Schnelle Brüter: Vielleicht doch eine Lösung?

,

Der Prototyp der Prism Reaktors - ein weiter entwickelter und wesentlich sicherer schneller Brüter - sagt GE Hitachi. © GE Hitachi.

Auch in Australien soll bald eine Energiewende eingeläutet werden. Doch anders als hierzulande geht es dabei nicht um einen Umstieg auf möglichst viel Erneuerbare Energie oder gar einen Atomausstieg. Im Gegenteil: Australien plant, in Zukunft verstärkt auf die Atomkraft zu setzen. Allerdings nicht mit konventionellen Anlagen, sondern mit Spezialreaktoren. Diese können bereits verbrauchte Brennstäbe weiter zur Energieerzeugung nutzen. So sollen sie helfen, das weltweite Atommüllproblem nachhaltig in den Griff zu bekommen. Auch Großbritannien ist interessiert an den sogenannten schnellen Brütern – einer Technologie, die es eigentlich schon seit Jahrzehnten gibt, die jedoch als zu unsicher aufgegeben wurde. Nun soll sie entscheidend verbessert worden sein.

Schnelle Brüter – diese Technologie gibt es eigentlich schon seit den 1960er Jahren. In den 1970er Jahren wurden diese Brutreaktoren als die Atomkraftwerke der zweiten Generation hochgelobt, man versprach sich davon eine langfristige Sicherung der globalen Energieversorgung – weit länger als die Brennstoffvorräte mit herkömmlichen Reaktoren halten würden. Doch durchgesetzt hat sich die Technologie damals offensichtlich nicht. Die enormen technischen Komplexität und die sicherheitstechnischen Mängeln des Brüter-Konzepts führten nach einigen Versuchen und sogar Unfällen letztendlich dazu, dass Betrieb und Forschungen weitestgehend aufgegeben wurden. Heute gibt es nur einen einzigen kommerziell genutzten schnellen Brüter auf der ganzen Welt – bis jetzt.

Das japanisch-amerikanische Unternehmen GE Hitachi Nuclear Energy hat jetzt, nachdem es jahrelang still geworden war um die schnellen Brüter, erneut eine solche Anlage gebaut und bereits erfolgreich getestet. Ihr Reaktor heißt Prism (Power Reactor Inherently Safe ) und könnte, zumindest wenn man dem Entwickler Glauben schenkt, die Antwort auf viele Probleme sein, die durch die Nutzung von Atomkraft zur Stromerzeugung entstehen. Auch Deutschland könnte Prism und die Pläne der australischen Regierung eine Möglichkeit eröffnen, die die Bundesregierung und die Endlagersuchkommission wahrscheinlich mit Freude annehmen würde. Doch dazu später mehr. Zunächst einmal lautet die Frage: Was unterscheidet Prism von den schnellen Brütern aus den 1980er Jahren, die sich aufgrund hoher Sicherheitsbedenken und anderer Probleme niemals durchsetzten? Der Prism Reaktor trägt das Wort „Safe“ im Namen, doch wie sicher kann diese ehemalige Risikotechnologie heute sein?

Grundsätzlich funktionieren schnelle Brüter vereinfacht ausgedrückt wie folgt: In herkömmlichen Reaktoren wird hauptsächlich das spaltbare Uran 235 zur Kernspaltung genutzt. Dieses kommt in der Natur aber nur zu einem sehr geringem Anteil (0,7 Prozent) vor, wesentlich häufiger (99,3 Prozent) jedoch das nicht spaltbare Uran 238. Dieses ist für herkömmliche Anlagen jedoch nicht zu gebrauchen, das Uran muss vor der Verwendung daher zunächst angereichert werden. Schnelle Brüter allerdings schlagen hier gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Zum einen nutzen sie wie konventionelle Atomkraftwerke Uran 235 zur Kernspaltung und damit zur Energieerzeugung, zum anderen wandeln sie das nicht verwendbare Uran 238 in das spaltbare Plutonium 239 um. Dieses Isotop kann der schnelle Brüter weiter zur Energieerzeugung nutzen und letztendlich so verwerten, dass der hochradioaktive Plutonium-Müll, der bei konventionellen Atomreaktoren anfällt, reduziert bzw. zerstört wird. Der Brüter kann also die 99,3 % des Natururans, die aus bisher nicht spaltbarem U-238 bestehen, noch nutzbar machen. Es wird im Reaktor in Plutonium-239 umgewandelt und so mehr Spaltmaterial erzeugt, als verbraucht wird. Außerdem wird bei schnellen Brütern die bei der Kernspaltung entstehende Wärme, anders als bei konventionellen Anlagen, nicht mit Wasser oder Dampf abtransportiert, sondern mit flüssigem Metall – zumeist Natrium. Dadurch ist der schnelle Brüter wesentlich effizienter als andere Kraftwerkstypen.

In den 1970er Jahren war man sicher, dass schnelle Brüter die „Atomkraftwerke 2.0“ sein würden und wegen der wesentlich höheren Ausbeute von Natururan die Energieversorgung über viele Jahrzehnte sicherstellen würde. Die Euphorie war hoch damals, die Technologie allerdings noch in den Kinderschuhen. Das Ergebnis war, dass die schnellen Brüter die Gefahren einer Kernschmelze oder anderer Störfälle deutlich erhöhte, es kam zu einigen Unfällen, auch aufgrund des flüssigen Natriums, dass sehr reaktiv und leicht entflammbar ist. Auch die großen Mengen Plutonium stellten ein Problem dar, da dieser Stoff, der zu den giftigsten der Welt gehört und in einer groß angelegten Infrastruktur transportiert und verarbeitet werden musste. Diese Probleme führten dazu, dass die schnellen Brüter nach und nach aufgegeben bzw. stillgelegt wurden. Dann hörte man viele Jahre nichts mehr von dieser Technologie, die konventionellen Anlagen mit der sehr geringen Uran-Nutzungsquote bestimmten die Atomindustrie.

