Thorium - Atomkraft ohne Risiko; aus politisch-kriegerschen Gründen versagt

Die Sicherheit eines MSR wird also durch die Gesetze der Physik gewährleistet, nicht durch Sicherheitseinrichtungen, die zerstört oder ausgeschaltet werden können oder ganz einfach ausfallen.

Thorium-Flüssigsalzreaktor: Nie gehört? Kein Wunder, seit 70 Jahren wird die Technologie von der Nuklearindustrie totgeschwiegen. Dabei könnte Thorium - kein Atommüll, kaum Risiko - die Energieproduktion komplett revolutionieren. "Thema" fragt, warum Kernkraft aus Thorium 1945 eine technologische Totgeburt war und warum es plötzlich doch der Brennstoff der Zukunft sein soll.

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Flüssigsalzreaktor und Sicherheit

Übliche Leichtwasserreaktoren (LWR) arbeiten unter hohen Drücken: 155 bar bei den in Frankreich gängigen Druckwasserreaktoren, 75 bar bei Siedewasserreaktoren, die einen Teil des deutschen und Schweizer Reaktorparks bilden. Dieser Druck ist nötig, um das Wasser des Kühlsystems in flüssigem Zustand zu halten, das im Reaktor über 300° C heiß wird: Ohne diesen Druck würde das Wasser seinen Siedepunkt bei 100° C erreichen und die sich bildenden Dampfblasen würden zu „Sprüngen“, also Unterbrechungen in der Kühlung des Reaktors führen.

Die Flüssigsalze in einem MSR werden nicht bis zu ihrem Siedepunkt erhitzt, der bei rund 1800° C liegt, der Reaktor arbeitet bei ca. 750°C. Entsprechend muss kein Druck angelegt werden: die Belastung des Materials ist deutlich geringer.

Bei einem Störfall verhält sich ein MSR ganz anders als ein LWR:

- Da der MSR nicht unter Druck steht, ist seine Struktur viel weniger anfällig. Und da geschmolzenes Salz und kein Wasser zirkuliert, ist das Risiko von Dampfexplosionen wie in Tschernobyl ausgeschlossen.

- In allen Reaktoren sind die Spaltprodukte die Substanzen im Brennstoff, die die höchste Radioaktivität aufweisen. In einem LWR können, wenn es beim Störfall zu Explosionen kommt wie in Tschernobyl und Fukushima, Spaltprodukte wie Cäsium 137 und Jod 131 in die Atmosphäre geschleudert werden und die Umwelt kontaminieren. Durch das kontinuierliche Recycling des Brennstoffs in einem MSR ist die Menge von Spaltprodukten zum Unfallzeitpunkt gering.

- Wenn in einem LWR die Brennstabhüllen brechen, werden die Spaltprodukte freigesetzt. In einem MSR sind die im Reaktorkern vorhandenen Spaltprodukte eng an das Salz gebunden durch die chemischen Eigenschaften dieses Salzes. Selbst bei sehr hoher Temperatur bleiben die Schadstoffe im Salz „gefangen“ und gelangen nicht in die Atmosphäre.

- Das Salz/Brennstoffgemisch erstarrt, sobald die Temperatur unter 600°C fällt: sollte bei einem Unfall etwas von diesem Gemisch den Reaktorbehälter verlassen, würde es sofort zu einer festen Masse, in der spaltbares Material und Abfallstoffe eingeschlossen blieben. Eventuelle Ausfälle im Rest des Kraftwerks würde diese Salzbarriere, die die Schadstoffe einschließt, nicht beeinträchtigen.

Da diese Salze kaum mit der Luft reagieren und nur schlecht wasserlöslich sind, besteht auch keine Brand- oder Explosionsgefahr. Selbst im Fall einer gezielten Zerstörung des Reaktorbehälters (Bombenangriff, Attentat) wäre die radioaktive Strahlung im Vergleich zu der bei einem Unfall in einem Reaktor mit festem Kernbrennstoff sehr gering.

Ein Reaktor der Physiker

Flüssigsalzreaktoren werden oft als „Reaktoren der Physiker“ bezeichnet: Ihr Sicherheitssystem gehorcht den Gesetzen der Physik und bedarf keiner komplexen zusätzlichen Einrichtungen.

