Jan 18 2008

Mit Thorium in die nukleare Zukunft

Die Energie aus Kernkraftwerken erfreut sich gerade wieder grösserer Beliebtheit, weil sie praktisch klimaneutral ist – doch die Probleme sind die gleichen geblieben: Abfälle und Unfälle. Ein fast schon vergessenes Reaktordesign, das auf der Verwendung von Thorium statt Uran basiert, könnte dies grundlegend ändern.

Der heute stillgelegte Fluessigsalzreaktor der USA

Der heute stillgelegte Fluessigsalzreaktor der USA

Kernenergie hat viele Vorteile: Sie generiert sehr viel Energie aus sehr geringen Brennstoffmengen. Bei der Stromerzeugung in Kernspaltungsreaktoren entstehen zudem praktisch keine Treibhausgase oder Russpartikel, die Kernenergie ist also klimaneutral und (diesbezüglich) umweltfreundlich. Die Stromerzeugung ist unabhängig von Wetter, Jahreszeiten oder Sonnenscheindauer. Doch natürlich gibt es auch Nachteile: Die Gefahr eines nuklearen Unfalls, bei dem grosse Mengen an Radioaktivität freigesetzt werden, ist zwar klein, aber nicht Null: im unwahrscheinlichen Fall eines solchen Unfalls würden ganze Landstriche unbewohnbar. Gerade für kleine Staaten wie die Schweiz, die nicht einfach die betroffene Bevölkerung in eine andere Ecke des Landes umsiedeln könnten (weil das ganze Land von der Katastrophe betroffen wäre), scheint das Risiko, und sei es noch so klein, untragbar hoch. Ein weiteres Problem sind die radioaktiven Abfälle, für deren sicheren Entsorgung noch kein Land weltweit eine definitive Lösung gefunden hat. Die Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennstäben, die es erlaubt, einen Teil des unverbrannten Brennstoffs wieder zu verwenden, ist teuer, gefährlich und stösst immer mehr auf politischen Wiederstand. Problematisch ist auch der militärische Missbrauch der Nukleartechnologie: unter geringer Abwandlung der Technik, die nötig ist, um Uran für die Verbrennung in Kernkraftwerken aufzubereiten, lässt sich hochangereichertes Uran für den Bau eines Typs von Atombomben (Uranbomben) herstellen. Aus dem Abfallprodukt Plutonium lässt sich ein weiterer Typ Atombomben bauen (Plutoniumbomben), die noch einfacher zu bauen und zu handhaben sind als Uranbomben.

Das Bedürfnis nach neuen Grosskraftwerken

Brauchen wir in der Schweiz denn neue Kernkraftwerke? Der bedarf an Strom steigt jährlich, während das Angebot begrenzt ist. Gerade in der Schweiz, wo rund 40% des Stroms aus Kernkraftwerken und rund 60% aus Wasserkraftwerken stammt, lässt sich die Stromproduktion kaum mehr gross steigern. Alternative Energiequellen haben sicher eine grosse Zukunft (insbesondere die Solarenergie, die das Potential hat, dereinst alle anderen Energieträger abzuhängen – dazu ein anderes Mal mehr), doch können Sie, vermutlich selbst bei starker Förderung, kaum den zusätzlichen Verbrauch abdecken, von der zurückgehenden Produktion von Kernenergie (Abschaltung alter Reaktoren) und Wasserenergie (Klimawandel) gar nicht zu reden. Falls sich in den nächsten Jahren kein spektakulärer Durchbruch in Sachen Kernfusion ankündigt, ist der Bau neuer Kernkraftwerke fast unumgänglich (die Alternativen, Gaskombikraftwerke oder Strom aus dem Ausland sind beide nicht attraktiv). Dazu kommt, dass sich mit der Elektrifizierung des Privatverkehrs in den nächsten Jahrzehnten (Umstieg auf Hybridautos, die in der nächsten Generation auch direkt an der Steckdose „aufgetankt“ werden können) wird den Stromverbrauch förmlich explodieren deutlich ansteigen lassen.

Was, wenn wir nun einen neuen Typ von Kernspaltungsreaktor zur Hand hätten, die alle Vorteile der bisherigen Reaktoren besitzt (plus ein paar weitere), aber alle Nachteile nur in stark abgeschwächter Form aufweist? Wären wir bereit, die Entwicklung und Installation solcher Anlagen zu fördern, oder sind wir bereits zu sehr in der „Atom ist gefährlich“-Denkweise verfangen?

Thorium – die vergessene Alternative

Die Alternative heisst: Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren. Was zuerst arg chemisch und gefährlich klingt, ist in Wirklichkeit ein revolutionäres Reaktorkonzept, das ich im Folgenden etwas genauer vorstellen möchte. Thorium-Reaktoren verwenden als Brennstoff nicht Uran, sondern Thorium. Dieses Element ist in der Erdkruste rund drei Mal häufiger als Uran, so dass auch bei einem flächendeckenden, weltweiten Einsatz die Vorräte für Jahrhunderte gesichert wären. Zudem ist es in der natürlich vorkommenden Form praktisch nicht radioaktiv (im Gegensatz zum Uran, das in den natürlich vorkommenden Erzen wie Pechblende radioaktiv ist), die Halbwertszeit des einzigen, natürlich vorkommenden Isotops Thorium-232 beträgt über 14 Milliarden Jahre. Um dieses Isotop des Thoriums überhaupt erst spaltbar zu machen, muss es mit Neutronen beschossen werden – dann wandelt es sich in Thorium-233 um, das wiederum in wenigen Minuten zu Proactinium-233 zerfällt. Dieses muss nun von einem weiteren Neutroneneinfang geschützt werden, so dass es – in rund 27 Tagen – zu Uran-233 zerfallen kann.

