Das erste Kernkraftwerk der 4. Generation hat in China begonnen. Im Kernkraftwerk Shidaowan arbeiten moderne Reaktoren der 4. Generation. Diese nutzen Hochtemperaturreaktoren (HTR-PM), bekannt als Kugelhaufenreaktoren. Eine Besonderheit dieser Reaktoren ist der Brennstoff in Kugelform. Jede Kugel entspricht der Energie von 1,5 Tonnen Kohle. Der Bau startete 2012, und 2021 wurde das Kraftwerk ans Netz angeschlossen. Seit Dezember 2023 läuft der reguläre Betrieb (futurezone: 08.01.24).
Zukunft der Kernenergie: Wie Chinas HTR-PM-Reaktoren mit innovativen Brennstoffkugeln die Sicherheit revolutionieren
Die HTR-PMs zeichnen sich durch Sicherheit und Effizienz aus. Der Brennstoff befindet sich in Kugeln, nicht in Stäben. Diese Kugeln sind etwa 6 cm im Durchmesser und enthalten Brennstoff-Partikel. Umgeben von Grafit, halten sie Temperaturen bis zu 2.500 Grad Celsius stand. Im Reaktor bleibt die Temperatur auf 750 Grad Celsius begrenzt. Dies verhindert das Austreten radioaktiven Materials.
Bild: ORNL, Public domain, via Wikimedia Commons
Helium dient zur Kühlung und Hitzeableitung. Es erreicht höhere Temperaturen als traditionelle Kühlmittel, ermöglicht den Einsatz regulärer Dampfturbinen und steigert die Effizienz. HTR-PMs gelten zudem als kernschmelzsicher. Bei Heliumausfall schaltet sich der Reaktor automatisch ab. Ein Risiko besteht nur, wenn Luft oder Feuchtigkeit eindringt. Dann könnte sich das Grafit entzünden und Radioaktivität freisetzen.
Kernenergie-Innovation: Das Geheimnis der kontinuierlichen Betankung in modernen Atomreaktoren
Ein Vorteil ist die Betankung während des Betriebs. Verbrauchte oder beschädigte Kugeln werden ausgetauscht. Dieses Prinzip stammt aus Deutschland. Der erste Kugelhaufenreaktor ging 1966 in Jülich in Betrieb. Dort wurden von 1969 bis 1988 Versuche durchgeführt. Untersuchungen ergaben später vertuschte Störungen und verschwundene Brennstoffkugeln.
China setzt neue Maßstäbe: Größere HTR-PMs und nukleare Wasserdestillation im Fokus
China plant, größere Versionen der HTR-PMs zu bauen. Das Projekt HTR-PM600 verbindet sechs dieser Reaktoren. An sechs Standorten laufen Machbarkeitsstudien. Eine Kooperation mit Saudi-Arabien zielt darauf ab, nuklearenergiebetriebene Destillationsanlagen für Trinkwasser zu errichten. Trotz Kritik, dass es sich um „Mitteltemperaturreaktoren“ handelt, sieht China diese als echte Atomreaktoren der vierten Generation.
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