In den uns bekannten Reaktoren werden die Sicherheitseinrichtungen mit Strom versorgt. Als in Fukushima ein Tsunami die Stromversorgung unterbrochen und die Notstrom-Dieselgeneratoren überschwemmt hatte, blieben die Pumpen, die das Kühlwasser des Reaktors in Bewegung halten sollten, einfach stehen. Das führte zu einer Überhitzung des Reaktors und schließlich zu einer Explosion.

Wenn in einem LWR plötzlich das Kühlwasser fehlt, kann man auch nicht einfach den Kernbrennstoff herausholen, damit er sich nicht weiter erhitzt: Die Entfernung der Brennelemente ist eine aufwändige, komplexe Aktion, die nicht eben einmal schnell durchgeführt werden kann.

Aus einem MSR kann man den Brennstoff jederzeit entfernen, denn er liegt in flüssiger Form vor. Unten im Reaktorbehälter befindet sich immer ein „Pfropfen“ aus Salz, das durch ein Kühlsystem in festem Zustand gehalten wird. Bei einem Stromausfall stoppt dieses Kühlsystem, die Temperatur des Reaktors bringt den Pfropfen zum Schmelzen, und der Brennstoff fließt von selbst durch die natürlich Schwerkraft ab in einen tiefer gelegenen Auffangbehälter.

Dieses Auffangreservoir, im Englischen „drain tank“ genannt, hat eine ganz andere Form als der Reaktor: Das Salz fließt darin in die Breite. Dadurch wird die natürliche Abkühlung beschleunigt und die Kerne des spaltbaren Materials werden noch dazu so weit von einander entfernt, dass die nukleare Kettenreaktion unterbrochen wird. Der Spaltprozess hört von selber auf, während das Salz auskühlt. Man nennt das ein passives Sicherheitssystem, das weder eine Versorgung mit elektrischem Strom noch ein Eingreifen durch den Menschen erfordert: Es beruht ganz einfach auf den Gesetzen der Schwerkraft und auf denen der Thermodynamik und der Neutronenphysik.

Und noch ein Beispiel: der gefürchtetste Zwischenfall in einem LWR ist die so genannte Kernschmelze. Beim Schmelzen bildet der Brennstoff eine kompakte Masse. Das Wasser, das ihn kühlen soll, kann nicht mehr zwischen den Brennstabbündeln zirkulieren, sondern nur noch um diese Masse herum. Außerdem kompaktiert die Schmelze den Kernbrennstoff, der dadurch konzentriert wird. Diese höhere Dichte beschleunigt die Kettenreaktion, und damit den Temperaturanstieg.

In einem MSR ist der Kern ja bereits geschmolzen. Das spaltbare Material im Reaktorkern ist von vornherein am Punkt seiner höchsten Konzentration, man kann es nicht noch weiter verdichten und so einen kritischen Zustand herbeiführen, also eine unkontrollierte Kettenreaktion.

Dass der Brennstoff in flüssiger Form vorliegt, hat noch einen weiteren großen Vorteil: Der Reaktor kann nicht „durchgehen“, wie in Tschernobyl geschehen. Bei dem Unfall in dem ukrainischen Reaktor ist dieser in einen Teufelskreis eingetreten: Je höher die Temperatur stieg, desto schneller lief die nukleare Kettenreaktion ab, was wiederum die Temperatur nach oben trieb und so weiter.

Dank des geschmolzenen Salzes ist ein solcher Teufelskreis beim MSR nicht möglich, im Gegenteil: Je höher die Temperatur steigt, desto mehr dehnt sich das Salz aus, desto weniger ist also das spaltbare Material konzentriert und desto schwerer ist es für die Kettenreaktion, in Gang zu bleiben. Ein Temperaturpeak führt daher in einem MST zur Unterbrechung der Kettenreaktion.


Auch hier sind es wieder die Gesetze der Physik, die für die Stabilität eines MSR sorgen. Daher braucht es auch keine Steuerstäbe, um einen MSR herunterzufahren: ganz einfach, weil er sich sofort von selbst abschalten würde, wenn es zu einer Überhitzung käme.

Die Sicherheit eines MSR wird also durch die Gesetze der Physik gewährleistet, nicht durch Sicherheitseinrichtungen, die zerstört oder ausgeschaltet werden können oder ganz einfach ausfallen.

http://future.arte.tv/de/fluessigsalzreaktor-und-sicherheit