Thorium-Nitrat

Thorium-Nitrat

Uran-233 wiederum ist ein hervorragender Kernreaktor-Brennstoff, mit dem sich eine Kettenreaktion aufrecht erhalten lässt: unter Neutronenaufnahme setzt Uran-233 weitere Neutronen frei, die weiteres Uran-233 zur Spaltung anregen – und nebenbei weiteres Thorium-232 zu Thorium-233 umwandeln, womit sich der Kreislauf schliesst. Die Spaltprodukte von Uran-233 sind wesentlich kurzlebiger: Der radioaktive Abfall würde bereits nach rund 300 Jahren nicht mehr gefährlich strahlen. Längerlebige radioaktive Nuklide werden nur in sehr geringen Mengen produziert. Zudem ist die totale Menge an radioaktiven Abfällen pro nutzbare Energie um etwa den Faktor 1000 kleiner. Dies liegt vor allem daran, weil rund 98% des Brennstoffs auch tatsächlich verbrannt wird, im Gegensatz zu Uran-Brennstoffen, wo die Brennstäbe nach rund 2-5% Verbrennung (je nach dem, ob Aufbereitet wird oder nicht) als Abfälle entsorgt werden müssen.

Eingebaute Sicherheit

Der spezielle Brennstoffkreislauf, insbesondere die Abtrennung des Proactiniums zum Schutz vor Neutronenstrahlung (diese Abtrennung ist notwendig, weil dem Reaktor sonst zu wenig Neutronen zur Verfügung stehen, um den Kreislauf aufrecht zu erhalten), erfordern ein spezielles Reaktor-Desgin. Dieses Design wird als „Flüssigfluorid“ (oder allgemeiner, „Flüssig-Salz“) Reaktor bezeichnet. Der Brennstoff wird der Reaktorkammer nicht in Form von festen Brennstäben zugeführt, sondern als Fluorid-Salz-Verbindung gelöst in einer anderen Fluorid-Lösung. Konkret würde im Fall des Thorium-Kreislaufs das Uran / Thorium mit jeweils vier Fluorid-Ionen verbunden und in einer Lithium-7-Fluorid / Berylliumfluorid Lösung transportiert. Fluoride sind äusserst stabile Verbindungen. Die Fluorid-Lösung fliesst durch den Reaktor, setzt das Thorium der Neutronenstrahlung aus und transportiert es danach, zum weiteren Zerfall zu Uran-233, wieder aus dem Reaktor heraus. Später wird das Uran-233 dem Reaktor wieder zugeführt, um nun gespalten zu werden und somit nutzbare Energie freizusetzen. Die Fluorid-Lösung befindet sich auf einer Temperatur von etwa 650°, bei Normaldruck. Im Unterschied zu herkömlichen Druckwasserreaktoren ist kein Überdruck erforderlich, was den Bau vereinfacht und verbilligt sowie mögliche Fehlerquellen eliminiert. Da der Brennstoff sich in einer Flüssigkeit befindet, müssen auch keine Brennstäbe gewechselt werden. Der Reaktor lässt sich jederzeit stoppen, in dem man den Zufluss der Flüssigkeit in den Reaktor verhindert. Ohne Uran-233-Brennstoff stirbt die Reaktion darauf sofort ab, was den Reaktor äusserst sicher macht. Zudem sinkt die Reaktivität des Brennstoffs mit zunehmender Temperatur: der Reaktor regelt sich also selbst, ein Explosion ist völlig ausgeschlossen.

Schoene Blaue Steinchen

Schoene Blaue Steinchen

Ein grosser Vorteil dieses Designs liegt darin, dass kein Uran-233 aus dem Kreislauf entfernt werden darf, da sonst der Reaktor zum Stillstand kommt. Uran-233 lässt sich zwar zumindest theoretisch für Atombomben verwenden – aber man kann nur eines der beiden haben, entweder Bombe oder funktionierender Reaktor. Zudem entsteht stets eine kleine Menge Uran-232, das starke Gammastrahlung aussendet, die sehr leicht zu identifizieren ist. Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren können also mit geringem Aufwand gegen den militärischen Missbrauch abgesichert werden. Da der Reaktor seinen eigenen Brennstoff erbrütet, braucht er auch keinerlei Anreicherungsanlagen (Zentrifugen), die sich für die Anreicherung von Uran missbrauchen lassen.

Thorium ist darüber hinaus ziemlich günstig. Um den ganzen Strom aus den Schweizer Kernkraftwerken durch Thorium-Reaktoren zu ersetzen, wären pro Jahr etwa drei Tonnen Thorium nötig. Bei einem Weltmarktpreis von 60 Dollar pro Kilogramm könnte damit mit rund 200000 Franken die Schweiz für ein Jahr versorgt werden. Uran ist im Gegensatz dazu rund fünf mal teurer (zudem braucht die Erzeugung der gleichen Menge Strom mehr Uran, wegen der geringeren Umwandlungseffizienz), Tendenz steigend.

Es ist sogar möglich, der Fluoridlösung bestehende radioaktive Abfälle heutiger Kernkraftwerke beizumischen. In diesem Fall werden diese zu kurzlebigeren radionukliden Zerschlagen: die Menge hochradioaktiven Abfalls liesse sich also verringern.

Fazit

Fassen wir also nochmals zusammen. Das Konzept des Flüssigfluorid-Thorium-Reaktors hat entscheidende Vorteile:

– Es ist sehr viel sicherer als herkömliche Designs, insbesondere sind herkömliche „GAU“s unmöglich

– Es entstehen rund 1000 Mal weniger radioaktive Abfälle, die zudem nach 300 Jahren ungefährlich sind

– Es besteht die Möglichkeit, bestehende radioaktive Abfälle mitzuverbrennen

– Es ist unmöglich, Uran oder Plutonium für den Bau von Atombomben abzuzweigen

– Thorium, der Ausgangsstoff für den Brennstoffkreislauf, ist sehr viel günstiger und weltweit häufiger als Uran

Warum werden denn nicht schon lange Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren gebaut? Zum einen hat sich die Entwicklung der Kernenergietechnik einseitig auf „Festkörper“-Kernreaktoren konzentriert. Die Erfahrung mit diesem Reaktortyp ist klein: in den USA, in Kanada und in Indien wurden bereits Reaktoren gebaut, die mit Thorium arbeiten, während Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren nur in den USA getestet wurden. Für die Ansprüche der Militärs jener Zeit, die eher einen schnellen Brüter im Sinn hatten, der grosse Mengen von Plutonium erzeugen konnte, genügte der Reaktor nicht den Ansprüchen, so dass die Finanzierung des Projekts in den 70er Jahren beendet wurde.

