstel) der Leistung.

Ein Automotor hat eine thermische Leistung in der Gegend von etwa einigen hundert Kilowatt, im Teillastbetrieb (bei normaler Nicht-Vollgasfahrt) weniger, also höchstens ein Tausendstel davon. Der muß schon aktiv (Wasserpumpe oder Lüfter bei luftgekühlten Motoren) gekühlt werden (solange die Wärmeleistung anliegt, in diesem Fall also im Betrieb), sonst geht er kaputt (Überhitzungs-Motorschaden). Wohlgemerkt, die Nachzerfallswärme fällt beim ausgeschalteten Kernkraftwerk an. Bei Kühlungsausfall droht nicht so was harmloses wie ein Motorschaden, der immerhin zum Ende der Wärmezufuhr führt, sondern schlimmeres: Die Wärmeleistung fällt weiter an, ohne Kühlung werden die Zerfallsprodukte und mit ihnen die Brennelemente immer heißer.  Die Reaktorteile beginnen dann zu schmelzen und zu glühen. Je nachdem, wie weit dieser Vorgang ohne Kühlung fortschreitet, führt das zu partieller oder totaler Kernschmelze.

Eine neuere Entwicklung ist es, den unteren Teil des Reaktor-Containments so zu bauen, dass eine Kernschmelze aufgefangen wird (Core Catcher, CC). Dazu ist es erforderlich, dass sich das geschmolzene Kernmaterial auf eine ausreichend große Fläche verteilt und dass dessen Nachzerfallswärme duch die Konstruktion des CC abgeführt wird, beispielsweise durch Wärmeleitung. Keiner der derzeit aktiven Reaktoren hat einen Core Catcher.

Bahnausbau Südostbayern

Die DB Regio AG, genauer der Kundendialog Regio Bayern (hießen früher RAN – Regionaler Ansprechpartner Nahverkehr) hat sich für mich an seine Kollegen der Infrastruktur gewendet. Vor einigen Tagen habe ich eine Email erhalten, in der er kurz den aktuellen Stand der Ausbaumaßnahmen Altmühldorf-Tüßling schildert und auf weitere Ausbaumaßnahmen eingeht. Im einzelnen:

Für den doppelgleisigen Ausbau des Abschnittes Altmühldorf-Mühldorf-Tüßling läuft ein Planfeststellungsverfahren, das in zwei Teilabschnitte eingeteilt ist: 1 – Altmühldorf-Mühldorf sowie 2 – Mühldorf-Tüßling. Da ein derartiges etwa 2-3 Jahre dauert, hofft die Bahn, in beiden Abschnitten ab 2013 bauen zu können. Der zweite Abschnitt ist der kompliziertere, so daß die Planfeststellung dort etwas länger dauern könnte, sie hoffen dennoch auf Bescheid noch 2013. Das ESTW in Tüßling ist Teil des Teilabschnittes 2 und soll gleichzeitig mit dem zweigleisigen Ausbau in Betrieb gehen. Sie schreiben noch davon, daß sowohl einzelne Teile des ESTW schon in der Bauphase in Betrieb gehen könnten sowie  Anpassungen an der mechanischen Stellwerkstechnik erfolgen könten. Das klingt für mich eher nach Maßnahmen, um besonderen Umständen der Baustelle Rechnung zu tragen. Der große Umbau soll scheinbar mit ESTW-Technik laufen, der Blockuntersatz der mechanischen Stellwerkstechnik soll vermutlich bis zum Ersatz unverändert bleiben.

Das werde (wohl nicht nur) ich vor allem in zwei Jahren aufmerksam verfolgen, denn es gilt: Die Worte klingen (ein wenig) Wohl in meinen Ohren, doch ich glaube es erst, wenn die Kombinationssignale leuchten und ich die Gleise in Betrieb sehe.

Dann jetzt zum ein klein wenig weniger wohl: Die Planungen an den anderen doppelgleisigen Abschnitten laufen, das kann nur das Flickwerk mit den drei Begegnungsabschnitten bedeuten, nicht den Komplettausbau bis Markt Schwaben bzw. zum ehemaligen Rangierbahnhof Laim. Zumindest gibt es da jemanden, der (mit der Planung) bereit sein will, wenn mal Geld da ist. Im Zuge der Bundesschienenwege-Bedarfsplanüberprüfung hat man offensichtlich erkannt, daß es zwischen Kirchweidach und Tittmoning-Wiesmühl einen zweigleisigen Abschnitt braucht. Es gibt Planungen diverser Brückenbauwerke, für die Elektrifizierung und für den genannten Abschnitt, diese sind in verschiedenen Stadien. Jetzt wirds noch weniger wohl, denn: Der Bund entscheidet hier über die Finanzierung und den Zeithorizont, die Bahn (das ist der Kundendialog Regio Bayern) kann hier keine Aussagen machen. Möglicherweise lassen uns Ramsauer und Kollegen hier nochmal ein paar Jahrzehnte am langen Arm verhungern, bis wir 10 Verkehrsminister weiter sind.

Der Kundendialog hat mir noch bestätigt, dass die Walpertskirchener Spange, also unsere Abkürzung durch den Biergarten zum Flughafen, vom Ausbau (München -) Walpertskirchen – Mühldorf abhängig ist. Auch hier scheints so zu sein, dass wir uns das noch lang anschauen müssen.

Ich hoffe weiterhin das beste und erwarte das schlimmste.

Die Fischgründe

Gestern war er wieder – der Tag der Leerung der Meere. Aufgrund uralter Fastenvorschriften eines levantinischen Fischervereines essen Abermillionen von Christen nicht nur am Aschermittwoch kein Fleisch, aber Fisch ist erlaubt. Das wird von vielen an diesem und dem zweiten Hardcore-Fastentag sowie in den etwa 40 Tagen dazwischen praktiziert. Die Ernährungsbetriebe wissen das und bieten zum Auftakt im Speiseplan 4 Fischgerichte, davon 3 mit Seefischen an, über 500 Kilometer vom nächsten Meer weg. Ein Gericht enthielt gar kein Fleisch, ein weiteres gab es tatsächlich mit Fleisch eines Landtieres, Hähnchenpiccata. Und von gestern gab es noch – solange der Vorrat reicht – ein Cordon Bleu vom Schwein, das stand nicht auf dem Plan. Am Tisch, an dem ich saß, nahmen 6 Personen das Fischgericht, einer das Vegetarische, und ich Hähnchenpiccata. Man kann es kindisch finden, aber ich wollte mich so von den Katholiken abgrenzen. Immerhin ist diese nette Organisation ja offiziell der Meinung, ich würde ihnen angehören, da einer ihrer Funktionäre mir mal Wasser drübergekippt haben soll, daran kann ich mich aber nicht mehr erinnern.

Aber ich schweife ab: Fisch ist für viele Menschen gerade in den ärmeren Regionen der Welt die einzige Ernährungsgrundlage und wird aufgrund der Überfischung weltweit knapp und teuer. Für mich heißt das: Die Katholiken (und andere) essen sich ohne Maß und ohne Verstand am Essen vieler schwächerer Menschen satt und erklären das auch noch mit Verzicht.