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StartseiteForschung aktuellRevolutionäre Reaktor-Konzepte17.02.2017

Neue Kernkraft-TechnologieRevolutionäre Reaktor-Konzepte

Nach den Reaktorkatastrophen in Tschernobyl und Fukushima sollen neue Reaktortypen das Risiko eines Unfalls senken. Eine Idee: sogenannte Small Modular Reactors, bei denen Kernschmelzen unmöglich sein sollen. Ein US-amerikanisches Unternehmen hat nun die Zulassung für ein Reaktorkonzept beantragt.

Von Dagmar Röhrlich

Querschnitt eines Reaktorgebäudes, wie es die US-amerikanische Firma NuScale Power entworfen hat (NuScale Power, LLC.)
Querschnitt eines Reaktorgebäudes, wie es die US-amerikanische Firma NuScale Power entworfen hat (NuScale Power, LLC.)
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Moderne Kernkraftwerke sind teuer. Fast schon absurd teuer, wie die Kostenexplosionen etwa bei der finnischen Anlage Olkiluoto zeigt. Das gibt der Idee der small modular reactors Auftrieb, der kleinen modularen Reaktoren - kurz SMR genannt:

"Ein großer Vorteil dieser SMR ist, dass wir sie unter kontrollierten Bedingungen in einer Fabrik bauen und nicht irgendwo mit Tausenden von Bauarbeitern auf einem Feld. Das reduziert Kosten, vermeidet Unwägbarkeiten und verbessert die Qualität deutlich."

Mike McGough von Nuscale Power in Portland, Oregon. 12.000 Seiten technischer Informationen umfasst der Antrag, den das Unternehmen an die US-Zulassungsbehörde NRC geschickt hat. Fertig produziert sollen die Reaktormodule per Schwerlasttransporter an den Bestimmungsort geliefert und ans Stromnetz angeschlossen werden: 

"Der Sicherheitsbehälter des Nuscale-Reaktors ist in rund 22 Meter hoch bei einem Durchmesser von rund viereinhalb Metern. Er umhüllt das Reaktordruckgefäß, das als Behälter im Behälter steckt." 

Darin arbeitet ein 50-Megawatt-Druckwasserreaktor. Zum Vergleich: Die meisten der derzeit gebauten Kernkraftwerke bringen es auf 1.300 und mehr Megawatt. Die Nuscale-Anlage unterscheide sich aber nicht nur in der Größe von "klassischen" Anlagen, betont Mike McGough: 

"Große Kernkraftwerke brauchen Strom und große mechanische Komponenten wie Pumpen und Motoren für Kühlkreislauf und Energieerzeugung. Unser Reaktor arbeitet allein mit natürlicher Zirkulation."

"Das funktioniert passiv - ohne Eingriffe von außen"

Ein einzelnes Modul kann eine kleine Stadt versorgen. Standardmäßig sollten jedoch zwölf zu einem Kraftwerk zusammengeschaltet werden. Jedes Modul arbeite dann unabhängig von den anderen, betreibe seine eigene Turbine:  

"Diese zwölf Module arbeiten in einem mit 28 Millionen Liter Wasser gefüllten Pool. Die Reaktoren sind so konstruiert, dass sie sich bei Stromausfall von außen selbst abschalten. So werden die Kontrollstäbe von Elektromagneten in Position gehalten. Ohne Strom fallen sie in den Kern und unterbrechen die nukleare Kettenreaktion. Ohne Strom schließen sich die Ventile, die den Dampf auf die Turbine leiten. Statt dessen öffnen sich anderen, die ihn in außen montierte Wärmetauscher leiten. Die geben die Nachzerfallswärme an den Pool ab. Das funktioniert passiv, automatisch, ohne weitere Eingriffe von außen, ohne weiteres Kühlwasser oder Strom."

Drei Jahre für das Zulassungsverfahren

Kernschmelzen wie in Fukushima seien unmöglich, erklärt Mike McGough. Die Testphase des Nuscale-Minireaktors, der unter anderem mit finanzieller Unterstützung des US-Energieministeriumsgeplant worden ist, läuft seit 2003. Alle wichtigen Komponenten werden mit Prototypen erprobt. Es gibt ein Mock-up, ein mit Tausenden von Sensoren bestücktes, auf ein Drittel verkleinertes und elektrisch beheiztes Modell - und einen  Simulator für den Kontrollraum. Der Aufwand für den Antrag bei der Zulassungsbehörde war groß. Schließlich hat die noch nie einen kleinen modularen Reaktor zugelassen.

"Jeder Reaktordruckbehälter und jeder Sicherheitsbehälter wäre sehr klein. NuScale schlägt im Vergleich zu den derzeitigen Anforderungen für große Reaktoren in vielen Bereichen erhebliche Reduktionen vor, und es sollen in den Anlagen viele ungewöhnliche Konzepte eingesetzt werden. Meiner Meinung nach wird die Zulassungsbehörde  wohl lange brauchen, um über ihre Sicherheit zu entscheiden. Ich bin mir nicht sicher, ob diese Reaktoren Sinn machen,"urteilt Ed Lyman von der Union of Concerned Scientists.

Nuscale Power geht von drei Jahren für das Zulassungsverfahren aus. Falls das Urteil positiv ist, könnte der erste Minireaktor Mitte der 2020er-Jahre laufen - am United States Idaho National Laboratory. Die Kosten für das Zwölf-Reaktor-Modul - inklusive Netzanschluss - sollen bei drei Milliarden Dollar liegen. Die Umweltgutachten für den Standort laufen bereits.

Anmerkung der Redaktion: In dem Vorspann des Beitrag hieß es ursprünglich, dass ein Unternehmen nun die Mittel zur Entwicklung des Reaktors erhalten habe. Richtig ist, dass es nun die Zulassung für das Reaktorkonzept beantragt hat. Wir haben das korrigiert.

 

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