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Kernkraftwerke

Atom-Generation 4.0 im Visier

Die vierte Generation von Atomkraftwerken soll sicherer sein und weniger radioaktiven Müll produzieren.

Atom-Generation 4.0 im Visier Atom-Generation 4.0 im Visier
energlobe.de, Denny Rosenthal

Deutsche Atomkraftwerke erzeugen mit einem Kilo Uran etwa 40 Megawattstunden Strom. Sie nutzen aber nur etwa drei Prozent des Brennmaterials. Die derzeit von Wissenschaftlern entwickelte vierte Generation soll weitaus effizienter sein: „Die neuen Reaktoren haben eine bis zu 50 Mal höhere Brennstoffausbeute aus der selben Menge an eingesetztem Uran“, erläutert Joachim Knebel, Programmleiter für Nukleare Sicherheitsforschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Seit Anfang der fünfziger Jahre gibt es kommerzielle Kernreaktoren zur Stromerzeugung. Die derzeit in Deutschland betriebenen Kraftwerke wurden in den Siebzigern gebaut und gehören der zweiten Generation an. Weltweit werden 436 dieser Kraftwerke in 31 Ländern vor allem zur Sicherung der Grundlast eingesetzt; sie liefern 15 Prozent der globalen Stromversorgung. Dabei handelt es sich überwiegend um Druck- und Siedewasserreaktoren. Die 50 Kraftwerke, die sich derzeit unter anderem in Frankreich, Finnland, Russland und Japan sowie Südkorea, China und Indien im Bau befinden, sind deren technologische Nachfolger. Gleichzeitig sind Ingenieure auf der ganzen Welt damit beschäftigt, die vierte Generation zu entwickeln.

Der geschlossene Brennstoffkreislauf

Ein internationales Konsortium aus 13 Ländern treibt federführend die Forschungsanstrengungen voran – auch Deutschland ist trotz beschlossenen Atomausstiegs über die European Atomic Energy Community (Euratom) daran beteiligt. Das Forum wählte aus über 130 Konzepten sechs aus, die sich durch das Neutronenspektrum und die Art der Kühlung unterscheiden. Nach Ansicht der Kernphysiker verspricht die Neuerung eine Verbesserung in vier Punkten zu sein: besserer Schutz für die Umwelt bei einer Störung, weniger radioaktiver Abfall sowie eine höhere Wirtschaftlichkeit der Anlagen und ein vermindertes Risiko, das Brennmaterial für Atomwaffen nutzbar zu machen.

Wie sicher sind die neuen Reaktoren?

Um einen fast geschlossener Brennstoffkreislauf zu erhalten, müssten neben Leichtwasserreaktoren sogenannte schnelle Reaktoren der vierten Generation eingesetzt werden. In diesen Anlagen soll der radioaktive Abfall aus den Leichtwasserreaktoren verbrannt werden. Gekühlt werden die schnellen Reaktoren mit Flüssigmetall. „Augenblicklich haben bei der Entwicklung die natriumgekühlten Anlagen die Nase vorn, vor Blei und Helium“, erklärt Knebel.

Nach Aussagen von Experten ist es aber schwierig, den neuen Anlagen allgemein eine höhere Sicherheit zu bescheinigen: „Ein neues System ist weit weniger gut bekannt als eines, das bereits seit über 30 Jahren erfolgreich läuft“, erläutert Thomas Schulenberg, Leiter des Instituts für Kern- und Energietechnik am KIT. Auch der US-Wissenschaftler Edwin Lyman vom Zusammenschluss „Union of Concerned Scientists“, der seit vier Jahrzehnten Reaktoren evaluiert, schlägt in die selbe Kerbe. „Je entfernter die Anlage vom derzeitigen Stand der Erfahrungen und Anwendungen, desto höher sind auch die Unsicherheiten.“

Akzeptanz der Kernenergie

Die in Zukunft weltweit steigende Energienachfrage und die CO2-neutrale Stromproduktion sind die Argumente der Kernenergie-Befürworter. Deren Gegner führen die geringe Akzeptanz der Technologie innerhalb der Bevölkerung und die Sicherheitsrisiken sowie das Problem der Endlagerung ins Feld. Dabei ist die Haltung in den unterschiedlichen Ländern zur Kernenergie durchaus differenziert. Während die Mehrheit der Deutschen die Technologie ablehnt, ist die Stimmung in Schweden durchaus positiv. Laut einer Umfrage im Auftrag der EU-Kommission in den 27 Mitgliedsstaaten von 2008 sind 45 Prozent gegen Kernenergie und 44 Prozent dafür. Besonders die ungeklärte Frage der Atommüllendlagerung verunsichert die Bevölkerung.

Die vierte Generation wird dieses Problem nicht lösen können, auch wenn deutlich weniger radioaktives Material entsteht. „Die stärkere Bestrahlung des Urans erhöht die Radioaktivität des Materials. Ein Endlager ist damit unverzichtbar,“ gibt Tobias Riedl, Atomexperte von Greenpeace, zu bedenken. Und Kernphysiker Knebel bestätigt, dass „die Zusammensetzung des Abfalls vielfältiger und damit die Aufbereitung viel komplexer wird.“ Besonders die großen Atomnationen Frankreich und Japan arbeiteten deshalb intensiv an einer Abtrenntechnik.

Ab 2030 kommt die vierte Generation

Das internationale Forum zur vierten Generation schätzt, dass die neuen Atomkraftwerke erst zwischen 2030 und 2045 für die kommerzielle Stromerzeugung eingesetzt werden können, je nachdem um welches Konzept es sich handelt. Reaktoren, die in zwanzig Jahren gebaut werden, laufen immerhin bis zum Ende des 21. Jahrhunderts. In dieser Zeitrechnung erwarten aber viele Experten, den Strom hauptsächlich aus Erneuerbaren Energien zu gewinnen.

Weitere Informationen:

Homepage des Internationalen Forums vierte Generation
KIT-Programm Nuklear

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014