Laufwellenreaktoren (englisch traveling-wave reactors, TWR) sind für die Verwendung von abgereichertem Uran-238 als Brennstoff ausgelegt . TWR erzeugen 80% weniger radioaktiven Müll (pro Masseneinheit) als konventionelle Reaktoren .
Noch spannender ist, dass TWRs im Prinzip abgebrannten Kernbrennstoff wiederaufbereiten könnten . Allerdings sind dafür noch erhebliche Fortschritte in der Forschung erforderlich .
Der Schlüsselgedanke hinter diesen Reaktoren ist, dass sie ihren eigenen Brennstoff herstellen . Dies kann wie folgt aussehen :
Hier fangen wir mit U-238 an, das alleine keine normalen Atomreaktoren antreiben kann. Durch Hinzufügen eines Neutrons, verwandeln wir es in U-239. U-239 zerfällt schnell und wird zu Plutonium-239, einem weiteren radioaktiven Material. Dies ist es, was dann die Kernspaltungsreaktionen antreibt und die Wärme erzeugt, die schließlich zu der Energie wird, die wir aus dem Reaktor gewinnen . All dies geschieht innerhalb des Reaktors!
Wie alle anderen modernen Reaktoren würden die TWR bei einem Stromausfall abgeschaltet, d. h. sie würden nicht explodieren .
Die Arbeit an TWRs läuft seit Jahrzehnten - erfolglos . Aber nach Jahren von Computersimulationen und Design-Iterationen, glaubt eine Firma namens Terrapower (hauptsächlich von Bill Gates finanziert), dass sie einen stabilen Langzeitbetrieb erreichen können .
Ihr Prototyp sollte 2022 einsatzbereit sein, aber politische Spannungen zwischen den USA und China führten dazu, dass der Bau 2018 eingestellt wurde . Wir werden sehen, wie es weitergeht.
Was sollten wir tun?
Kleine modulare Reaktoren (SMRs) und konventionelle Reaktoren sind bereits verfügbar . Sie könnten Kohle für die Grundlaststromerzeugung mit nahezu Null CO₂ Emissionen ersetzen. Wie im letzten Kapitel dargelegt, sind moderne Kernreaktoren extrem sicher und verursachen keine Explosionen . Zwar ist Atommüll schlecht, aber wir müssen dies mit den CO₂-Emissionen und anderen Verschmutzungen vergleichen, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen.
Gleichzeitig sollten die Regierungen den Unternehmen erlauben, fortgeschrittene Kernreaktoren in einem viel schnelleren Tempo zu testen .
Wenn du mehr über fortgeschrittene Kernkraft erfahren möchtest, schau dir einige der Konzepte an, die wir in diesem Kapitel nicht diskutiert haben:
- Thoriumnutzung: Anstelle von Uranium-235 wird ein Element namens Thorium als Brennstoff verwendet .
- Andere Kühlmittel: Anstelle von Wasser oder geschmolzenem Salz können wir Gas oder flüssige Metalle verwenden .
- Reaktoren ohne Moderatoren: Schnelle Brüter können direkt mit schnellen Neutronen arbeiten (heutige Konstruktionen müssen einen Moderator verwenden, um die Neutronen abzubremsen, wie im letzten Kapitel besprochen). Konventionelle Reaktoren müssen die Neutronen verlangsamen, damit sie U-235 spalten können.
Nun zu den regenerativen Energien!
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