China steht offenbar kurz davor, mit dem Testbetrieb seines ersten nuklearen Thorium-Flüssigsalzreaktors zu beginnen. Erweist sich die Technologie als erfolgreich und gelingt es Forschern, sie in größerem Maßstab anwendbar zu machen, dann könnte sie eine neue Möglichkeit darstellen, mit Hilfe von Kernspaltung elektrischen Strom zu gewinnen. Die Reaktoren sollen dabei deutlich sichererer sein, als die Druck- und Leichtwasserreaktoren, die derzeit in Atomkraftwerken auf der Welt eingesetzt werden.

Wie das Magazin nature berichtet, sollten die Konstruktionsarbeiten am Reaktor in Wuwei am Rand der Wüste Gobi Ende August abgeschlossen worden sein. Für September seien bereits die ersten Testläufe geplant, zitiert das Fachmagazin die Provinzregierung von Gansu. Bei dem Reaktor besteht der Brennstoff aus Thorium, einem radioaktiven Element, das wie Uran in der Natur vorkommt, allerdings in sehr viel größeren Mengen. Es fällt unter anderem als Abfall bei der Förderung von seltenen Erden an, die für die Herstellung von Mobiltelefonen benötigt werden.

Der Thoriumbrennstoff ist in flüssigem Salz gelöst, dass als Kühlungsmittel, Moderator und Medium für die Spaltung wirkt. Von der Hitze des nuklearen Zerfalls wird es flüssig gehalten. Der Reaktor operiert bei Temperaturen zwischen 500 und 1.000 Grad Celsius. In einem Wärmetauscher erhitzt das Salz Wasser, dessen Dampf eine Turbine antreibt.

Im Gegensatz zu den bisher üblichen Leichtwasserreaktoren kommt der Wasserkreislauf hier nicht in Berührung mit dem spaltbaren Material. Das vermindere das Risiko, dass bei einer Überhitzung explosiver Wasserstoff entsteht, wie im japanischen Fukushima, so der Bericht.

Außerdem führe eine Überhitzung zu einer Vergrößerung des Salzvolumens, wodurch das Salz wieder kühler werde. Im Unglücksfall würde in Notfalltanks abfließendes Salz rasch kalt und hart, was die nukleare Kettenreaktion abwürgen soll. Eine Kernschmelze wie in Tschernobyl oder Gasexplosionen wie in Fukushima gelten bei diesem Reaktordesign als extrem unwahrscheinlich.

Das Kraftwerk Hamm: Auf dem Kraftwerksgelände befand sich zwischen 1983 und 1989 ein Reaktor, der ebenfalls Thorium als Brennstoff verwendete. Allerdings scheiterte das Projekt und musste nach Störfällen aufgegeben werden. Es gilt heute als Fehlentwicklung (Archivbild). Bildrechte: imago/Marius Schwarz

Entwickelt wurde das Prinzip bereits in den 1950er- und 1960erJahren im Oack Ridge National Laboratory in den USA. Probleme waren damals einerseits gasförmiges Tritium, das aus dem Reaktor entweichen konnte und andererseits durch Korrosion beschädigte Reaktorteile, so ein Bericht des wissenschaftlichen Diensts des Bundestags. Das flüssige Salz hatte die Werkstoffe angegriffen, aus denen der Reaktor bestand.

Ein anderes Problem betrifft den Abfall: Der strahle wahrscheinlich nicht so lang, nur ein paar hundert Jahre, so der wissenschaftliche Dienst. Allerdings werde wahrscheinlich deutlich stärkere Gammastrahlung abgegeben, weshalb der Abfall schwieriger zu transportieren und zu lagern sei.

Auch die chinesischen Forscher stehen noch vor hohen Hürden. Es könne Jahre dauern, bevor der Reaktor seine volle Kapazität erreiche. Er ist zunächst nur auf zwei Megawatt thermische Leistung ausgelegt, das reicht für die Stromversorgung von etwa 1000 Haushalten. Funktioniert das Prinzip, will China eine größere Version bauen, die dann auf 373 Megawatt Leistung kommen soll. Bis zum kommerziellen Einsatz könnten aber noch einige Jahrzehnte vergehen. Dann aber könnte die Technologie ein Weg sein, im großen Maßstab Strom zu erzeugen ohne das Abfallprodukt CO2.

(ens)

• Mallapaty: China prepares to test thorium-fuelled nuclear reactor, nature
• Wissenschaftliche Dienste Deutscher Bundestag: Thorium - Flüssigsalzreaktoren, Sicherheitsaspekte