Thorium als Kernbrennstoff: Die nächste Reaktorgeneration

Screenshot wtnschp.be

Beim Thema Kernenergie gehen die Meinungen weit auseinander. Was den einen als Lösung für Energieprobleme erscheint, gilt den anderen als Teufelszeug. Es lohnt daher, zunächst einmal nüchtern die Fakten zu betrachten. Auch wenn Deutschland den Atomausstieg vorantreibt, nutzen viele Länder, auch in Europa, weiterhin die Kernenergie und investieren unter anderem in neue Reaktortypen. Eine in letzter Zeit besonders heiß diskutierte neue Variante sind die so genannten Thorium-Reaktoren, bei denen nicht Uran als Brennstoff dient, sondern das chemische Element Thorium.“ Deshalb forschen auf diesen Gebiet viele Staaten der Erde. Einige bauen mittlerweile – exakt diesen Reaktortyp – zur kommerziellen Energiegewinnung in Eigenregie nach.

>>Frankfurter Allgemeine Zeitung<<

„Am 6. September 1985 aber wurde in Hamm-Uentrop ein neuartiges Atomkraftwerk hochgefahren. Ein Prototyp: der Hochtemperaturreaktor THTR 300. „Spitzenforschung aus Deutschland, eine Trumpfkarte für die Zukunft“, hieß es damals. Der Brennstoff des Kraftwerks bestand nur zu einem Zehntel aus Uran, der Rest war das ebenfalls radioaktive Thorium. Dabei war Sicherheit eigentlich die größte Stärke des Thorium-Reaktors. Urankraftwerke wie Tschernobyl oder Fukushima werden gefährlich, wenn man sie nicht kühlt. Im Thorium-Reaktor wählte man die Konzentration des Spaltmaterials dagegen so, dass die Schmelztemperatur grundsätzlich nicht erreicht werden konnte. Und je heißer der Reaktor wurde, desto weniger Kernspaltung fand darin statt. Hamm-Uentrop wurde zu einem Mekka für Kernphysiker. Man konnte dort die Zukunft besichtigen. Der Reaktor war die schönste Maschine. 675.000 tennisballgroße Brennstoffelemente liefen wie Kaugummikugeln durch den Reaktor; wenn sie unten herauskamen, füllte man sie oben wieder ein. Statt mit Wasser wurde das Kraftwerk durch das Edelgas Helium gekühlt. Helium kann keine Radioaktivität aufnehmen, so dass ein eventueller Austritt unbedenklich gewesen wäre. Und es besteht kein Risiko auf die Art von Wasserstoffbildung, die zu den Explosionen in Fukushima führte. Der THTR 300 war ein Wunderwerk.“

 

>>Focus<<

„Überschwänglich pries der damalige Bundesforschungsminister Heinz Riesenhuber (CDU) das vermeintliche technische Wunderwerk: „Über die reine Stromerzeugung hinaus können Hochtemperatur-Kernkraftwerke künftig Prozessdampf und Prozesswärme bis 900 Grad Celsius für viele Anwendungsmöglichkeiten bereitstellen, beispielsweise für Kohlevergasung, chemische Verfahren und Fernwärme.“ … Sie beruht auf dem einzigen in der Natur vorkommenden Thorium-Isotop, nämlich Thorium-232, dessen Halbwertszeit über 14 Milliarden Jahre beträgt. Es ist nicht spaltbar, sondern wird erst durch Beschuss mit Neutronen für die Kettenreaktion nutzbar. Dadurch wandelt es sich in Thorium-233 um, das wiederum in wenigen Minuten zu Proactinium-233 zerfällt. Daraus wird im nächsten Zerfallsschritt Uran-233. Dieses Isotop ist der eigentliche Reaktorbrennstoff: Durch Einfang von Neutronen wird es gespalten und setzt weitere Neutronen frei, die mehr Uran-233 zum Zerfall anregen und zugleich weiteres Thorium-232 in Thorium-233 verwandeln. So schließt sich der Kreislauf. Es bedarf jedoch einer Neutronenquelle, um ihn überhaupt in Gang zu setzen. Beim THTR enthielt jede Brennstoffkugel dazu ein Gramm hoch angereichertes Uran-235, das in normalen Meilern die Kettenreaktion aufrecht erhält. … Einen Entwurf legte der italienische Physiker und Nobelpreisträger Carlo Rubbia bereits Mitte der 90er Jahre vor. Sein Wundermeiler sollte katastrophensicher sein, das Risiko der Weiterverbreitung von Kernwaffen minimieren, ohne aufwändige Endlager für stark strahlenden Müll auskommen und dazu langfristig die Weltenergieversorgung garantieren. Ehrfürchtig taufte die Atomgemeinde die Anlage „Rubbiatron“. Ihr Bauprinzip beruht auf einer Reaktorvariante, die schon zu Beginn des Atomzeitalters diskutiert, dann aber verworfen wurde: dem Thorium-Uran-Brüter. Darin wird das spaltbare Uran-233 mit Hilfe eines Teilchenbeschleunigers erzeugt, der Protonen (positiv geladene Kernteilchen) in den Reaktor schießt. Dort treffen sie auf flüssiges Blei als so genannte Spallationsquelle: Die Bleikerne zerplatzen beim Aufprall, Schauer hoch energetischer Neutronen entstehen. Erst sie setzen die Energie liefernde Kettenreaktion in Gang. Wird der Protonenstrahl abgeschaltet, erlischt diese von selbst – der Reaktor gilt Experten daher als „bauartbedingt sicher“.

 

>>Nuklearforum Schweiz (PDF-Datei) <<

„Die Verwendung von Thorium als Kernbrennstoff ist nichts Neues. In den 1950er- bis 1970er-Jahren wurde in den USA, in Gross – britannien, Frankreich, Deutschland und Russland eine Vielzahl von sehr unterschiedlichen Reaktor-Prototypen auf Thoriumbasis gebaut. Dabei zeigte sich, dass Thorium in praktisch allen Reaktorsystemen eingesetzt werden kann.“

 

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