Ich rede gerne und oft über Atomkraft. Das Neue ist, dass die Leute mir zuhören. Atomkraft ist kein Tabuthema mehr, auch nicht in Deutschland.
Das erste Kernkraftwerk wurde 1954 in der damaligen Sowjetunion in Betrieb genommen. In den nächsten 50 Jahren nahm die von Kernkraftwerken erzeugte Energie weltweit stetig zu. Der Unfall von Tschernobyl 1986 hat daran nichts geändert. Vor 20 Jahren wurde jedoch der Bau eingestellt. Viele Nationen, darunter Deutschland und Japan, haben den Unfall von Fukushima 2011 zum Anlass genommen, Kernkraftwerke abzuschalten. Die weltweite Energieerzeugung aus Atomkraft ist stark zurückgegangen.
In den letzten Jahren hat sich der Kampf gewendet. Die Energie, die durch die Spaltung von Kernkraftwerken auf der ganzen Welt erzeugt wird, ist auf das Niveau vor Fukushima zurückgekehrt. Die Internationale Energieagentur erwartet, dass die Stromerzeugung aus Atomkraft bis 2050 um mindestens 20 Prozent, möglicherweise sogar 100 Prozent steigen wird. 55 neue Kernkraftwerke befinden sich derzeit im Bau, hauptsächlich in China und Indien. Japan hat seine Kernkraftwerke wieder angeschaltet. Dass Atomkraft zwar keine gute Lösung ist, um zuverlässig und klimaneutral Energie zu erzeugen, aber immer noch besser als Kohle, ist den Deutschen nur ungern bewusst.
Neue Investition in die Forschung
Weiterentwicklung der erneuerbaren Kernenergietechnologie. Gegenwärtig verwenden die am häufigsten konstruierten Kernkraftwerke Brennstäbe mit angereichertem Uran. Aber auch Kernkraftwerke können mit Thorium betrieben werden, und es kann in Form von flüssigem Salz verwendet werden. Thorium kommt in der Erdkruste häufiger vor als Uran, und das Endprodukt der Spaltung ist schwieriger in eine Atomwaffe umzuwandeln. Diese Idee klingt gut und ist nicht neu, wird aber noch wenig genutzt, auch weil flüssige Salze stark ätzend und damit schwer zu handhaben sind. Ein Testreaktor, der im November 2021 in China in Betrieb ging, soll Klarheit bringen.
Gleichzeitig entwickeln viele Unternehmen und Forschungsinstitute kleine modulare Reaktoren. Diese Reaktoren sollten zentral aufgebaut und klein genug sein, um per LKW transportiert zu werden. Dadurch soll der Bau von Kernkraftwerken billiger und einfacher werden. Ob es wirklich billig wird, ist nicht klar, denn der Prototyp dieser Reaktoren erfordert zunächst einen hohen Forschungsaufwand.
Ein weiterer Nachteil kleiner Reaktoren ist, dass aufgrund des kompakten Formats mehr radioaktiver Abfall pro Energie produziert wird. Aufgrund des kleinen Reaktorraums laufen auch Kernreaktionen etwas anders ab. Laut einer Studie von Forschern der Stanford University bedeutet dies, dass Abfälle aus modularen Reaktoren etwas radioaktiver sind als aus größeren Reaktoren.
Bisher haben die Vereinigten Staaten, Russland, China, Japan, Kanada, das Vereinigte Königreich und Südkorea in diese modularen Reaktoren investiert. Die Vereinigten Staaten und Japan haben zugesagt, Ghana beim Bau kleiner Reaktoren zu helfen. Die meisten dieser Projekte verwenden derzeit Uran als Brennstoff, einige verwenden jedoch auch Thorium.
John Kerry, der US-Sondergesandte für Klima, kündigte den Kooperationsplan mit der Ukraine auf der COP2022-Konferenz am 27. November an. In kleinen, modularen Reaktoren wird Wasserstoff produziert, der dann als Brennstoff verwendet werden kann.
Auch “schnelle” Reaktoren werden umgebaut. Sie werden so genannt, weil die Kernspaltung durch schnelle Neutronen ausgelöst wird. Diese Technologie ist nicht neu, wird aber inzwischen vermehrt erprobt, zum Beispiel in Kanada, wo zwei schnelle Reaktoren im Bau sind. Diese Reaktoren hatten in der Vergangenheit einen schlechten Ruf, weil sie störanfällig sind. Jetzt hoffen wir, dass die vorherigen Probleme behoben werden.
Schnelle Reaktoren können noch Energie aus den abgebrannten Brennelementen konventioneller Uranreaktoren gewinnen und so die Menge an langzeitradioaktivem Abfall reduzieren. In Russland versuchen Wissenschaftler auch neue Wege, um Uran-Brennstäbe mehrfach wiederzuverwenden. Sie testen eine Mischung aus Uran und Plutonium namens Remix, die derzeit fünfmal wiederverwendet werden kann.
Finnlands erstes unterirdisches Endlager für Atommüll wird dieses Jahr in Betrieb gehen. Zu diesem Zweck wurden detaillierte Computermodelle der Tunnel entwickelt, einschließlich geologischer Stabilität und Grundwasserströmung. Weitere Stores sind in Schweden, Frankreich und den USA geplant. Mögliche Standorte für solche Lager wurden in Kanada und Großbritannien identifiziert.
Kernfusion ist auch ein Problem
Nicht nur nukleare Mode, sondern auch als klimafreundliche Art der Energiegewinnung stößt in letzter Zeit auf Interesse. Auch die Kernfusion nimmt wieder Fahrt auf. Viele Unternehmen, darunter das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten, erforschen neue Wege zur Energiegewinnung aus der Verschmelzung von Atomen.
Traditionell wird versucht, ein heißes Plasma mit starken Magnetfeldern in einem ringförmigen „Tokamak“ zu fusionieren. Normalerweise werden schwere Wasserstoffisotope zu Helium kombiniert, ein Prozess, der in der Sonne stattfindet. Künstliche Intelligenz wird verwendet, um Plasmaturbulenzen in diesen Tokamaks zu kontrollieren.
An der Fusionsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald wird eine weitere geometrische Anordnung von Magnetfeldern getestet, die das Plasma hält: der sogenannte Stellarator.
Eine neue Idee ist es, eine Kernfusion zu erreichen, indem ein Laser auf einen kleinen Brennstoffbehälter geschossen wird. Diese Technologie wird von der Firma First Light Fusion in der Nähe von Oxford, UK, verfolgt. Auch die britische Regierung hat in ein neues Tok Mak investiert, das bis 2040 fertiggestellt werden soll.
Ich habe vor 15 Jahren über die Rückkehr der Atomkraft geschrieben. Es ist wahrscheinlich schon eine Weile her. Aber jetzt.
