T E C H N O L O G I E
Die 4. Generation
Die Initiative 4. Generation
"Im Jahr 2001 schlossen sich zunächst Argentinien, Brasilien, Frankreich, Japan, Kanada, Südafrika, Südkorea, das vereinigte Königreich und die USA zusammen zu einem "Generation IV International Forum" (GIF), mit dem Ziel, die Forschung auf dem Gebiet einer neuen Kernenergie voran zu treiben... In den folgenden Jahren schlossen sich die Schweiz, die Euratom als Vertreterin der Europäischen Union, die Volksrepublik China und Russland dem internationalen Bündnis an. Die technischen Ziele waren bewusst sehr allgemein formuliert - etwas was jedes Land bedenkenlos unterschreiben konnte. Wir wollen dennoch einen kurzen Blick darauf werfen, sh. unten."
Die 6 ausgewählten Typen sind.
1. Innovative wassergekühlte Reaktoren - Weiterentwicklungen der Generation 3+
2. Hochtemperaturreaktoren - verschiedene Entwicklungen mit Trisopartikeln in den USA, Japan und Deutschland (Kugelhaufen)
3. Natriumgekühlte schnelle Reaktoren - Terrapowermodell von Bill Gates und der Schnelle Brüter in Haar
4. Bleigekühlte schnelle Reaktoren - Experimente in Russland und der Dual Fluid Reaktor aus Berlin, der jetzt in Kanada gebaut wird
5. Gasgekühlte schnelle Reaktoren - noch nicht gebaute Zukunftsvision
6. Salzschmelzreaktoren - das erste arbeitsfähige Modell wird wahrscheinlich der Reaktor von Thorcon für Indonesien sein
nach Prof. Thomas Schulenberg, Die vierte Generation der Kernreaktoren, S. 4 mit Anmerkungen
Der Salzschmelzreaktor
Der MSR
Der Salzschmelzreaktor, auch Flüssig-Salz-Reaktor oder MSR – Molten Salt Reactor genannt, ist eine Erfindung von Alvin Weinberg, der auch den Druckwasserreaktor vor 60 Jahren erfunden hat. Die Entwicklung des Salzschmelzreaktors wurde nicht weiter verfolgt und geriet in Vergessenheit. Erst das Generation IV Programm machte klar, dass der Salzschmelzreaktor mit schnellem Neutronenspektrum ein paar grundsätzliche Vorteile hat, die kein anderer Reaktortyp bieten kann.
Nachhaltigkeit
Der MSR kann den sogenannten Atommüll verarbeiten. Damit besteht eine fast unendliche Rohstoffversorgung, ohne weiteren Uranbergbau. Der MSR kann darüber hinaus Thorium verarbeiten.
Sicherheit
Der schnelle MSR ist der einzige Reaktor mit einem negativen Voideffekt. Die abnehmende Dichte bei steigenden Temperaturen des Kühlmittels lässt die Reaktorleistung konsequent abnehmen. Das macht ihn besonders sicher. Bei Stromausfall kann die Salzschmelze einfach abgelassen werden. Auf die Schwerkraft ist Verlass. Die Sumpftanks können problemlos passiv gekühlt werden, dh. ohne maschinelle Lüftung.
Zuverlässigkeit
Die 5 jährigen Erfahrungen mit dem MSRE von Alvin Weinberg lassen den MSR relativ zuverlässig erscheinen.
Wirtschaftlichkeit
Wegen fehlender Konstruktionserfahrungen kann man nur sagen, dass die vorhandenen Konzepte einfach aussehen und deshalb billiger sein werden, als die heutigen Druckwasserreaktoren.
Proliferation
In Verbindung mit dem Pyroprozess tritt nirgendwo im Brennstoffkreislauf des schnellen MSR ein Brennstoff auf, mit dem man Kernwaffen herstellen könnte. Kein anderer schneller Reaktor hat eine derart gute Proliferationsresistenz.
Nach Prof. Dr.Thomas Schulenberg, Die vierte Generation der Kernreaktoren, S. 181 ff
Wirtschaftlichkeit bei Betrieb.
Das Buch des amerikanischen Autors Robert Hargraves "Thorium - billiger als Kohle-Strom" wird auf dem Buchrücken mit den folgenden Worten angekündigt: "Wenige Länder werden Kohlesteuern oder CO2 - Abgaben entgegen ihren wirtschaftlichen Interessen erheben um den CO2 - Ausstoß zu vermindern. Aber Energie, die billiger ist Kohlestrom wird alle davon abhalten, weiterhin Kohle zu verbrennen. Die revolutionäre Thorium-Energie beendet Umweltverschmutzung und Armut mit wirtschaftlichen Argumenten. Sie stellt die Energieversorgung der Welt für alle Zeiten sicher."