In den letzten Jahren aber hat das Interesse in Thorium als Brennstoff für Kernkraftwerke stark zugenommen, unter anderem auch wegen dem stark gestiegenen Uran-Preis. Länder wie Norwegen steigen heute in die Erforschung von Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren ein, Indien, das über gigantische Thorium-Vorräte verfügt, will ebenfalls diese Art von Reaktor voran treiben, nicht zuletzt, um von ausländischem Uran unabhängig zu werden.

Und wie sieht es mit der Schweiz aus?

Energy from Thorium – Blog mit Hintergrundinformationen zur Energieerzeugung aus Thorium

Wikipediaeintrag zum Flüssigfluoridreaktor

99 Comments

  • By Bynaus, 21. März 2011 @ 19:36

    Es gibt eine Reihe von Untersuchungen (z.B. der WHO) zu dieser Frage, (Googlen hilft) aber wie sich herausgestellt hat, war die Zahl von 50\’000 noch deutlich zu tief gegriffen. Man schätzt, dass es etwa 1-2 Mio Tote pro Jahr durch Luftverschmutzung gibt, zwei Drittel davon in Asien, insbesondere China. Kohle macht einen signifikanten Anteil davon aus, mit geschätzten 500\’000 Toten pro Jahr allein in China. Für die USA werden Zahlen um die 30\’000 genannt.

    Ich bin noch auf der Suche nach einer guten Quelle, die auch öffentlich zugänglich ist.

  • By Unbekannter Gast, 29. März 2011 @ 13:47

    @Bynaus: Dank erst mal für die neuen Zahlen, die ohne Zweifel sehr interessant sind.

    Allerdings sind Aussagen wie \“man schätzt\“, \“werden genannt\“ oder \“wie sich herausgestellt hat\“ nicht sehr hilfreich. Mir scheint, dass Googeln auch dir (Ihnen?) bisher nicht sooo viel geholfen hat (no offence!).

    Zur Sache: Auch wenn Kohle einen \“signifikanten\“ (heißt was?) Anteil an der Luftverschmutzung hat, darf man zum Vergleich mit Kernenergie nur denjenigen Anteil der Kohlenutzung werten, der auch zur Verstromung herangezogen wird (ein nicht unbeträchtlicher Teil der Kohle wird nach ihrer Verkokung in Hochöfen verheizt). Und an der Luftverschmutzung an sich sind auch noch andere Quellen (Hausbrand, Verkehr, Industrie, Tierhaltung) und andere Energieträger (Öl, Gas) beteiligt.

    Die Rechnung könnte sich natürlich ändern, wenn (a) zum Vergleich HTR/VHTR, LFTR und dergleichen, die auch ein bedeutendes Potential für Fern-/Prozesswärme aufweisen, statt herkömmlichen SWR/DWR herangezogen werden und (b) eine großmaßstäbliche Elektrifizierung des Individualverkehrs berücksichtigt wird. Da könnten noch ganz andere Anteile des heutigen fossilen Verbrauchs ersetzt und die entsprechende Gesundheitsgefährdung durch Luftverschmutzung vermieden werden.

    Noch was zum Thema inhärente Sicherheit: Ich setze jetzt mal voraus, dass eine Kernschmelze bei Thoriumreaktoren prinzipbedingt ausgeschlossen sei. Doch was ist mit der Sicherheit gegenüber Naturkatastrophen oder Terrorangriffen? Zumindest beim LFTR (wie bei allen MSRs) haben wir hier einen Kreislauf flüssiger, wohl hoch radioaktiver Stoffe, die auch außerhalb des eigentlichen Druckbehälters geführt werden (vgl. Prinzipschema in Wikipedia/Flüssigsalzreaktor). Es ist doch wohl nicht ausgeshlossen, dass diese Flüssigkeiten bei einem solchen Ereignis versprühen, verdampfen, ausgespült (Tsunami) oder verschleudert werden könnten. (Grundsätzlich besteht diese passive Gefahr natürlich bei allen KKWs, ich wollte nur ausdrücken, dass man das auch bei MSRs nicht außer Acht lassen darf.)

    Trotzdem: wenn die o.g. Probleme (und wohl ein paar mehr) zufriedenstellend gelöst und die politischen/wirtschaftlichen Widerstände überwunden werden können, sehe ich beim LFTR mit das größte Zukunftspotential, um die Zeit bis zur technischen Nutzung der Kernfusion zu überbrücken.

  • By Bynaus, 29. März 2011 @ 19:20

    Nun, meine Zeitressourcen sind zur Zeit recht begrenzt, aber es stimmt natürlich, wenn ich auf die Schnelle eine gute Quelle gefunden hätte, hätte ich sieh hier gepostet (zudem bin ich mir oft nicht sicher, ob die wissenschaftlichen Arbeiten zum Thema, die ich ausgrabe, auch öffentlich, dh, von ausserhalb des ETH/Uni-Netzwerks zugänglich sind). Ich schlage dir vor, z.B. beim Blog nextbigfuture.com mit der Suche anzufangen, der das Thema regelmässig aufbringt. Zahlen, die man findet, variieren, bewegen sich aber in der Grössenordnung, die ich unten genannt habe.

    Stromproduktion macht sicher einen signifikanten Anteil (das bedeutet in der Regel: im Bereich von mehreren 10%) der Kohleverbrennung aus.

    Betreffend Sicherheit: Bei LFTR gibt es keinen Druckbehälter (bei ADTR natürlich auch nicht), weil die Spaltung nicht unter Druck geschieht. Sicher ist es nicht völlig ausgeschlossen, dass die Flüssigkeit ausläuft. Aber da die Flüssigkeit keine exzessiven Mengen von Thorium und anderen Radioaktivitäten enthält, zudem der grösste Teil des Fluorids in Form von Salzen vorliegt, ginge von der Flüssigkeit keine sehr grosse Gefahr aus – es wäre halt wie ein grosser Chemieunfall. Und wie bei Chemieunfällen gilt es, sie nach allen Möglichkeiten zu verhindern. Das einfachste wäre allerdings, auch hier wieder einmal, den Reaktor einfach von Anfang an zu vergraben. Das hätte wohl auch in Fukushima geholfen.

