Die Energiezukunft könnte durch kleine, modulare Flüssigsalz-Reaktoren gesichert werden. Ein solches Projekt wird aktuell in der Schweiz vorangetrieben. Das Paul Scherrer Institut (PSI), eine renommierte Forschungseinrichtung der ETH Zürich, hat eine Kooperation mit dem dänischen Unternehmen Copenhagen Atomics gestartet. Gemeinsam arbeiten sie an der Weiterentwicklung und Validierung der Salzschmelzenreaktor-Technologie. Ziel ist es, umfassende Erfahrungen zu sammeln, die sowohl für die Planung und Genehmigung als auch für den Bau und die Stilllegung dieser Reaktoren von entscheidender Bedeutung sind. Darüber hinaus wollen die Forscher wichtige Daten für die kommerzielle Nutzung sowie Open-Source-Daten zur Validierung von Reaktormodellierungswerkzeugen generieren (heise: 15.07.24).
Revolutionäre Thorium-Flüssigsalz-Reaktoren: Strom für nur 20 Dollar pro Megawattstunde
Copenhagen Atomics beschäftigt sich bereits seit fast einem Jahrzehnt intensiv mit der Technologie der Salzschmelzenreaktoren. Die Fortschritte in diesem Bereich haben nun einen Punkt erreicht, an dem kritische Tests mit Thorium-Flüssigsalz notwendig sind. In Kopenhagen existieren bereits funktionsfähige Prototypen, die Reaktorkreisläufe in Originalgröße nutzen. Der eingesetzte Brennstoff besteht aus Fluoridsalzen, die Lithium, Thorium und schwach angereichertes Uran enthalten. Diese Brennstoffe lassen sich in Modulen produzieren, die in ihrer Größe einem herkömmlichen 40-Fuß-Container entsprechen. Langfristig könnten Thorium-Salzschmelzenreaktoren Strom zu äußerst niedrigen Kosten von nur 20 US-Dollar pro Megawattstunde erzeugen, so die Einschätzung von Copenhagen Atomics.
Bild: KI-generiert
In diesen Reaktoren dient die Salzschmelze sowohl als Kühlmittel als auch als Trägermaterial für den Brennstoff. Die Schmelzen, die bereits getestet wurden, können Temperaturen von bis zu 1400 °C stabil halten. Diese hohen Betriebstemperaturen ermöglichen nicht nur hohe Wirkungsgrade, sondern auch die Nutzung der Wärme für industrielle Hochtemperaturprozesse. Aufgrund der hervorragenden Wärmetransporteigenschaften der Salzschmelze sind diese Reaktoren im Vergleich zu gasgekühlten Systemen bei gleicher Leistung deutlich kompakter.
Kompakte Thorium-Reaktoren: Die sichere und kostengünstige Energiezukunft
Ein entscheidender Vorteil der Salzschmelzenreaktoren ist ihre geringe Größe im Vergleich zu herkömmlichen Atomkraftwerken. Die Industrie setzt oft auf eine Skalierung, um die Kosten zu senken, doch mit zunehmender Größe steigen auch die finanziellen Risiken. Die Modularität der Salzreaktoren bietet hier eine vielversprechende Alternative. Mehrere kleine Reaktoren, die an einem Standort betrieben werden, könnten die gleiche Leistung wie ein großer Reaktor erbringen, dabei aber deutlich geringere Baukosten verursachen.
Die geringere Größe und der reduzierte Brennstoffeinsatz verringern das Risiko, das von einem Unfall ausgeht, erheblich. Allerdings sind auch mit diesen neuen Reaktoren spezifische Risiken verbunden. Beispielsweise besitzen die Salzschmelzen stark korrosive Eigenschaften, die bei der Konstruktion der Kühlmittelleitungen besondere Beachtung finden müssen.
Obwohl diese Technik in der Schweiz entwickelt wird, ist es unsicher, ob sie dort auch zum Einsatz kommt. 2017 entschied das Schweizer Volk, keine neuen Atomkraftwerke mehr zu errichten. Dennoch gibt es inzwischen Bestrebungen, diesen Beschluss zu überdenken. Der Schweizer Ständerat forderte die Regierung im März dieses Jahres auf, die Möglichkeit neuer Atomkraftwerke erneut zu prüfen.
Zusammengefasst könnte die Zusammenarbeit zwischen dem PSI und Copenhagen Atomics wichtige Fortschritte in der Reaktortechnologie bringen. Thorium-Flüssigsalz-Reaktoren bieten Potenzial für eine sichere und kostengünstige Energiezukunft. Doch bevor diese Technologie weit verbreitet eingesetzt werden kann, müssen noch zahlreiche technische Herausforderungen gemeistert werden.
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