Liquid-Fluoride Thorium Reactor (LFTR)
Der Schwerwasserreaktor verwendet etwa
0,7 Prozent der Energie im Uran, und der Leichtwasserreaktor nutzt etwa ein
halbes Prozent. Das ist beides schrecklich wenig.
Bei Normaldruck siedet Wasser bei 100 Grad Celsius.
Das ist bei weitem nicht heiß genug,
um effizient Strom zu erzeugen. Darum müssen wassergekühlte
Reaktoren bei einem Druck von über 70 Atmosphären laufen.
Einen wassergekühlten Reaktor muss man als
Druckbehälter bauen. Der schlimmste Unfall,
den man sich vorstellen kann,
ist ein Druckverlust. 300 Grad Celsius
heißes Wasser wird - wuuusch -
schlagartig zu Dampf. Sein Volumen dehnt
sich auf das Tausendfache aus.
Wird der Kernbrennstoff im Reaktor nicht gekühlt,
kann er überhitzen und schmelzen.
Genau deswegen ist dieses Gebäude hier
so gestaltet. Wenn "es" passiert,
bleibt der gesamte Wasserdampf
in diesem Gebäude.
Die heutigen Reaktoren verwenden Uranoxid als Brennstoff.
Das ist ein keramisches Material. Es ist
chemisch stabil, aber kein guter Wärmeleiter.
Bei einem Druckverlust geht das Wasser verloren,
und bald darauf schmelzen die Brennelemente
und setzen die radioaktiven Spaltprodukte frei,
die darin enthalten sind.
Daher wurde eine Reihe von Notfallsystemen entwickelt,
um den Kern immer von Wasser bedeckt zu halten.
Das Versagen dieser Systeme haben wir in Fukushima-Daiichi
gesehen. Man hatte dort mehrere Notstromdieselgeneratoren,
und jeder von ihnen hatte vermutlich eine geringe
Versagenswahrscheinlichkeit. Dann kam der Tsunami
und erledigte sie alle.
Die Leute fragen immer: »Ist Kernenergie sicher?«
und ich frage dann zurück: »Welche denn?«
Man kann Kernenergie auf tausend unterschiedliche
Arten nutzen. Ist ein Auto sicher? Ja,
welches denn?
Ich hatte das Glück, etwas über eine andere
Form von Kernenergie zu lernen:
den Thorium-Flüssigsalzreaktor.
Das Thorium in diesem Reaktor können wir vollständig
verbrennen - anders als nur einen Teil des Urans
in einem typischen Leichtwasserreaktor.
Er arbeitet nicht mit Wasserkühlung, er verwendet keine
festen Brennstoffe. Seine Grundlage sind Fluoridsalze
als Kernbrennstoff. Die muss man auf etwa
400 Grad Celsius erhitzen, um sie zu
schmelzen, aber das ist eigentlich ideal, um in
in einem Kernreaktor Strom zu erzeugen. Und dies
ist der Trick: sie müssen nicht unter hohem Druck
arbeiten. Sie müssen kein Wasser
als Kühlmittel verwenden, und es gibt nichts im Reaktor,
das seine Dichte nennenswert verändert.
Im Unterschied zu festen Brennstoffen, bei denen es ohne
Kühlung zu einer Kernschmelze kommen kann, sind die
flüssigen Fluoridbrennstoffe bereits geschmolzen.
Im Normalbetrieb gibt es ein kleines Stück gefrorenen
Salzes, das man gefroren hält, indem man
kaltes Gas über die Außenseite des Rohres bläst.
Wenn es bei einem Notfall zu einem völligen
Stromausfall im Kernkraftwerk kommt, bläst das kleine
Gebläse nicht mehr, der gefrorene Pfropfen
aus Salz schmilzt, und der flüssige
Fluoridbrennstoff im Reaktor fließt
durch die Leitung aus dem Behälter heraus
und in einen Auffangtank hinein.
