80 % weniger Atommüll 28.05.2024, 08:12 Uhr

Wie ein Schweizer Start-up mit Kernkraft die Welt retten will

Ein in der Schweiz entwickelter Thorium-Reaktor soll 80 % weniger Atommüll verursachen – und dieser würde nur noch 500 Jahre gefährlich strahlen.

Atommüll

Wesentlich weniger Atommüll soll ein innovativer Thorium-Reaktor produzieren.

Foto: PantherMedia / Cigdem Simsek

Alchemisten träumten einst davon, Gold künstlich herzustellen, doch sie scheiterten. Der Grund: Sie versuchten, das Edelmetall durch chemische Prozesse zu erzeugen. Gold ist jedoch ein Element, keine chemische Verbindung, und kann daher durch Chemie nicht hergestellt werden. Dazu benötigt man physikalische Methoden. Hier kommt Transmutex ins Spiel. Das Schweizer Start-up hat sich zum Ziel gesetzt, die Welt zu retten. Ihr innovativer Kernreaktor soll nicht nur Energie liefern, sondern auch das Atommüllproblem lösen.

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Darum geht es

Ein ehemaliger CERN-Wissenschaftler bei Transmutex hat eine Methode entwickelt, die die Radioaktivität von Atommüll drastisch um bis zu 80 % senken könnte. Das Schweizer Unternehmen ließ seine Technologie von der Nagra, der nationalen Behörde für die Entsorgung von Atommüll, untersuchen, die diese Einschätzung bestätigte.

Transmutex nutzt die Transmutation von Elementen – die Umwandlung eines Elements in ein anderes oder sein Isotop. Diese Technik ähnelt dem, was Alchemisten einst versuchten: Metalle in Gold zu verwandeln.

Das Forschungsteam von Transmutex schlägt vor, mittels Teilchenbeschleuniger ein schwach radioaktives Element wie Thorium in ein Uranisotop zu verwandeln. Dieser Beschleuniger ist mit einer Kernspaltungsanlage verbunden, in der das neu entstandene Uran sofort verarbeitet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichem Uran erzeugt dieses Verfahren jedoch kein Plutonium oder andere stark radioaktive Abfälle.

Die Macher von Transmutex

Transmutex wurde 2019 in Vernier bei Genf in der Nähe des CERN gegründet. Die Technologie von Transmutex basiert auf Entwicklungen des CERN, die vom Physik-Nobelpreisträger Carlo Rubbia inspiriert wurden.

Federico Carminati, wissenschaftlicher Direktor von Transmutex, wurde 1990 von Rubbia angesprochen, an einem neuartigen Kernreaktor zu arbeiten. Damals wurden die Pläne jedoch nicht weiterverfolgt und landeten in der Schublade. 30 Jahre später war die Idee ausgereift und Carminati gründete zusammen mit Franklin Servan-Schreiber Transmutex. Ihr ehrgeiziges Ziel: die Kernenergie grundlegend zu verändern.

Herausforderungen und Hindernisse

Ein großes Hindernis ist der Mangel an Teilchenbeschleunigern in Kernkraftwerken. Der Bau solcher Beschleuniger ist teuer, wie die 5 Mrd. $ für den Large Hadron Collider des CERN zeigen. Der Future Circular Collider soll sogar 17 Mrd. $ kosten.

Ein weiteres Problem ist die generelle Skepsis gegenüber Kernenergie. Deutschland hat seine Kernkraftwerke abgeschaltet und auch die Schweiz plant dies. Die Technologie von Transmutex könnte jedoch eine Lösung bieten, wenn sie die Behörden überzeugt.

Die Nagra bestätigt, dass die Technologie von Transmutex das Volumen des nuklearen Abfalls um 80 % reduzieren und die Radioaktivität auf weniger als 500 Jahre senken könnte. Zudem könnte diese Technologie für 99 % des vorhandenen Atommülls eingesetzt werden.

Finanzierung und Kosten

Transmutex setzt in der Anfangsphase auf private Investoren und bleibt unabhängig. Eine erste Finanzierungsrunde war erfolgreich. Bis zum Winter sollen weitere Investoren gefunden werden, um rund 200 Mio. Franken zu sammeln.

Ein Prototyp des Reaktors kostet laut Transmutex etwa 1,5 Mrd. €. In der Serienproduktion sollen die Kosten auf rund 700 Mio. € sinken. Ebenso teuer ist die Anlage zur Aufbereitung des Atommülls.

Vor- und Nachteile im Überblick

Vorteile laut Transmutex:

  • Das Verfahren von Transmutex kann den gefährlichsten Atommüll – hochradioaktive AKW-Brennstäbe – erheblich entschärfen. Statt für 500.000 oder gar 1 Mio. Jahre muss das Material nur 500 Jahre sicher gelagert werden. Danach ist es harmlos und strahlt nur noch wie natürliches Uranerz.
  • Es kann auf alle AKW-Abfälle der Schweiz angewendet werden, auch auf bereits verglaste Abfälle.
  • Das Volumen der hoch adioaktiven Abfälle, die derzeit im Zwischenlager (Zwilag) lagern, kann um den Faktor 5 reduziert werden. So reicht der Platz im geplanten Tiefenlager der Nagra auch bei einer Laufzeitverlängerung der bestehenden Schweizer AKWs.
  • Das Verfahren ist absolut sicher. AKW-Unfälle wie in Fukushima mit Radioaktivitätsaustritt sind wegen der Funktionsweise des Transmutex-Reaktors ausgeschlossen. Unkontrollierte Kettenreaktionen können nicht passieren.
  • Die erzeugte Energie kann ins Schweizer Stromnetz eingespeist werden, besonders im Winter, wenn es an erneuerbaren Energien wie Solarkraft mangelt.
  • Ein weiterer Vorteil: Wichtige Industrieinhaltsstoffe wie Cäsium, Strontium, Krypton und Rhodium werden nutzbar gemacht.
  • Über 80 % des Urananteils in den abgebrannten Brennstäben kann als Brennstoff recycelt werden.
  • Im Transmutex-Reaktor kann auch Material aus Atomwaffen verarbeitet werden. Das Start-up könnte also zur atomaren Abrüstung beitragen.

Nachteile:

Die Nagra nennt folgende Punkte:

  • Transmutation ist derzeit nur eine theoretische Möglichkeit, das Volumen und die Langlebigkeit von hoch radioaktiven Abfällen zu reduzieren.
  • Die aktuelle Gesetzgebung der Schweiz erlaubt die Einführung einer solchen Technologie nicht.
  • Weniger gefährliche, schwach- und mittelaktive Abfälle können laut aktuellem Forschungsstand nicht transmutiert werden.

Trotz dieser Punkte sind die Verantwortlichen von Transmutex optimistisch. Sie glauben, dass sie bereits in den 2030er-Jahren einen funktionsfähigen Reaktorprototyp in Betrieb nehmen können.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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