  • By Roland Mösl, 21. April 2011 @ 02:40

    Wie ich hier her kam. Zuerst suchte ich mit Google nach \“Radioaktivität Kohlekraftwerk\“ und entdeckte, ein GW Kohlekraftwerk emitiert 5,2 t Uran und 12,8 t Thorium pro Jahr. Wesentlich mehr Radioaktivtät als ein AKW im Normalbetrieb.

    Dann wollte ich wissen wieviel Energie man aus dem Thorium raus holen kann. Große Überraschung, das Abgas eines Kohlekraftwerks enthällt 13 mal mehr Energie in Form von Thorium als die verbrannte Kohle.

  • By UMa, 11. Mai 2011 @ 19:15

    Eine Quelle für die Folgekosten der Kohle

    en.wikipedia.org/wiki/Coal_power_in_China#cite_note-32

    siteresources.worldbank.org/INTEAPREGTOPENVIRONMENT/Resources/China_Cost_of_Pollution.pdf

  • By Timothée Mollet, 16. Juni 2011 @ 22:55

    Was ich noch so beim googeln herausgefunden habe:

    In der USA fördert eine Mine jährlich ca. 5000t Thorium als Abfall, mit dieser Menge könnte man die ganze Welt mit Energie Versorgen.

    Der MSR kann fast beliebig skalliert werden –>dezentrale Energieversorgung.

    Um mit dem MSR 1GW Kraftwerk zu betreiben benötigt man jährlich 1t natürliches Thorium, während ein herkömliches AKW für die gleiche Leistung 150-250t natürliches Uran benötigt.

    Ohne gross zu rechnen sieht man das die Thoriumreserven auf der Erde noch für 10\’000de von Jahren reichen(und dann währe ja noch die Sache mit dem Mond und dem Mars ;).

    Der radioaktive Abfall eines des 1GW MSR würde nach 300 Jahren gerademal 60t umfassen.(1t pro Jahr, wobei 17% 300 Jahre und 83% 10 Jahre gelagert werden müssten)

  • By Gondwana Belawa, 28. September 2011 @ 14:43

    Der Thorium-Reaktor Hamm-Uentrop in Deutschland lief nur 426 Tage unter Volllast, kostete aber rund fünf Milliarden Mark, wovon das meiste der Steuerzahler zahlen musste: der teuerste Strom aller Zeiten.
    Die Technologie ist Müll: Zeitungsbericht
    Insbesondere auch hier: Wikipedia

  • By Matthias Meier, 28. September 2011 @ 15:17

    Thorium-Reaktor ist nicht gleich Thorium-Reaktor, genauso wie ein unzuverlässiger / teurer Flugzeugtyp nicht die ganze Luftfahrt diskreditiert. Der Thorium-Reaktor-Typ, von dem hier im Artikel die Rede ist, ist ein Flüssigsalz (Fluorid) Thorium-Reaktor, der auf derart anderen Prinzipien basiert, dass man nicht mal von derselben Technologie sprechen kann – das einzige, was die Reaktoren haben, ist, dass sie mit Thorium betrieben werden.

  • By T.Mollet, 3. Oktober 2011 @ 12:07

    Studie für „Tote pro TWh:
    http://nextbigfuture.com/2011/03/deaths-per-twh-by-energy-source.html
    interessant: jede Biomasseanlage ist viel schlimmer als Fukushima.
    Damit Fukushima 12 Tote pro TWh erreicht müssten in Fukushima 10 000 Menschen an den Folgen sterben, was schlicht ausgeschlossen werden kann.
    Aber man vergleicht hier auch Unfall und Normalbetrieb 😉

    Zu Thorium:
    China startete vor Kurzem ein LFTR Projekt, und will bis 2030 eine ganze Flotte dieser KKWs am Netz haben.
    Zudem wird in England ernsthaft über ein LFTR-Projekt debattiert.

    Zudem ist es noch erwähnenswert, dass unter den Spaltprodukten sehr wertvolle Elemente, welche z.T. wertvoller als Gold sind entstehen, diese können nach 10 Jahren verkauft werden.

  • By Hermann Scheuber, 5. November 2011 @ 00:08

    In weniger als 10 Jahren könnte schon in jeder Stadt (kürzestes Netz)
    neben dem Spital, das die täglichen Onkologie-Abfälle ja mangels
    „Endlager“ laufend speichern muss, eine Th232-Fluorid-Schmelze-
    Zudosieranlage stehen und bei über 500°C einen absolut ungefährlichen
    Reaktor speisen, bei dem das Thorium ja sofort ausreagiert und keine
    gefährlichen Neutronen akummulieren kann wie in einem vollen Bündel Uranstäbe.
    Die gefährlichste Elektrizitätserzeugung erfolgt dann in den Speicherkraftwerken, die ja immer randvoll gefüllt werden – bis sie plötzlich bei Hochwasser so rasch als möglich abgelassen werden müssen und dadurch den Fluss bis zum Meer mit Überschwemmungen gefährden (Kandertal, Lötschental, Bangkok )..

  • By Jo, 7. November 2011 @ 14:10

    Mir fehlt bei den Sicherheitsbetrachtungen die Nachzerfallswärme.
    Und auch eine von neutraler Seite zusammengestellte Übersicht, was alles in so einem Flüssigthoriumreaktor schiefgehen kann. Nur zur Erinnerung: die Nachzerfallswärme und die aus der Kombination von heißem Zirkonium und Wasser resultierende Knallgasgefahr wurde auch bei den Uranreaktoren nie erwähnt, bis es bei Harrisburg plötzlich zum Thema wurde; ich habe daraus gelernt, den Versprechungen der Nuklearindustrie zu misstrauen und will deshalb für jede einzelne Behauptung, die zugunsten nuklearer Energie spricht, eine Bestätigung aus dem nuklearkritischen Lager.
    Ja, ich weiß, das ist eine wirklich hohe Anforderung. Aber die Nuklearindustrie hat das Vertrauen selbst verspielt, und auch eine sichere Lagerung über 300 Jahre ist eigentlich zu lange – erst recht, wenn das nur die Halbwertszeit ist, nicht die Zeit, bis das Strahlungsniveau auf das der Hintergrundstahlung gefallen ist, dann werden nämlich schnell mal 600 oder 1200 Jahre daraus. Angesichts dessen, dass sich in Jugoslawien binnen 50 Jahren praktisch aus dem Nichts ein Bürgerkrieg entwickeln, in Deutschland zwei Weltkriege und eine Diktatur entstehen und beendet werden konnten, sind selbst 300 Jahre viel zu lang.

