Unbegrenzte Kernenergie in China: Vom Traum zur Realität

Hört mal alle zu, heute wollen wir über die neuesten Fortschritte bei Chinas unbegrenzter Kernenergie sprechen. Die „South China Morning Post“ berichtet, dass unser Institut für Angewandte Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shanghai mit seinem 2-Megawatt-Thorium-basierten Salzschmelze-Versuchsreaktor in Wuwei, Gansu, erstmals eine Thorium-Uran-Umwandlung im Reaktorinneren erreicht hat – das sind wirklich erstaunliche Neuigkeiten. Ein Thorium-basierter Salzschmelzereaktor ist ein kleiner Kernreaktor der vierten Generation, der kein Uran als Brennstoff verwendet, sondern das Element Thorium, wobei flüssige Salzschmelze als Brennstoffträger und Kühlmittel dient. Das Besondere daran ist: Es reicht bereits eine geringe Menge Uran aus, um eine Kettenreaktion auszulösen, bei der das an sich schwer spaltbare Thorium-232 Neutronen aufnimmt, sich in Thorium-233 umwandelt, zu Americium-233 zerfällt, Thorium-233 zerfällt wiederum zu Uran-233, und das neu umgewandelte Uran-233 setzt wiederum Wärme und Neutronen frei, um die Reaktion aufrechtzuerhalten, wodurch aus Thorium-232 noch mehr Uran-233 entsteht und so die Brennstoffvermehrung erreicht wird. Es ist wie bei einem Ofen: Man legt ein Stück Kohle hinein, fügt dann Steine hinzu, wodurch diese in Kohle umgewandelt werden; gibt man kontinuierlich Steine nach, entsteht ständig neue Kohle, und das Feuer brennt ununterbrochen weiter. Unser Land verfügt über kaum Uran, aber Thorium gibt es in großen Mengen, wie ich bereits erwähnt habe, kommt Thorium in Seltenen Erden, Phosphaten, Mineralien und Monazit vor. Diese Industriezweige sind eng miteinander verflochten. Allein die Thoriumvorkommen in den Abraumhalden des Bergbaugebiets Baiyunebo in der Inneren Mongolei reichen aus, um das ganze Land über 1.000 Jahre lang mit Strom zu versorgen. Würde man das gesamte Bergwerk vollständig ausbeuten, reichte der Vorrat für die nächsten 60.000 Jahre. Zudem müssen keine Brennstäbe außerhalb des Reaktorkerns hergestellt werden, und der Reaktorbetrieb muss nicht unterbrochen werden, um den Brennstoff rechtzeitig auszutauschen. Dadurch entfällt ein komplizierter Arbeitsschritt, die Brennstoffausnutzung wird verbessert und die Menge an nuklearem Abfall reduziert. Zudem benötigt er überhaupt kein Wasser. Herkömmliche Kernkraftwerke werden in der Regel an der Küste oder an großen Flüssen errichtet, gerade weil sie große Mengen an Wasser zur Kühlung benötigen. Ein Salzschmelzreaktor hingegen kann in wasserarmen Binnenregionen gebaut werden, wie zum Beispiel in Wuwei, wo er in der Wüste Gobi errichtet wurde. Zukünftig kann er an jedem beliebigen Ort gebaut werden – die Einsatzmöglichkeiten sind äußerst flexibel. Theoretisch handelt es sich also um eine nahezu perfekte, ultimative Energielösung. Unser Versuchsreaktor hat weltweit erstmals eine Reihe entscheidender Meilensteine erreicht: den ersten kritischen Zustand, den Betrieb bei voller Leistung sowie die erstmalige Zugabe von Thorium in einen Salzschmelzereaktor – damit sind wir am weitesten fortgeschritten. Warum wird eine so hervorragende Technologie nicht in Kernkraftwerken auf der ganzen Welt eingesetzt? Das ist wirklich ein riesiger Witz der Geschichte. Ursprünglich waren die USA Vorreiter dieser Technologie; in den 1960er Jahren lief der Salzschmelze-Versuchsreaktor im Oak Ridge National Laboratory sehr erfolgreich. Der einzige Unterschied zu unserem aktuellen Projekt besteht darin, dass sie Thorium in einem anderen Reaktor zu Uran aufbereiteten