In wassergekühlten Reaktoren muss man das Kraftwerk
im Allgemeinen mit Strom versorgen, um den
Kühlkreislauf aufrechtzuerhalten und eine Kernschmelze zu
verhindern. Aber wenn beim LFTR der Strom ausfällt, fährt
er sich von ganz allein ab -
ohne menschliches Zutun.
Ein beeindruckend hohes Maß an Sicherheit,
selbst bei physischen Schäden am Reaktor!
Thorium ist ein natürlicher Kernbrennstoff. Die
Erdkruste enthält fast vier Mal so viel Thorium
wie Uran. Seine Energiedichte ist derart hoch,
dass Sie den Energiebedarf für Ihr ganzes Leben
in der Hand halten können. Wir könnten
Thorium etwa 200 Mal effizienter nutzen
als wir Uran heute nutzen. Weil der LFTR in der Lage ist, die
Energie im Thorium nahezu vollständig freizusetzen,
sind die Abfallmengen hundertfach
geringer als bei Uran
und millionenfach geringer
als bei fossilen Brennstoffen.
Für Fahrzeuge und Maschinen brauchen wir
immer noch flüssige Treibstoffe, aber
die können wir aus dem Kohlendioxid in der
Atmosphäre und aus Wasser gewinnen - ähnlich wie es
die Natur macht. Durch Aufspalten von Wasser könnten wir
Wasserstoff erzeugen, und den könnten wir mit Kohlenstoff verbinden,
den wir aus dem CO2 in der Atmosphäre gewinnen.
So erzeugen wir Brennstoffe wie Methanol, Ammoniak
oder Dimethylether. Das könnte ein Ersatz für Diesel sein.
Stellen Sie sich das vor: Benzin und Diesel -
klimaneutral, nachhaltig und selbst hergestellt!
Sie sehen, dass Uran-235 in der gleichen Größenordnung
wie Silber und Platin vorkommt. Können Sie sich vorstellen,
Platin zur Energiegewinnung zu verbrennen? Aber genau
das machen wir mit unseren Kernbrennstoffen heute!
Wir verheizen diesen extrem seltenen Stoff,
statt Thorium zu nutzen.
Manche Menschen sind so eine Art Umweltschützer,
und sie sagen: "Hör mal, Kernenergie ist nicht
nachhaltig. Wir haben nicht genug Uran."
Okay, das ist dann richtig, wenn wir
über die heutige Nukleartechnik sprechen.
2007 haben wir 5 Milliarden Tonnen Kohle verbraucht,
31 Milliarden Barrel Öl und 5.000 Milliarden Kubikmeter
Meter Erdgas, außerdem 65.000 Tonnen
Uran - alles für den Weltenergiebedarf.
Ich habe einen Freund, der in Missouri eine Mine für
Seltene Erden erschließen will. "Jim, wie viel Thorium
wirst du in einem Jahr abbauen?" -
"Ich schätze, etwa 5.000 Tonnen." 5.000
Tonnen Thorium könnten unseren Planeten ein ganzes
Jahr lang mit Energie versorgen. Er weiter:
"Es gibt noch tausende weiterer Stellen auf der Erde,
die genauso wie meine Mine sind. Es ist eine gute
Mine, aber sie ist keineswegs einzigartig, nicht der
einzige Ort auf dieser Welt, an der das vorkommt."
Immer, wenn die Menschheit eine neue Energiequelle
erschließen konnte, führte das zu grundlegenden
sozialen Veränderungen. Über Jahrtausende hielten
die Menschen sich Sklaven. Als
wir lernten, uns Kohlenstoff zum Sklaven zu machen
anstatt andere Menschen, lernten wir auch,
ein Stück weit zivilisierter zu werden.
Thorium hat eine millionenfach höhere Energiedichte
als die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung. Was könnte das
für die menschliche Zivilisation bedeuten? Wir werden
für immer genug von diesem Zeug haben. Wir werden
niemals Mangel haben. Es ist einfach zu viel davon da.
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