  • By Matthias Meier, 7. November 2011 @ 14:38

    Die Nachzerfallswärme wird bei einem Flüssigsalz-Thorium-Reaktor in einer Art „core-catcher“ abgebaut: dies ist ein zusätzliches Gefäss, in die sich die Reaktorflüssigkeit ergiesst, sobald eine sog. „Freeze Plug“ (gefrorener Stöpsel) nicht mehr gekühlt wird. Fällt also aus irgend einem Grund die Stromversorgung des Kraftwerks aus, schmilzt der Stöpsel zum „core-catcher“-Raum und die Reaktorflüssigkeit ergiesst sich dort hinein. Dieser „core-catcher“ ist so beschaffen/entworfen, dass die Nachzerfallswärme selbst im extremsten Fall gefahrlos (und passiv, dh, ohne aktive Interaktion oder die Notwendigkeit von Pumpen) abgebaut werden kann.
    Es ist zweifellos so, dass man mit den Flüssigsalz-Thorium-Reaktoren noch Erfahrungen machen muss. Die passive Sicherheit, die eingebaut ist (der Reaktor fällt sich im Notfall selbstständig und ohne äussere Strom- und Wasserzufuhr sicher herunter) macht diesen Reaktortyp aber bereits deutlich sicherer als alles, was derzeit aktiv in Betrieb ist.

    Die Halbwertszeit ist nicht 300, sondern 30 Jahre. 300 Jahre ist die Zeit, die es braucht, bis die Radioaktivität auf Hintergrundwerte abgefallen ist. Wichtig ist auch, dass die Mengen an Abfall viel geringer sind, und die Gefässe, die den Abfall enthalten, entsprechend nicht Jahrzehntausende halten müssen. Dazu kommt noch, dass so kurze Halbwertszeiten die Gewinnung von wertvollen Elementen und Radioisotopen (etwa für die Verwendung in der Medizin oder Raumfahrt) möglich machen. Ein Flüssigsalz-Thorium-Reaktor ist wirklich einfach eine ganz andere Art Maschine als ein heute marktüblicher Uran-Reaktor.

  • By T.Mollet, 8. November 2011 @ 14:52

    Zudem kann sich gar kein Knappgas bilden, schliesslich wird gar kein Wasser verwendet.
    Der Reaktor ist auch inharänt sicher, durch den Freeze Plug fliesst der Brennstoff in unterirdische Tanks, welche so ausgelegt sind, dass die Wärme passiv abgeführt wird.
    Sollte aus irgendeinem Grund dennoch Brennstoff in die Umwelt gelangen, sind gefährliche Elemente wie Cäsium im Salz eingebunden und können nicht von Aerosolen weggetragen werden, was die Kontanimation hauptsächlich auf den Reaktor beschränken würde.
    Zudem besteht die Möglichkeit die Spaltprodukte laufend zu entfernen, was das Schadenpotential natürlich erheblich mindern würde.

  • By Patrick Dreier, 14. November 2011 @ 20:00

    Nein Danke es schon wieder ein Brüter und die gefährliche Kernspaltung.
    Das Endprodukt ist Uranium
    Alle Atomkraftwerke der Kernspaltung, Mox, Hybrid abschalten und demontieren.

  • By Patrick Dreier, 14. November 2011 @ 20:03

    Nein dass ist nicht wahr das Biomasse gefährlicher ist. Bei AKW’s Unfälle tritt Radioaktivität aus.

  • By Matthias Meier, 14. November 2011 @ 21:12

    @Patrick: Das Endprodukt von Kernspaltung in einem herkömmlichen AKW ist nicht Uran(ium) – es ist das Ausgangsprodukt. Beim Thorium-Reaktor ist es nicht Uran, sondern Thorium. Das bringt eine Reihe von Sicherheitsvorteilen, die im Artikel erklärt werden.
    Und doch, Biomasse fordert mehr Tote pro Stromeinheit als die Atomenergie: Siehe die Studie, die in diesem Artikel verlinkt ist: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/11/wie-spricht-man-uber-radioaktivitat.php Demnach fordert die Nutzung von Biomasse ca. 12 Tote pro Terawattstunde.

  • By UMa, 15. November 2011 @ 09:58

    @Patrick Dreier
    „Nein dass ist nicht wahr das Biomasse gefährlicher ist.“
    Biomasse ist die gefährlichste Form der Energieerzeugung. Es sterben and den Folgen der Biomassenutzung durch Luftverschmutzung, Vegetationsvernichtung, und Konkurenz zur Nahrungsmittelproduktion mehrere Millionen Menschen pro Jahr!

    Durch Radiaktivität im Zusammenhang mit der Kernkraftnutzung, selbst wenn man Unfälle, Urangewinnung, Betrieb und mögliche Austritte bei der Endlagerung zusammenzählt sterben dagegen nur wenige Tausend Menschen pro Jahr, selbst wenn man die Zahlen der Kernkraftgegner wählt.
    So wenige Tote pro erzeugter Energiemenge wie bei Kernkraft kann man allenfalls noch bei Windkraftanlagen erreichen

    @Mattias: Auf sowenig wie 12 Tote pro Terawattstunde bei Biomasse komme ich nur, falls ich annehme, dass
    Erstens nur ohnehin anfallende Abfälle verbrannt werden.
    Zweitens die Abgasereinigung auf dem besten Stand ist.
    Und Drittens keine negativen Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit durch die Entfernung der Biomasse usw. entstehen.

    Wird dagegen Biomasse extra zur Energiegwinnung auf Ackerland angebaut, sieht es ganz anders aus. Oder bei der Abholzung oder gar Abbrennen von Wäldern um Zuckerrohr oder Ölpflanzen für Biosprit anzubauen. Oder auch bei der Nutzung sog. ‚traditionieller‘ Biomasse in Entwicklungsländern.

