Kernkraftwerke, die keinen Atommüll abwerfen? Konstruktionen, bei denen die Gefahr einer Kernschmelze wie einst in Tschernobyl ausgeschlossen ist? Eine Generation von Reaktoren also, die garantiert harmlos sind? China, die USA und die Euratom entwickeln neue Konzepte – Deutschland beteiligt sich nicht.

Bestand der konventionellen Kernkraftwerke in Europa - mit einer Technik, deren Funktionsprinzip seit über 50 Jahren unverändert blieb. Sicherere, moderne Verfahren, bei weniger At

Bestand der konventionellen Kernkraftwerke in Europa - mit einer Technik, deren Funktionsprinzip seit über 50 Jahren unverändert blieb. Sicherere, moderne Verfahren, bei weniger At ... ommüll könnten die Welt und diese Karte verändern.

Bestand der konventionellen Kernkraftwerke in Europa - mit einer Technik, deren Funktionsprinzip seit über 50 Jahren unverändert blieb. Sicherere, moderne Verfahren, bei weniger At ... ommüll könnten die Welt und diese Karte verändern.

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Alternative Atomkraft – das ist die Idee, die immer mehr Länder auf der Welt verfolgen. Mit der Forschung an Konstruktionen, mit denen selbst beim größten anzunehmenden Unfall (GAU) der Kern nicht schmelzen kann wie einst in Tschernobyl. Oder an Meilern, die Strom, aber keinen Atommüll abwerfen. Im Visier haben die Experten sogar eine Methode, mit der die Jahrtausende dauernde Strahlung abgebrannter Kernbrennstäbe auf ein paar Jahre verkürzt werden kann.

Die Entwicklung neuer Konzepte hat mittlerweile in allen großen Industrienationen Fahrt aufgenommen – mit Ausnahme von Deutschland. Dabei waren die Deutschen noch vor wenigen Jahren führend an der Forschung beteiligt, mit Pilotprojekten und Versuchsreaktoren.







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Im Jahr 2001, ein Jahr, bevor das deutsche Gesetz zum Ausstieg aus der Atomenergie beschlossen wurde, hat sich der internationale Forschungsverband mit dem etwas gestelzten Titel „Generation IV International Forum“ (GIF) gegründet. Seit 2006 sind daran die wirtschaftlich bedeutendsten Länder beteiligt: Argentinien, Brasilien, China, Frankreich, Großbritannien, Japan, Kanada, Russland, Schweiz, Südafrika, Südkorea, die USA sowie die Europäische Atomgemeinschaft (Euratom).

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Koordiniert wird der Verbund von der Regierung der USA. Der Name „Generation IV“ dieses internationalen Forschungsverbundes deutet den Arbeitsauftrag an: Es geht um die Entwicklung einer völlig neuen Generation von Kernkraftwerken, die von vornherein die bisherigen drei großen Nachteile dieser Energie umschiffen soll: die Gefahr einer Kernschmelze, die Produktion von atomwaffentauglichem Material sowie das Anwachsen der Berge von sehr lange strahlendem Atommüll, für die weltweit noch kein Endlager bereitsteht.





Auch wenn wir diese Risiken geradezu untrennbar mit dem Betrieb von Atommeilern in Verbindung bringen, so lassen sie sich doch durch einige der neuartigen Kraftwerkstypen bauartbedingt ausschließen – bei Bewahrung der Vorteile: Uranlagerstätten, die länger als die Öl- und Gasreserven reichen und die einen Brennstoff liefern, der sich in Atomkraftwerken nahezu frei von CO 2 -Emissionen in Strom verwandeln lässt.



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Manch eine Entwicklungslinie, die die GIF-Forscher nun beraten, könnte Déjà-vu-Effekte auslösen bei den deutschen Experten, die von den neuerlichen weltweiten Planungen ausgeschlossen sind. Der Hochtemperaturreaktor beispielsweise, hin und wieder auch als „Kugelhaufenreaktor“ bezeichnet. Ein Prototyp davon lieferte Mitte der 80er-Jahre im westfälischen Hamm-Uentrop Strom, damals als weit sichtbare Landmarke, die jeden, der auf der Autobahn A2 in Richtung Ruhrgebiet fuhr, vom Horizont her grüßte. Doch die zwei wuchtigsten Kühltürme der Republik sind wie eine Fata Morgana längst aus der Landschaft verschwunden – als Opfer des Schicksalsjahres der Atomkraft 1986.





Nachdem im April jenes Jahres der Reaktor in Tschernobyl im Anschluss an eine Kernschmelze in die Luft geflogen war, kehrten sich der gesellschaftliche und anschließend der politische Wind gegen die Kernkraft in Deutschland. 1989 wurde der Hochtemperaturreaktor stillgelegt und abgerissen – obwohl gerade bei seiner Funktionsweise die Kernschmelze ausgeschlossen ist. Die atomare Kettenreaktion könnte bei Zwischenfällen nie in Eigendynamik außer Kontrolle geraten, sie würde im Falle einer Störung lediglich zum Stillstand kommen. Deshalb gehört der Hochtemperaturreaktor zu den Hoffnungsträgern der GIF-Forscher. Erst im vergangenen September stellte die US-Regierung 40 Millionen Dollar bereit, um die Chancen dieser Technologie auszuloten.







