Die Nationale Kommission für Kernenergie (CNEN) arbeitet an einem Projekt zur Entwicklung eines brasilianischen Mikroreaktors mit einer Leistung von 3 bis 5 MW. Das dreijährige Vorhaben soll zeigen, ob sich ein solcher Reaktor realisieren lässt. Er soll in einen 40-Fuß-Container passen und über zehn Jahre ohne Brennstoffwechsel betrieben werden können. Potenzielle Einsatzgebiete sind abgelegene Städte, Krankenhäuser und Fabriken. Zudem könnte die Technologie helfen, Dieselgeneratoren zu ersetzen. Neben Universitäten sind auch die brasilianische Marine und das Unternehmen Amazônia Azul Defense Technologies beteiligt. Brasilien sieht in dieser Entwicklung einen wichtigen Schritt zur Energieunabhängigkeit (world-nuclear-news: 19.03.25).
Brasilien setzt auf eigene Forschungsinstitute
Das Institut für Energie- und Nuklearforschung (IPEN) trägt die Verantwortung für die Entwicklung der zentralen Materialien. Das Institut für Nuklearingenieurwesen (IEN) arbeitet an einer subkritischen Einheit, um die technische Machbarkeit zu prüfen – jedoch ohne eine selbsttragende Kettenreaktion.
Professor João Moreira von der UFABC-Universität, technischer Koordinator des Projekts, erklärt: „Es existiert weltweit noch kein operativer Mikroreaktor mit erprobter Technologie. Unser Ansatz basiert auf nationaler technischer und industrieller Kompetenz. Dabei nutzen wir das Wissen aus dem Marine-Kernprogramm sowie die Erfahrung von IPEN und IEN. Das Wissen entsteht hier im Land, mit lokalen Ressourcen, um Brasilien Autonomie und Wettbewerbsfähigkeit in diesem strategischen Sektor zu sichern.“
Materialforschung und Reaktorphysik im Fokus
Laut CNEN konzentriert sich IPEN auf verschiedene Moderator-Materialien, darunter Berylliumoxid und Borcarbid für Steuerstäbe.
IEN setzt Forschung fort, die in den 1970er Jahren begann. Die Untersuchung einer subkritischen Einheit steht im Mittelpunkt. Eine Veröffentlichung der CNEN beschreibt die Herausforderung: „Es gilt, das Verhalten der Neutronen innerhalb des Reaktors zu testen und grundlegende physikalische Aspekte zu analysieren. Durch Experimente wird überprüft, ob die theoretischen Berechnungen zu reduzierten Kernen den Erwartungen entsprechen. Zudem liefert IEN Beiträge zur Instrumentierung, einem Bereich, in dem das Institut über große Erfahrung verfügt.“ Sobald Berechnungen aktualisiert und Brennstoffe durch INB hergestellt sind, folgen weitere Machbarkeitsprüfungen.
Herausforderungen und technologische Meilensteine
Zentrale Herausforderungen des Projekts sind die Fertigung kritischer Komponenten, die Entwicklung eines Sicherheits- und Kontrollsystems sowie die Instrumentierung und Fernüberwachung. Die Wärmeableitung erfolgt über spezielle Heat Pipes. Diese sollen den Reaktor thermisch stabilisieren und erfordern innovative Ingenieurstechniken.
Die Kommission erklärt: „Das Projekt befindet sich aktuell auf Technologiereifegrad TRL 3. Dieser entspricht der Phase der mathematischen Modellierung und ersten Studien. Das Ziel ist TRL 6, bei dem die Technologie unter realistischen Bedingungen demonstriert wird.“ Brasilien verfolgt dabei das Ziel, technologische Fortschritte im Energiebereich voranzutreiben.
Mikroreaktoren im globalen Vergleich
Weltweit existieren zahlreiche Mikroreaktorprojekte in unterschiedlichen Entwicklungsstadien. Während kleine modulare Reaktoren bis zu 300 MW leisten, definiert die Internationale Atomenergie-Organisation Mikroreaktoren als Anlagen mit maximal 20 MW. Containerbasierte Systeme lassen sich flexibel transportieren und eignen sich besonders für abgelegene Regionen.
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