"Es soll ein sehr wirtschaftlicher Reaktor werden. Das ist im Grunde die Idee, die dahinter steckt."
Thomas Schulenberg leitet das Institut für Kern- und Energietechnik am Forschungszentrum Karlsruhe. Der Reaktor, von dem er spricht, existiert bislang nur im Computer - und zwar als relativ grobe Skizze. Hochleistungs-Leichtwasserreaktor, so nennt er sich. Er gehört - ebenso wie jene Meiler, die zurzeit in Finnland und Frankreich gebaut werden, zum Typ Druckwasserreaktor. Bei einem Druckwasserreaktor wird, wie der Name sagt, das Kühlwasser unter hohem Druck in den Reaktorkern gepumpt. Dort erhitzen die heißen, radioaktiven Brennstäbe das Wasser. Letztlich entsteht heißer Dampf, der außerhalb des Reaktorkerns eine Turbine antreibt und dadurch Strom erzeugt. Von den bisherigen Meilern unterscheidet sich das neue Konzept vor allem durch den Druck, unter dem das Kühlwasser in den Reaktorkern geleitet wird, sagt Schulenbergs Kollege Jörg Starflinger:
"Das heißt nicht mehr wie die Druckwasser-Reaktoren bei 155 bar. Sondern wir gehen auf Drücke von 250 bar und heizen auch das Wasser auf 500 Grad auf, was ungefähr 150 Grad höher liegt als was wir heute als Dampftemperaturen haben."
Das Entscheidende: Mehr Druck plus heißerer Dampf - macht zusammen mehr Energie, sagt Thomas Schulenberg:
"Man holt aus der gleichen Menge Dampf wesentlich mehr Leistung raus. Bessere Wirkungsgrade, höhere Leistung. Und damit spart man letztlich Geld."
In Zahlen heißt das: Heutige Kernkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von etwa 36 Prozent. Sie wandeln also nur 36 Prozent der bei der Kernspaltung frei werdenden Energie in Strom um. Der neue Hochleistungsmeiler aus Karlsruhe soll auf deutlich höhere Werte kommen.
"Wir haben mal ausgerechnet: 44 Prozent Wirkungsgrad müssten möglich sein."
Und: Der neue Meiler soll nicht teurer werden als 1 bis 1,5 Milliarden Euro - also nur die Hälfte dessen, was heute eine neues Kernkraftwerk kostet. Der Trick: Im Gegensatz zu heute wird das Kühlwasser nicht nur einmal durch den Reaktorkern geleitet, sondern gleich mehrmals, sagt Starflinger:
"Wir gehen nicht einmal durch den Kern, nicht eine Aufheizstufe. Sondern wir haben drei Aufheizstufen. Das Kühlwasser durchläuft dreimal den Reaktorkern."
Klingt einfach, ist aber ziemlich kompliziert. So muss das Kühlwasser, um nicht zu überhitzen, vor jedem Einleiten mit kälterem Wasser gemischt werden. Dennoch erreicht es eine Temperatur von über 500 Grad. Das Problem: Materialien, die 250 bar Wasserdruck, 500-Grad-Temperaturen und gleichzeitig starke radiaktive Strahlung aushalten - solche Materialien gibt es noch nicht. Und, so Schulenberg:
"Diese Reaktoren müssen mindestens so sicher sein wie das Neuste, was wir heute haben. Wenn wir feststellen, wir müssen Kompromisse machen, kann's auch daran scheitern."
Im Moment arbeiten Schulenberg und Starflinger an einer
Machbarkeitsstudie. Konkrete Planungen und Berechnungen sollen folgen. Doch bis zu einem Prototyp ist der Weg noch weit. Starflinger:
"Da redet man über Zeiträume 2025 bis 2030. Es geht also nicht darum, dass wir diesen Reaktor jetzt übermorgen anfangen zu bauen. Das ist ein Langzeitprojekt. Viele Länder beteiligen sich daran, und man lässt sich durchaus auch Zeit, wirklich kritisch drüberzugucken: Hat der Reaktor eine Chance oder nicht?"
Das Forschungszentrum Karlsruhe koordiniert das Projekt. Die Partner kommen aus Europa, aus Finnland etwa und aus Frankreich. Finanzielle Unterstützung gibt's von der EU, von Energieversorgern und vom Kerntechnik-Konzern Areva. Und eingebunden ist das Projekt in eine Initiative namens Generation IV - ein internationaler Forschungsverbund, der sich der Entwicklung der nächsten, der 4. Generation von Atommeilern verschrieben hat.
