Kernkraft 16.10.2009, 19:43 Uhr

Interesse an Thoriumreaktoren wächst  

International wird die Nutzung von Thorium anstatt des Urans als Brennstoff wieder diskutiert. Ein US-Unternehmen erprobt in Russland die Umrüstung von Leichtwasserreaktoren. VDI nachrichten, Wien, 16. 10. 09, swe

Randall Lee Beatty zählt die Länder auf, in denen in Sachen Thoriumreaktor das Interesse wächst: „Die USA, Russland, Kanada, Australien, Brasilien und vor allem Indien“, weiß der Spezialist der Internationalen Atomenergie Agentur (IAEA) in Wien. „Die Inder verfügen über ein Drittel aller Thorium- und wenig Uraniumvorkommen. Das ist ein Grund, warum vor allem dort das Interesse an dieser Entwicklung so groß ist.“

Randall L. Beatty leitet in der IAEA das Projekt Inpro, das sich mit innovativen Kernreaktoren und Brennstoffzyklen beschäftigt. Thorium als Kernbrennstoff bietet seiner Meinung nach eine Reihe von Vorteilen gegenüber Uran. „Thoriumreaktoren sind unterkritisch.“

Zudem ließe sich des langfristig hochradioaktiven Abfalls wie Plutonium 239 Herr werden, da er in Thoriumreaktoren transmutiert werden kann. „Das alles bei deutlich geringeren Abfallmengen, die zudem nur wenige hundert Jahre gelagert werden müssen“, wirbt Beatty für diese Technologie. Außerdem seien Thoriumreaktoren nicht für die Herstellung von Kernwaffen nutzbar.

„Das alles ist nicht brandneu“, meint Seth Grae, CEO und Eigner der US-Firma Lightbridge in McLean, Virginia, die noch bis Ende September Thorium Power Ltd. hieß. Das erste Kernkraftwerk in den USA bei Shippingport war ein Thoriumreaktor, gebaut von Westinghouse, 1982 wurde es stillgelegt. „Entwickelt wurde der Reaktor von Alvin Radkovsky, dem Mitgründer der Thorium Power“, erklärt Grae.

„In den Jahren des Kalten Krieges spielten auch militärische Überlegungen mit“, meint Grae zu den Hintergründen, warum Kraftwerksbauer die Thoriumtechnologie weitgehend bis heute ignorieren. „Und für Kernwaffen wird entweder Plutonium oder hochreines Uran 235 gebraucht“, fügt er hinzu. Ein Thoriumreaktor erzeugt zwar Uran 233, ebenfalls spaltbares Material. „Aber praktisch lässt es sich nicht verarbeiten, die Gammastrahlung ist zu stark“, winkt Randall L. Beatty mit Blick auf die weitere Zerfallsreihe des Uranisotops ab.

Zwischen 1960 und 1980 wurde in den Vereinigten Staaten an der Entwicklung von Brennstoffen für Thoriumreaktoren gearbeitet. Bereits damals ging es darum, die Technologie weniger entwickelten Ländern als Option anzubieten, um die Weiterverbreitung von Kernwaffen zu verhindern. Beatty berichtet von ähnlichen Vorhaben der Sowjets.

Als nach dem Unfall im Kraftwerk Three Miles Island 1979 der öffentliche Widerstand gegen die Uranmeiler stark zunahm, schliefen diese Arbeiten ein. Auch ein Thoriumprojekt der Kernforschungsanstalt Jülich. „Leider, der dortige Kugelhaufenreaktor ist nach wie vor eine sehr interessante Option“, meint Helmut Leeb, Professor an der Technischen Universität in Wien. In Südafrika werde sie weiter verfolgt. „Auch die Chinesen entwickeln“, bemerkt Holger Rogner, Chef der wirtschaftlichen Planungsabteilung der IAEA. „Sie steigen mit Uran ein und anschließend auf Thorium um.“

Seit 1994 entwickelt Lightbridge gemeinsam mit dem Kurchatow-Institut in Moskau einen Thoriumbrennstoff, der problemarm in Leichtwasserreaktoren Strom erzeugen und gleichzeitig hochgiftige Uranabfälle wie Plutonium in ungefährlichere Stoffe transmutieren soll. Grae will bereits 2013 den ersten russischen VVER-Leichtwasserreaktor von Uran auf Thorium umrüsten.

„Wahrscheinlich wird diese Demonstrationsanlage Kaliningrad mit Strom versorgen und das kostengünstiger, als das mit Uran möglich wäre“, hofft Grae. Er arbeitet mit dem Kraftwerksbetreiber Energatom zusammen, umgerüstet werden soll ein 1000-MW-Druckwasserreaktor. Die Endphase der Kommerzialisierung soll 2017/18 erfolgen, gemeinsam mit russischen Partnern.

Als Zeichen dafür, dass der Lightbridge-CEO richtig liegt, gilt der Umstand, dass der französische Kernenergiekonzern Areva im Juli mit Lightbridge eine Zusammenarbeit beschloss. „Da spielten politische Überlegungen mit“, meint Professor Helmut Leeb. „Das Interesse am indischen Geschäft war da wohl mit im Spiel.“ Zudem vermeide man mit der Thoriumnutzung einen großen Teil der Probleme, die durch die sehr langen Halbwertszeiten der nuklaren Abfälle der Uranreaktoren entstehen.

In den USA erfreue sich Lightbridge wachsender politischer Unterstützung, so Grae. Der Sprecher des US-Senates, Harry Reid, und der Senator Orrin Hatch zählen zu den überzeugten Anhängern der Thoriumreaktoren. In dem im Juni vom Repräsentantenhaus verabschiedeten neuen Energiegesetz wird dem Energieministerium zur Auflage gemacht, Thoriumprogramme zu fördern. Leeb: „Wir sehen einen zunehmenden politischen Druck hinter der Technologie. Das bewegt die Dinge enorm.“

Doch es gibt auch Einschränkungen für die Thoriumtechnologie. Ray Sollychin, kanadischer Kernenergieexperte und bis vor kurzem in der IAEA aktiv, weist darauf hin, dass bei einem offenen Kernbrennstoffkreislauf der Einsatz von Thorium „nicht sehr wirtschaftlich“ sei. Es braucht also einen geschlossenen Kreislauf: „Die größte Herausforderung, für die Einführung eine Thorium-Brennstoffkreislaufes für die kommerzielle Stromerzeugung ist der Mangel an Infrastruktur für die Brennstoffherstellung“, bemerkt Sollychin in einem im September veröffentlichten Papier.

JAN HÖHN/swe

Thoriumreaktoren

Deutschland und Thorium: Hochtemperaturreaktor (HTR) Hamm-Uentrop, Kugelhaufenbrennstoff, 1988 endgültig abgeschaltet. HTR-Vorläufer war der Atomversuchsreaktor (AVR) im Forschungszentrum Jülich. Rainer Moormann, Forscher in Jülich, bewertete 2008 die Sicherheitstechnik des AVR neu. Er hält frühere Sicherheitsstudien „aus heutiger Sicht“ für „zu optimistisch“.

USA und Thorium: Der American Clean Energy und Security Act Bill fordert, dass das Department of Energy Thorium als Ersatzbrennstoff für Uran erforscht. Ergebnisse sollen dem US-Kongress bis zum 1. 2. 2011 vorliegen. swe

Ein Beitrag von:

  • Stephan W. Eder

    Stephan W. Eder

    Redakteur VDI nachrichten
    Fachthemen: Energie, Energierohstoffe, Klimaschutz, CO2-Handel, Drucker und Druckmaschinenbau, Medien, Quantentechnologien

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