China treibt die Entwicklung eines experimentellen Thoriumreaktors voran, der der weltweit erste Reaktor seiner Art sein wird und sich als Schlüssel zu sauberer und sicherer Kernenergie erweisen könnte. Laut lokalen Nachrichtenquellen beabsichtigt die chinesische Regierung, den Bau eines Prototyps eines Schmelzsalz-Kernreaktors in der Wüstenstadt Wuwei bald abzuschließen und plant danach den Bau einer Reihe größerer Reaktoren.
Mit der Möglichkeit, Strom mit minimalen CO2-Emissionen zu erzeugen, haben Kernreaktoren ein klares Potenzial für eine nachhaltige Energieerzeugung. Aber es gibt sehr gute Gründe, warum sich diese Technologie in der Welt nicht durchgesetzt hat, von denen viele mit der Verwendung von Uran und Plutonium als Brennstoff in Verbindung gebracht werden.
Uran ist nicht nur teuer und selten, sondern kann auch zur Herstellung von Atomwaffen verwendet werden. Diese Reaktoren erzeugen auch radioaktiven Abfall, der sicher gelagert werden muss, und sie bergen ein sehr reales Risiko einer katastrophalen Kernschmelze, wie sie 2011 in Fukushima beobachtet wurde.
Seit den 1940er Jahren untersuchen Wissenschaftler eine Alternative, die als Schmelzsalzreaktoren (Schmelzsalz- oder Schmelzsalzreaktoren) bekannt sind und einen viel sichereren Weg in die Zukunft versprechen.
Anstelle von Uran und Plutonium verwenden diese Reaktoren das allgegenwärtige silbrig-metallische Thorium, das nicht einfach für die Herstellung von Bomben verwendet werden kann. Darüber hinaus werden diese Reaktoren so betrieben, dass nicht die gleichen Gefahren wie bei herkömmlichen Reaktoren entstehen.
Denn statt fester Brennstäbe wird Thorium in der Salzschmelze gelöst, die bei hohen Temperaturen durch den Reaktor strömt. In dieser Form fungiert das flüssige Salz als Kältemittel und es sind keine Hochdruck-Wasserkühlsysteme erforderlich, und bei einem Unfall kühlt der Kraftstoff bei Luftkontakt schnell ab und wird fest.
Im Vergleich zu einem konventionellen Kernreaktor, der schnell große Flächen mit radioaktivem Material bedecken kann, schränkt dies eine mögliche Umweltverschmutzung stark ein.
Trotz der Versprechungen von Wissenschaftlern verlief die Entwicklung der Technologie hinter den Schmelzsalzreaktoren langsam. Experimente wurden in den 60er und 70er Jahren in den USA durchgeführt, dann in Asien und Europa. Vor kurzem haben wir erlebt, wie eine Forschungsgruppe in den Niederlanden Experimente begann, um Technologie in eine industrielle Energiequelle zu verwandeln.
In letzter Zeit war China in diesem Bereich führend. Im Jahr 2011 genehmigte seine Regierung Pläne zum Bau eines Reaktors für geschmolzenes Thoriumsalz in der Wüstenstadt Wuwei in der Provinz Gansu und beauftragte seine Wissenschaftler, die Technologie zu entwickeln, um ihn in Betrieb zu nehmen. Nun soll nach Angaben der South China Morning Post der Bau des 2-Megawatt-Prototyp-Reaktors im nächsten Monat abgeschlossen sein, und die ersten Tests könnten bereits im September beginnen.
Wenn diese Pläne realisiert werden, wird die Anlage der erste in Betrieb befindliche Thoriumsalzschmelzreaktor der Welt. Wissenschaftler der Regierung hoffen, es als Sprungbrett für die Entwicklung größerer Reaktoren für geschmolzenes Thorium nutzen zu können, die eine Leistung von bis zu 100 MW erzeugen. Der Bau des ersten kommerziellen Reaktors soll bis 2030 abgeschlossen sein.
Die Pläne sind ambitioniert, doch bleiben einige Herausforderungen bestehen, insbesondere im Hinblick auf technische Hürden, die die Technik in der Vergangenheit behindert haben. Eines der Hauptprobleme von Schmelzsalzreaktoren ist die Korrosion, da das radioaktive Schmelzsalz dazu neigt, Rohrleitungen oder andere Komponenten zu korrodieren.
Der andere bezieht sich auf die Prozesse, die die Energieerzeugung steuern. Herkömmliche Kernreaktoren sind in der Lage, Uranatome so zu spalten, dass es zu einer Kettenreaktion und kontinuierlicher Energieproduktion kommt, während Thorium allein dafür nicht genügend Spaltmaterial enthält. Dies bedeutet, dass es noch mit Uran oder anderen Materialien gemischt werden muss, die dazu beitragen, die erforderlichen Reaktionen auszulösen.
Ein Thorium-Kernreaktor wurde noch nie im industriellen Maßstab getestet, und viele bezweifeln, dass er jemals auftauchen wird. Auf jeden Fall haben chinesische Wissenschaftler seit dem Start des Projekts vor zehn Jahren die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich vorangetrieben, damit sie vielleicht endlich bereit sind, ihre Leistung der Welt zu zeigen.
2021-07-20 19:30:01
Autor: Vitalii Babkin