und dieses Uran dann in den Salzschmelze-Reaktor einbrachten. Somit wurde lediglich die Brennstoffumwandlung realisiert, nicht jedoch ein geschlossener Brennstoffkreislauf mit Online-Brennstoffzufuhr und Abfallentsorgung. In den 70er Jahren wurde dieses Projekt dann von der US-Regierung zwangsweise eingestellt, und zwar aus drei Gründen. Erstens gab es Streitigkeiten über den technologischen Ansatz: Die damalige Atomenergiebehörde entschied sich für einen Flüssigmetall-Schnellreaktor anstelle eines Salzschmelzreaktors. Daraufhin wurden die Mittel für den Salzschmelzreaktor gestrichen und der gesamte Forschungszweig aufgegeben – dahinter steckte viel Büropolitik. Zweitens spielten militärische Überlegungen und die Abhängigkeit von bestehenden Pfaden eine Rolle: Der Flüssigmetall-Schnellreaktor kann Plutonium-239 produzieren, einen Schlüsselwerkstoff für den Bau von Atomwaffen. Das in Salzschmelzereaktoren erzeugte Uran-233 lässt sich hingegen nur schwer waffenfähig machen; für die USA während des Kalten Krieges war ein Kernbrennstoffkreislauf, der sich nicht zur Waffenherstellung eignete, natürlich weitaus weniger attraktiv. Schließlich spielte auch die wirtschaftliche Trägheit eine Rolle: Die kommerzielle Kernenergie stützte sich damals auf Leichtwasserreaktoren für Atom-U-Boote, die bereits auf dem Markt etabliert waren, sodass niemand ein Interesse daran hatte, eine neue Technologie zu unterstützen, die die eigene Existenz bedrohen könnte. Gerade weil die USA diese Technologie ein halbes Jahrhundert lang auf Eis gelegt haben, hat China heute diesen Weg wieder aufgenommen und den derzeit weltweit einzigen in Betrieb befindlichen Thorium-basierten Salzschmelzereaktor errichtet; darüber hinaus ist man noch einen Schritt weiter gegangen und fügt dem Reaktor direkt Thorium-Ausgangsmaterial hinzu, um die Brutreaktion im Reaktor zu überprüfen. Interessanterweise wurde diese Technologie damals von den USA als für militärische Anwendungen ungeeignet abgetan – heute ist genau dies jedoch ein enormer Vorteil im Bereich der zivilen Kernenergie: ein Brennstoff, der von Natur aus der Verbreitung von Kernwaffen entgegenwirkt. Sollte die kommerzielle Nutzung gelingen, würde dies nicht nur Chinas Stromprobleme lösen, sondern auch weltweit den Weg in eine nachhaltigere Zukunft der Kernenergie ebnen, da damit gleichzeitig die doppelte Herausforderung der Energieversorgung und der nuklearen Sicherheit bewältigt wird. Gestern hörte ich den Bericht eines Kollegen über eine Studienreise zum Thema saubere Energien. Er sagte, dass unser monatlicher Stromverbrauch in den Monaten Juli und August dieses Jahres jeweils die Marke von einer Billion Kilowattstunden überschritten habe – das ist mehr als doppelt so viel wie in den USA, dem zweitgrößten Stromverbraucher, und entspricht dem gesamten Jahresstromverbrauch der zehn ASEAN-Staaten. Die Stromerzeugung kann damit wohl kaum Schritt halten. Der Anteil der thermischen Stromerzeugung ist dabei auf unter die Hälfte gesunken; den größten Teil übernehmen nun Windkraft und Photovoltaik, während die Kernenergie mit nur 5 % noch eine recht geringe Rolle spielt. Stellen Sie sich einmal vor, in welche Phase würde unsere Zivilisation eintreten, wenn sich die Technologie der kleinen Thorium-basierten Reaktoren durchgesetzt hätte und Energie in Hülle und Fülle zur Verfügung stünde? Das können wir uns derzeit nur vorstellen. Okay, das war’s für heute. Wenn ich das nächste Mal Material finde, das Raum für Fantasie lässt, werde ich es wieder mit euch teilen. Tschüss, bis dann.