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Anders als in herkömmlichen Leichtwasserreaktoren arbeitet das System nicht mit Wasser als Moderator und als Kühlmaterial. Grafitkugeln sind es, die den Uranbrennstoff während des Hitze spendenden Spaltvorganges im Reaktor in Position halten. Und zwischen ihnen hindurch weht Helium-Gas zur Kühlung, das dabei seinerseits auf 950 oder sogar auf 1000 Grad aufgeheizt wird und anschließend, mit dieser Energie geladen, Turbinen in Gang setzt. Anders als Wasser kann Helium dabei nicht nennenswert atomar kontaminiert werden.





Der größere Vorteil: Steigende Temperaturen sorgen in diesem Reaktor dafür, dass das Uran seine Kernspaltung nicht steigert, sondern vermindert – ein GAU wird so ausgeschlossen. Ein weiterer Vorzug: Der Hochtemperaturreaktor kann sich seinen Uran-Brennstoff zum Teil während des Reaktorprozesses aus Thorium „erbrüten“ – einem radioaktiven Metall, das im Vergleich zu Uran in vielfachen Mengen in allen Erdteilen abgebaut werden kann und obendrein ein Vielfaches an Energieeffizienz liefert.

Die Erfahrungen aus dem Betrieb des Prototyps in Hamm-Uentrop zeigen den GIF-Experten freilich noch erheblichen Forschungsbedarf auf. Der Betrieb stockte bisweilen, weil die Grafitkugeln, in die der Uranbrennstoff eingelassen war, brachen. Außerdem müsste der Kernbrennstoff in erheblich größeren Anteilen als bisher abgebrannt werden, weil es Probleme mit der Wiederaufarbeitung der Kugelelemente gibt. Entsprechende Forschungen wären lukrativ, denn es lockt nichts Geringeres als ein gegen alle GAU-Gefahren gefeites Atomkraftwerk.

Das Problem, zu viel Atommüll zu produzieren, der obendrein nicht aufzuarbeiten wäre, könnte eine andere Reaktorlinie lösen. Sie kommt ganz ohne Moderatoren aus, die den Spaltprozess dämpfen: die Schnellen Neutronen-Reaktoren, die entweder mit Natrium, Gas oder flüssigem Blei gekühlt werden. Bei ihnen fliegen freie Neutronen in so hoher Anzahl durch den Reaktorkern, dass dadurch bereits bestehender Atommüll aus anderen Kraftwerken gleichsam verbrannt und so zu einem großen Teil als Problem aus der Welt geschafft werden kann – wie auch die Mengen von Uran und Plutonium aus dem Waffenarsenal der Atommächte.







Auch hier hatte ein verwandtes Reaktorenkonzept in Deutschland als Prototyp in Betrieb gehen sollen: der Schnelle Brüter in Kalkar. Die Planungen für ihn begannen, als mit den Ölkrisen der 70er-Jahre die Angst vor der Abhängigkeit von ausländischen Energierohstoffen wuchs. Der Reaktor in Kalkar sollte im laufenden Betrieb mehr Brennstoff herstellen können, als man in ihn hineingesteckt hätte. Doch auch er wurde in den 80er-Jahren, vor seiner Fertigstellung noch, ein Opfer der Atomangst nach der Katastrophe von Tschernobyl.

Die Vorbehalte gegenüber dieser Technik nährten sich allerdings auch daraus, dass er mehr noch als andere Kernkraftwerke darauf ausgelegt war, aus Uran einen berüchtigten Stoff zu erbrüten: Plutonium – der Stoff, der Atombomben so gefährlich macht und der jeden Staat, in dessen Hände er fällt, in die Lage versetzt, sie auch zu bauen.

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Schnelle Reaktoren, Brütertechnologie – diese Forschungsrichtung ist dennoch zukunftsweisend und förderlich für die Atomsicherheit, weil sie dazu dienen könnte, das Problem jenes Atommülls zu lösen, der noch auf unabsehbare Zeiten gefährliche Strahlung abgibt. Transmutation heißt das Zauberwort – eine Technik, mit der ein chemisches Element in ein anderes verwandelt wird; ein Unterfangen, das im großen Stil nur kosmische Kräfte bewerkstelligen, das allenfalls funktionierte im Traum jener Alchemisten der frühen Neuzeit, die mit dem „Stein der Weisen“ das 79.Element im Periodensystem herstellen wollten: Gold.





Heute geht es bei der Transmutation darum, lange strahlenden Atommüll in solchen umzuwandeln, der nach wenigen Jahren schon alle Gefährlichkeit verloren hat. In kleinen Versuchsanordnungen funktioniert es bereits, durch Neutronenbeschuss in Teilchenbeschleunigeranlagen, allerdings mit enormem Energieaufwand. Es könnte aber auch in Anlagen funktionieren, die durch diesen Prozess sogar Strom produzieren.







Dies freilich wird hierzulande nicht funktionieren, jedenfalls nicht nach bestehender Gesetzeslage, obwohl der Atommüll gerade in Deutschland als eines der größten Umweltprobleme angesehen wird. Eine Anlage zur Transmutation, die Strom erzeugt, würde als Atomkraftwerk angesehen, was nach dem deutschen Ausstiegsbeschluss nicht einmal erforscht werden darf.





Den neugierigen Experten am Forschungszentrum Karlsruhe, die dies in Gedankenspielen gern mal durchexerzieren, sind da die Hände gebunden. All dies wird dem GIF-Verbund überlassen bleiben, bei dem man bereits darüber nachdenkt, im niederländischen Petten in den nächsten Jahren eine Pilotanlage zu errichten.