  • By T.Mollet, 3. Februar 2012 @ 20:24

    Interessanter Artikel zu diesem Reaktor:
    http://www.novo-argumente.com/magazin.php/archiv/novo112_77

  • By heraklit, 4. Februar 2012 @ 11:12

    Zu Peter Heller sollte man sich mit weiteren Informationen ein eigenes Bild machen.
    Man kann sich zum Beispiel hier die Autorenbeschreibung
    und probeweise ein paar Artikel und Kommentare anlesen.
    Ich sach mal nix.
    http://www.science-skeptical.de/autoren/

  • By T.Mollet, 4. Februar 2012 @ 15:10

    @heraklit
    Ich finde seine Artikel meistens interessant und gut fundiert.
    Oder ist dies zum Beispiel beim genannten Artikel nicht der Fall?

  • By heraklit, 4. Februar 2012 @ 18:19

    Ich finde auch, dass er ein demokratisches Diskussionsverhalten und einen angenehm neutralen Stil an den Tag legt.
    Vor allem sein Leugnen des anthropogenen Klimawandels bzw. der wissenschaftlichen Belegbarkeit desselben ist aber für manchen hier interessant, denke ich.
    Ich sage, wie gesagt, nichts dazu, weil ich mir noch kein endgültiges Urteil bilden will.

  • By T.Mollet, 4. Februar 2012 @ 19:05

    „Eine Lüge ist eine Aussage, von der der Sender (Lügner) weiß oder vermutet, dass sie unwahr ist, und die mit der Absicht geäußert wird, dass der oder die Empfänger sie trotzdem glauben.“
    Glauben sie ernsthaft, Herr Heller lügt?
    Ist es nicht viel wahrscheinlicher, dass er von seinem Standpunkt überzeugt ist?
    Zudem legter seinen Schwerpunkt darauf, dass die Vorgehensweise mit dem Ziel der Emissionsminderung der falsche Weg ist(wie z.B. „Das IPCC und Arnell (2004): Der Klimawandel als konstruierte Katastrophe“ oder „Anpassung kontra Vermeidung“).
    (Letzter Post zu diesem Thema von mir, ist ein bisschen sehr Off-topic)

    Ansonsten wäre es immer noch gut, dies zu unterstützen:
    https://www.dialog-ueber-deutschland.de/DE/20-Vorschlaege/20-Wovon-Leben/Einzelansicht/vorschlaege_einzelansicht_node.html?cms_idIdea=3063

  • By heraklit, 4. Februar 2012 @ 19:19

    Nein er lügt nicht. Ich habe von „Leugnen“ gesprochen, das Wort wird vielleicht etwas unterschiedlich benutzt. Ich meine nur, dass er eine Meinung vertritt, die die Klimatologie überwiegend ablehnt. Das ist kein Grund ihn zu ignorieren-im Gegenteil- aber man sollte seinen Äußerungen die von anderen Wissenschaftlern gegenüberstellen und kritisch prüfen.
    Aber auch für mich gilt: Schluss jetzt.
    Ich sagte ja: Macht euch ein eigenes Bild.

  • By Matthias Meier, 5. Februar 2012 @ 09:43

    Die Klimaproblematik ist ein verwandtes, wenn auch anderes Thema (das auf diesen Seiten ja ebenfalls regelmässig diskutiert wird). Der verlinkte Artikel von Peter Heller ist auch sehr lesenwert. Das heisst aber natürlich nicht, dass man mit dem Autor in jederlei Hinsicht einer Meinung sein muss, oder dass man ihn deswegen gleich als Experte in jederlei Hinsicht (z.B. gerade in Sachen Klima) betrachten sollte. Danke für den Link!

  • By Peter Christian Vogl, 23. Februar 2012 @ 14:05

    Warum lässt man die Iraner kein Thorium KW bauen, anstatt ihnen Bomben auf den Kopf zu werfen?

  • By Matthias Meier, 23. Februar 2012 @ 14:09

    In der Tat eine gute Frage. Der Punkt ist halt, dass Thorium-Kraftwerke bisher vorwiegend experimentell sind (Indien baut gerade eines, Forschungsprogramme gibts aber auch anderswo). Ein „offizieller“ Umstieg des iranischen Atomprogrammes auf Thorium würde einer Verzögerung von vielen Jahren gleichkommen. Aber du hast recht, dass Thorium künftig die Alternative für jeden Staat wäre, der im Verdacht steht, Atomwaffen zu bauen.

  • By Hartmut Vogt, 9. Juli 2012 @ 13:15

    Der Abbbau von Uran-haltigen Erzen ist ziemlich ungesund.

    Das schwach strahlende Thorium – 232 fällt dagegen als Nebenprodukt bei der Förderung von Monaziten an, welche einige der heiß begehrten seltenen Erden u.a. Neodym enthalten.

    Wäre es nicht allein deshalb schon opportun, mehr Gehirnschmalz in die Entwicklung von modernen Thorium- Reaktoren zu investieren?

  • By Alexei, 8. August 2012 @ 12:45

    Ein Colloquium des Prof. Kun Chen über die Flüssigsalz Reactor Forschung in China.

    Es werde zwei unterschiedliche Herangensweisen in China verfolgt.
    Einmal der Thorium Flüssigsalz Reactor auf der eine Seite und anderseits ein Pebbel-Bed Reactor, der von Flüssigsalz gekühlt werden soll.
    Mr. Chen geht auch auf die Herausforderungen der Technologie ein sowie die Geschichte der Reactorforschung in China. Alles in einem ein sehenswerter Vortrag.

    http://www.ustream.tv/recorded/24525946

  • By Rainier, 14. Dezember 2012 @ 20:22

    Ein ganzes Haarbüschel in der Suppe des LFTR:

    http://www.wearethelinchpins.com/hyped-up-nuclear-wonder-fuel-not-so-wonderful-scientists-warn/

    Nach Nature-Artikel ist Thorium nicht wirklich proliferationsresistent

  • By Hayri Catakli, 9. Januar 2013 @ 16:51

    meiner Meinung nach, der Grund, warum man Uranforschung voran getrieben hat und nicht die Forschung mit dem Thorium, ist der Wunsch nach militärischem Übermacht, weil der Uran Plutonium abwirft, das wiederum den Bau von Atombomben möglich macht, im Gegensatz zum Thorium.