Eine weitere Würdigung des Buches stammt von dem bei Youtube bekannten Pro-Kernkraft Autor Michael Shellenberger und Ted Norhaus, Mitbegründer des Breakthrough Institute und Mitautoren des Buches "Durchbruch : Vom Ende der Umweltbewegung zur Politik der Möglichkeiten"
"Robert Hargraves hat recht: wenn Kernenergie fossile Brennstoffe ersetzen soll, muss sie sicherer, sauberer und billiger werden - und die Thorium-Technik der nächsten Generation (die vierte Genration) ist ein führender Kandidat für diese Zielsetzung. In seinem hervorragenden neuen Buch: "Thorium: billiger als Kohlestrom" bringt Hargraves überzeugende Argumente dafür, dass Thorium das Potential hat, eine Welt mit 7 und bald 10 Milliarden Menschen mit Energie zu versorgen, Menschen, die sich danach sehnen ein modernes Leben zu führen in dem es an Energie nicht mangelt. Aber "Thorium" beschränkt sich nicht darauf , die Technik anzupreisen, sondern gibt eine detaillierte Beschreibung der schwierigen technischen Herausforderungen mit denen sie sich konfrontiert sieht und die kühnen Entscheidungen, die es braucht, um diese Energietechnik, welche die Welt verändern kann, vorwärts zu bringen. Indem er darlegt, wie nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann, nicht indem man Energie verteuert, sondern verbilligt leistet Hargraves´ "Thorium" einen wichtigen Dienst an der Gesellschaft."
Der Flüssigsalzreaktor im Internet/Youtube
Unter der Adresse "Thorium" findet ihr Vorträge über die Flüssigsalzreaktoren Projekte und wissenschaftliche Erklärungen. Besonders empfehlenswert finde ich einen Vortrag (auf Englisch) von Jan Pedersen, Mitglied der Firma Copenhagen Atomics. Er spricht auf einer TED Veranstaltung in Kopenhagen zu dem Thema: "Making Safe Nuclear Power from Thoriuim" und Götz Rudolph von der Berliner Entwicklungsgruppe des Dual Fluid Reaktors im deutschen Bundestag "Was kann der "Dual Fluid Reaktor?"
Sehr empfehlenswert sind auch die Vorträge von Michael Shellenberger auf Youtube im Rahmen von TED Veranstaltungen. Auf der Berliner Veranstaltung befasst sich Shellenberger auch mit der deutschen Situation mit erhellenden Schlussfolgerungen.
Eine sehens- und hörenswerte Serie zeigt "energie-information" von Michael Bockhorst.
IAEA - Report on Enhancing benefits of Nuclear Energy Technology Innovation ... (2019)
Option D. Complete recycle of spent fuel
With the use of a closed fuel cycle and breeding of fissile material all natural resources of fissile (235 U) and fertile (238 U) uranium and thorium (232Th) could eventually be utilized through the conversion of all fertile nuclear materials into fissile with their subsequent fission. This option realizes nearly full utilization of the energy potential in nuclear fuel. This enhancement option also reduces the long-lived radiotoxicity burden of HLW by up to an order of magnitude by keeping plutonium out of waste.
If Option D is fully implemented, the use of previous mined uranium currently in used nucler fuel and depleted uranium stocks solves the resource utilization issue by providing fuel for very long periods of time (>1000 years) without any additional uranium mining.
This enhancement also helps to achieve the Brundtland Commission objectives for utilization of non-renewablwe resources. While the current generation will use some amount of current resources, they also will enable future generations to extract more energy from the remaining resources than was used by all previous generations combined.
The option requires the development and deployment of breeder or break-even (breeding ratio -1) reactor technology, but reduces or eliminates the need for proliferation sensitive uranium enrichment.
IAEA Increases Projections for Nuclear Power Use in 2050
For the first time since the Fukushima Daiichi accident a decade ago, the International Atomic Energy Agency (IAEA) has revised its projections of the potential growth of nuclear power capacity for electricity generation during the coming decades.
The change in the IAEA's annual outlook...does not yet mark a new trend, but it comes as the world aims to move away from fossil fuels to fight climate change. ...
In the high case scenario of its outlook, the IAEA now expests world nuclear generating capacity to double to 792 GW (net electrical) by 2050 from 393 GW in 2021. The estimate has been revised by plus 10 %, compared with last years estimate.
The low case projection indicate that world nuclear capacity by 2050 would remain essentially the same as now, at 393 GW(e).
Mein Kommentar: Wenn die Kapazität der Kernenergie nicht schnell erhöht wird, dann bleibt die Kohle die dominierende Energie für die Elektrizitätsproduktion. Damit würde die Welt alle gemachten Klimaziele nicht erreichen. Bei einer Verdoppelung des Energiebedarfs müssten ca. 400 neue Kernkraftwerke gebaut werden, nur um den Anteil der Kernenergie konstant zu halten. Meiner Ansicht nach, müsste der Anteil aber verdoppelt werden, um eine ausreichende CO2 frei Grundlastproduktion zu garantieren, die notwendig sein wird, um die volative Energie der Alternativen zu ergänzen..