Auch der Prism Reaktor von GE Hitachi nutzt dieses eigentlich schon alte Prinzip. Allerdings soll er „inherently safe“ sein, was soviel heißt, wie das er sich selber sichert, und es bei der Kernspaltung nicht zu einer Überhitzung kommen kann, da er im Falle einer Störung selbstständig die Kettenreaktion beendet. Sagt zumindest der Hersteller. Mit anderen Worten, die Technologie soll so weit verbessert worden sein, dass die schnellen Brüter nun sicher betrieben werden können. Mehr noch, glaubt man GE Hitachi, soll der Prism Reaktor sicherer sein als konventionelle Anlagen, da die Gefahr einer Kernschmelze nicht mehr besteht. Was allerdings weiter besteht sind die Risiken mit dem hochreaktiven flüssigen Natrium und die Probleme beim Transport von Plutonium 239. Dennoch haben einige Länder Interesse an dem Prism Reaktor, vor allem wegen der Möglichkeit, hochradioaktiven Abfall weiter zu nutzen und ihn soweit zu „verbrennen“, dass der entstehende Atommüll anschließend nur noch einige Jahrhunderte Strahlung abgibt, und nicht Millionen von Jahren wie der Müll, mit dem sich viele Nationen zur Zeit herumschlagen müssen.

Hier kommt Australien, Großbritannien und Deutschland ins Spiel. Hierzulande läuft seit Jahren die Suche nach einem geeigneten Endlager für den hochradioaktiven und jahrtausendelang stark strahlenden Abfall. Dieser Abfall besteht unter anderem aus einer Mischung von geringen Anteilen Uran 235 und nicht spaltbarem Uran 238, oder sogar unverbrauchtem, ursprünglichen Brennstoff (Uran-235, Plutonium-239 und -241), der noch bis zu 90 Prozent der Gesamtenergie von frischen Brennstäben hat. Die Entsorgung dieses extrem lange strahlenden Materialien wird die Bundesrepublik viele Milliarden Euro kosten und die Menschheit noch über die nächsten Jahrtausende beschäftigen. Gerade Plutonium und Uran strahlt extrem lange, Plutonium etwa hat eine Halbwertszeit von rund 24.000 Jahren. Der Prism Reaktor allerdings könnte dafür die Lösung sein, hofft auch der Hersteller GE Hitachi.

Australiens Regierung überlegt derzeit offenbar, verbrauchte Brennstäbe aus Ländern wie beispielsweise Deutschland zu importieren um diese in den schnellen Brütern weiter zu nutzen. Das berichtete die „Wiwo Green“. Hochradioaktiven Müll gäbe es genug. So werden weltweit derzeit etwa 12.000 Tonnen in Frage kommenden Materials produziert, das dann entweder teuer und aufwendig aufbereitet, oder eben tief in der Erde für hunderttausende Jahre weggesperrt werden muss. Weltweit existieren heute geschätzte 270.000 Tonnen hochradioaktiver Atommüll. Auch Deutschland hat im Zuge des Atomausstiegs große Probleme, ein geeignetes Endlager zu finden. Experten rechnen gar damit, dass erst in rund 150 Jahren die Endlagerung abgeschlossen sein könnte, die Kosten für die Beseitigung werden auf 50 bis 70 Milliarden Euro geschätzt. Es gäbe also nutzbares Material im Überfluss – weit mehr, als Australien brauchen würde. So würden nach Ansicht von Barry Brook, Professor für Umweltverträglichkeit an der australischen Universität von Tasmanien, bereits 40.000 Tonnen reichen, um das Land zwei Jahrzehnte lang mit Atomstrom zu versorgen. Die Bundesregierung und die Endlagersuchkommission wären höchstwahrscheinlich gerne bereit, sich des leidigen Atommüllproblems auf diese Weise zu entledigen und Australien würde damit gleichzeitig geschätzte mehrere Milliarden Euro verdienen. Auch Großbritannien berät derzeit über die Nutzung des Prism Reaktors zur „Vernichtung“ von hochradioaktiven Plutonium- bzw. Uranabfällen. Das große Plus dabei wäre, dass der Prism Reaktor zwar letztendlich auch radioaktiven Müll produziert, der jedoch nur einige hundert Jahre strahlt.

Doch ob es so weit kommen wird und vor allem, ob der Prism Reaktor überhaupt hält, was er verspricht, ist bislang noch völlig unklar. Außerdem müssen nach EU-Recht radioaktive Abfälle in dem Land endgelagert werden, in dem sie entstanden sind. Frühestens 2025 soll es unter strengen Auflagen möglich werden, Atommüll innerhalb der EU oder in Drittländer zu importieren. Dennoch: Falls der Prism Reaktor wirklich so sicher ist, wie seine Erbauer propagieren, könnten solche Anlagen künftig eine echte Option sein, um das weltweit immer größer werdende Atommüllproblem in den Griff zu bekommen. Große Euphorie sollte deshalb jedoch erstmal nicht aufkommen, denn die gab es auch schon in den 1980er Jahren. Wenig später war es dann aber schon wieder still geworden, um die Atomkraftwerke der Zukunft.
 

Leave a Reply