Thomas Schulenberg leitet das Institut für Kern- und Energietechnik am Forschungszentrum Karlsruhe. Der Reaktor, von dem er spricht, existiert bislang nur im Computer - und zwar als relativ grobe Skizze. Hochleistungs-Leichtwasserreaktor, so nennt er sich. Er gehört - ebenso wie jene Meiler, die zurzeit in Finnland und Frankreich gebaut werden, zum Typ Druckwasserreaktor. Bei einem Druckwasserreaktor wird, wie der Name sagt, das Kühlwasser unter hohem Druck in den Reaktorkern gepumpt. Dort erhitzen die heißen, radioaktiven Brennstäbe das Wasser. Letztlich entsteht heißer Dampf, der außerhalb des Reaktorkerns eine Turbine antreibt und dadurch Strom erzeugt. Von den bisherigen Meilern unterscheidet sich das neue Konzept vor allem durch den Druck, unter dem das Kühlwasser in den Reaktorkern geleitet wird, sagt Schulenbergs Kollege Jörg Starflinger:
"Das heißt nicht mehr wie die Druckwasser-Reaktoren bei 155 bar. Sondern wir gehen auf Drücke von 250 bar und heizen auch das Wasser auf 500 Grad auf, was ungefähr 150 Grad höher liegt als was wir heute als Dampftemperaturen haben."
Das Entscheidende: Mehr Druck plus heißerer Dampf - macht zusammen mehr Energie, sagt Thomas Schulenberg:
"Man holt aus der gleichen Menge Dampf wesentlich mehr Leistung raus. Bessere Wirkungsgrade, höhere Leistung. Und damit spart man letztlich Geld."
In Zahlen heißt das: Heutige Kernkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von etwa 36 Prozent. Sie wandeln also nur 36 Prozent der bei der Kernspaltung frei werdenden Energie in Strom um. Der neue Hochleistungsmeiler aus Karlsruhe soll auf deutlich höhere Werte kommen.
"Wir haben mal ausgerechnet: 44 Prozent Wirkungsgrad müssten möglich sein."
Und: Der neue Meiler soll nicht teurer werden als 1 bis 1,5 Milliarden Euro - also nur die Hälfte dessen, was heute eine neues Kernkraftwerk kostet. Der Trick: Im Gegensatz zu heute wird das Kühlwasser nicht nur einmal durch den Reaktorkern geleitet, sondern gleich mehrmals, sagt Starflinger:
"Wir gehen nicht einmal durch den Kern, nicht eine Aufheizstufe. Sondern wir haben drei Aufheizstufen. Das Kühlwasser durchläuft dreimal den Reaktorkern."
Klingt einfach, ist aber ziemlich kompliziert. So muss das Kühlwasser, um nicht zu überhitzen, vor jedem Einleiten mit kälterem Wasser gemischt werden. Dennoch erreicht es eine Temperatur von über 500 Grad. Das Problem: Materialien, die 250 bar Wasserdruck, 500-Grad-Temperaturen und gleichzeitig starke radiaktive Strahlung aushalten - solche Materialien gibt es noch nicht. Und, so Schulenberg:
"Diese Reaktoren müssen mindestens so sicher sein wie das Neuste, was wir heute haben. Wenn wir feststellen, wir müssen Kompromisse machen, kann's auch daran scheitern."
Im Moment arbeiten Schulenberg und Starflinger an einer
Machbarkeitsstudie. Konkrete Planungen und Berechnungen sollen folgen. Doch bis zu einem Prototyp ist der Weg noch weit. Starflinger:
"Da redet man über Zeiträume 2025 bis 2030. Es geht also nicht darum, dass wir diesen Reaktor jetzt übermorgen anfangen zu bauen. Das ist ein Langzeitprojekt. Viele Länder beteiligen sich daran, und man lässt sich durchaus auch Zeit, wirklich kritisch drüberzugucken: Hat der Reaktor eine Chance oder nicht?"
Das Forschungszentrum Karlsruhe koordiniert das Projekt. Die Partner kommen aus Europa, aus Finnland etwa und aus Frankreich. Finanzielle Unterstützung gibt's von der EU, von Energieversorgern und vom Kerntechnik-Konzern Areva. Und eingebunden ist das Projekt in eine Initiative namens Generation IV - ein internationaler Forschungsverbund, der sich der Entwicklung der nächsten, der 4. Generation von Atommeilern verschrieben hat.