  • By eRBe, 5. November 2013 @ 18:07

    der Kugelhaufenreaktor war ein Thoriumreaktor. Die Technologie ist also verfügbar, erprobt und bewährt. Dass nur 30% der Kernenergie von Thorium beigetragen wurden (Wikipedia) lag an der Beimischung von Uran und Plutonium, was damals sehr fortschrittlich erschien, aber vom heutigen Standpunkt – weg von den Aktiniden – als Fehler erscheint.

  • By Matthias Meier, 5. November 2013 @ 19:10

    Klar – bloss gibt es natürlich mehrere verschiedene Thorium-Reaktordesigns. Der Flüssigsalz-Reaktor, den ich im Artikel vorgestellt habe, ist eine Möglichkeit, der Kugelhaufenreaktor eine andere. Die Designs sind nicht gleichwertig bzgl. Sicherheit, Aktinidenproduktion, Proliferationssicherheit etc – jeder dieser Punkte muss gegen die anderen abgewogen werden.

  • By Paul Boesch, 18. März 2014 @ 18:10

    wir brauchen keine grosskraft werke in den händen von wenigen…und fossile abhängikeit…und altlasten ob sie nun 300jahre oder mehr sich beruhigen..
    Dezentral-pro haus-fabrik – unternehmung..z.b Methanolkreislauf-Sonne-Wind..oder die baldige zum durchbruch kommende Energie aus schwarzem licht..bzw. Energie aus Wasserstoff Dr. Randell L. Mills (BlackLight Power) und ander die an ähnlichem arbeiten…(bestätigungen von Universitäten-Greenpeace-Forschungsdirektor Kert Davies comment“vorsichtig optimistisch“ technik mit Zukunft ( zu lesen in NET-Journal januar/Februar 2014…..also es gibt Ansätze die jetzt in eine andere Zukunft weisen….jedem sein Kraftwerk!!
    paulgrüsse

  • By Matthias Meier, 19. März 2014 @ 14:34

    Natürlich wäre es toll wenn Dinge wie „Blacklight Power“ aufgehen würden. Aber solche Berichte vom kurz bevorstehenden Durchbruch gab es schon immer und wird es immer geben – verlassen sollten wir uns nicht darauf. Es geht darum, angesichts der existierenden Möglichkeiten den vernünftigsten Plan zu fassen (ohne deswegen alternative Möglichkeiten zu vernachlässigen), und da sind Thoriumreaktoren sicher erwähnenswert. Gerade auch, weil sie die stetige, hohe, planbare Stromleistung erbringen, die Erneuerbare Energien eben nicht bieten. „Jedem sein Kraftwerk“ setzt z.B. voraus, dass auch jeder wirklich die finanziellen und logistischen Mittel hat, um für seine eigene Energieversorgung zu sorgen – das kann dazu führen, dass Armut eben auch Energiearmut bedeutet. Staatlich lizenzierte und kontrollierte Grosskraftwerke können der Aufgabe „sauberer, bezahlbarer Strom für alle“ besser nachkommen – und Thorium macht das viel besser als Kohle, und auch besser als Uran.

  • By Major Tom, 22. März 2014 @ 18:32

    Aufgrund der eskalierenden Smogprobleme in China soll bereits in 10 statt in 25 Jahren Thorium basierte Energieproduktion zum Einsatz kommen. Der deutlich verkürzte Zeitplan des Projekts wurde von Premier Li Kepiang zuletzt im Rahmen des gleichzeitig ausgerufenen „Krieges gegen die Umweltverschmutzung“ angekündigt. Nach Angaben des Branchenmagazins „Power Engineering International Magazine“ („PEi“) sollen zunächst aber noch herkömmliche Uranreaktoren gebaut werden.

    http://www.powerengineeringint.com/articles/2014/03/china-rushes-to-develop-thorium-power-potential.html
    http://blogs.telegraph.co.uk/finance/ambroseevans-pritchard/100026863/china-going-for-broke-on-thorium-nuclear-power-and-good-luck-to-them/

    MT

  • By Heinrich Malzer, 6. Juni 2014 @ 12:09

    diese Formulierung ist unseriös:
    Dazu kommt, dass sich mit der Elektrifizierung des Privatverkehrs in den nächsten Jahrzehnten (Umstieg auf Hybridautos, die in der nächsten Generation auch direkt an der Steckdose “aufgetankt” werden können) wird den Stromverbrauch förmlich explodieren lassen.
    Eine Berechnung auf Österreich bezogen:
    Stromprduktion in Österreich 70 TWh im Jahr

    5 Mio Kfz
    15.000 km pa
    15 kWh/100 km =0,15 kWh/km

    5.000.000 kfz * 15.000 km/pa * 0,15 kWh/km = 5*10E6 * 15*10E3 * 0,15 =
    =~ 11*10 E9 kWh = 11*10E6 MWh = 11 TWh

    Österreich ist strommäßig autark, dh Österreich kauft keinen Strom zu,
    der zusätzliche Strombedarf, wenn alle KFZ elektrisch fahren, würde sich etwa um 15% erhöhen, wenn das explodieren ist ????????????????

  • By Matthias Meier, 6. Juni 2014 @ 13:17

    @Heinrich Malzer: Ja das stimmt, ich habe die Formuliereung angepasst. Allerdings darf man nicht vergessen, dass viele Energiepläne eine Reduktion des Stromverbrauchs (Stichwort „Effizienzsteigerung“) beinhalten, womit der relative Anteil des Zusatzbedarfes durch Elektrofahrzeuge steigen würde. Wenn, sagen wir, der Stromverbrauch der Restwirtschaft auf ein Drittel reduziert würde, würden die Fahrzeuge wieder für eine 50%-ige Erhöhung des Bedarfs sorgen. Zudem sin diese Zahlen ein bisschen optimistisch: ich finde im Netz auch typische Fahrstrecken von 19’000 km/a und ca. 23 kWh/100 km (z.B., Tesla Modell S – sicher ein typischeres Modell für künftige E-Autos als ein kleiner City-Flitzer). Das macht dann gleich einen zusätzlichen Faktor 2 aus. Und mit dem Bevölkerungswachstum kommen natürlich auch weitere Fahrzeuge dazu.

    Trotzdem: „förmlich explodieren“ ist übertrieben. Danke für den Hinweis.

  • By UMa, 27. Juni 2014 @ 16:46

    „Österreich ist strommäßig autark, dh Österreich kauft keinen Strom zu“
    Das bezweifle ich.
    Strom in Österreich nach Angaben der IEA von April 13 bis März 14 (netto)
    Produktion 62.5 TWh
    Import 27.0 TWh
    Export 16.4 TWh
    Lieferung 73.1 TWh

    Neben PKW sind auch noch LKW zuberücksichtigen.
    „förmlich explodieren“ war trotzdem übertieben.

  • By Markus Rosbach, 1. Dezember 2014 @ 09:34

    Wieder eines der vielen Probleme:

    http://www.news.com.au/world/breaking-news/fire-shuts-down-belgian-nuclear-reactor/story-e6frfkui-1227140280044

    Dagegen haben wir neben dieser schon verfuegbaren Alternative noch tausend andere:

    http://gaia-energy.org/es-ist-soweit-mach-dich-energieautark/

    Es fehlt NICHT an technischen Loesungen, es fehlt an Menschen die sich fuer eine gute Idee einsetzen. Thorium, ein erster Schritt zur Verbesserung, ok, nun mal vorwaerts… gegen die Interessensgruppen, oel-industrie und Politiker. Wenn nicht jezt wann, wenn nicht Du, wer ?

  • By Matthias Meier, 1. Dezember 2014 @ 10:58

    Und – wurde jemand getötet oder verletzt? Ist Radioaktivität ausgetreten? Nein. Jedes Mal, wenn in einem AKW jemand auch nur einen Bleistift fallen lässt, findet sich eine Zeitung, die darüber berichtet. Bei einer einstürzenden Kohlegrube muss die Anzahl der Toten (oder Eingeschlossenen) schon zweistellig sein, damit sich jemand zu einer Randnotiz bemüssigt fühlt…

    Erst recht nicht werden wir das Energieproblem mit irgendeinem privat entwickelten „Perpetuum Mobile“ lösen. Um „Luft am Boden einzuleiten“, braucht man Druckluft, um gegen den Wasserdruck anzukommen. Druckluft ist nicht gratis (energetisch/finanziell). Das „Auftriebskraftwerk“ ist damit nichts anderes als eine Anlage, um gekaufte Druckluft relativ ineffizient in Strom zu verwandeln.

  • By Jakob Nielsen, 27. Januar 2015 @ 21:26

    Ich habe die Ausführungen von Kirk Soerensen über den vorgeschlagenen Thorium reaktor verforlgt. Mir sind allerdings ein Paar Punkte nicht ganz klar:
    – Was passiert mit dem Protactinium 233 wenn es aus dem Reaktor extrahiert wird? Is da nicht doch ein Schlupfloch für die Proliferation von waffenfähigem Material?
    – Lithium-Fluorid und Berylium-Fluorid muss doch korrosiv sein? Welches material kann diese Korrosion wiederstehen?
    – Bei Kirk Soerensen war auch die Rede von einer Zerfallsreihe, die mit Thalium 208 endet. Was es damit auf sich hat, habe ich auch nicht verstanden.

  • By Daniel Signer, 4. Februar 2015 @ 16:27

    Es wurden hier verschiedentlich wilde Spekulationen darüber angestellt, weshalb denn noch kein Thorium-Reaktor wirtschaftlich betrieben wird.
    Dabei ist der Grund dafür so simpel wie derjenige für die Existenz von Tintenstrahl- und Laserdruckern zu Schleuderpreisen.

    Womit wird denn dabei wirklich Geld verdient? Genau, mit dem Nachfüllprodukt, seien es Tonerkartuschen, Tintenpatronen oder eben Festkörper-Brennstäbe. Noch schlimmer als bei den Druckern gibt es bei den Brennstäben keinen Markt für Alternativanbieter. Die Brennstäbe werden für den jeweiligen Reaktor vom Hersteller desselben produziert. Preiserhöhungen müssen vom KKW-Betreiber bedingungslos geschluckt werden.

    Schlussfolgerung: Die bisherigen KKW-Hersteller wie z.B. Generel Electric, Westinghouse und andere werden sich einen Teufel scheren um sich dieses äusserst lukrative Geschäftsmodell selbst zu zerstören.

    Und noch ein weiteres Argument das in unsere heutige Zeit passt wie die Faust aufs Auge: Trotz massenhaft vorhandenen billigen Geldes der Nationalbanken legen die Geschäftsbanken dasselbe lieber wieder bei den Nationalbanken an, als sich auf ein aus ihrer Sicht unsicheres Geschäft wie z.B. die Finanzierung eines Thorium-Reaktors einzulassen. Vorher wird die x-tausendste Ölbohrplattform finanziert, der irgendwievielte herkömmliche Kernreaktor mitgetragen als dass etwas was sie nicht verstehen und womit sie keine Erfahrung haben, ihr Interesse wecken könnte.
    Banker sind m.M. mithin die phantasieloseste Spezies Mensch auf dem Planeten Erde die mir je untergekommen ist. Wirklich Neues werden sie nie unterstützen, ausser man kann ihnen „ihr Risiko“ zu mindestens(!) 100% absichern.

    Wäre ich mit den Mitteln eines Georg Soros oder eines anderen Vertreters der Gattung Milliardär gesegnet, ich wüsste schon welche Investition ich auch zum Wohle unserer Kinder und Enkel unternehmen würde.

  • By Holger, 19. Februar 2015 @ 22:26

    Wie viele Neutronen produziert denn ein von einem Neutron getroffenes U-233 bei der Spaltung im Durchschnitt? Um die Kettenreaktion am Laufen zu halten und neues U-233 zu produzieren, sind ja mindestens 2 Neutronen notwendig…

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