Die Geschichte der „Energieleihe“ für Autos: Werden Menschen in Zukunft in der Lage sein, „atombetriebene“ Autos zu fahren?

Autor: Duan Yuqin, Duan Yuechu, Huang Xianghong, Huang Yanhong

In der Antike beruhte die Antriebskraft von Fahrzeugen hauptsächlich auf der Kraft von Menschen und Tieren. Menschen treiben Fahrzeuge vorwärts, indem sie Karren ziehen oder Vieh (wie Pferde, Kühe usw.) treiben.

Mit Beginn der industriellen Revolution brachte die Erfindung der Dampfmaschine neue Durchbrüche in der Fahrzeugantriebstechnik. Gegen Ende des 18. Jahrhunderts kamen die ersten Dampflokomotiven auf, die die durch Dampf erzeugte Energie zum Antrieb von Fahrzeugen nutzten und so die Transporteffizienz erheblich verbesserten.

Die Erfindung des Verbrennungsmotors im späten 19. Jahrhundert legte den Grundstein für die Entwicklung des Automobils. Verbrennungsmotoren nutzen Kraftstoffe wie Benzin oder Diesel als Energie und wandeln die durch die Verbrennung erzeugte Energie in mechanische Energie um, um das Fahrzeug anzutreiben. Dieser Leistungsmodus verbessert die Leistung und Flexibilität des Autos erheblich.

Seit dem 20. Jahrhundert haben sich Elektrofahrzeuge schrittweise weiterentwickelt. Elektrofahrzeuge nutzen Batterien als Stromquelle und wandeln elektrische Energie durch Elektromotoren in mechanische Energie um. Sie bieten die Vorteile der Emissionsfreiheit und der geringen Geräuschentwicklung. In den letzten Jahren wurden durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Batterietechnologie die Reichweite und Leistung von Elektrofahrzeugen kontinuierlich verbessert.

Heutzutage gewinnen neben herkömmlichen Kraftstofffahrzeugen und Elektrofahrzeugen auch Hybridfahrzeuge immer mehr an Bedeutung. Hybridfahrzeuge vereinen die Vorteile von Verbrennungs- und Elektromotoren und können je nach Fahrbedingungen automatisch zwischen Energiequellen wechseln, wodurch der Kraftstoffverbrauch und die Umweltverträglichkeit des Fahrzeugs verbessert werden.

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Generell hat die Entwicklung der Fahrzeugantriebe einen Prozess durchlaufen, der von der menschlichen und tierischen Kraft über die Dampfkraft bis hin zu Verbrennungsmotoren, Elektromotoren und einer Vielzahl von Antriebskombinationen reichte und den Fortschritt im Transportbereich kontinuierlich vorangetrieben hat.

In den letzten Jahrzehnten haben Länder wie die Vereinigten Staaten, die Sowjetunion (Russland), Frankreich und die Schweiz an Autos mit Atomantrieb geforscht.

Die Vereinigten Staaten haben einige Versuche im Bereich nuklearbetriebener Fahrzeuge unternommen. So brachte die Ford Motor Company beispielsweise im Jahr 1958 das Konzeptmodell Nucleon für ein nuklearbetriebenes Auto auf den Markt. Dabei wurde Uran gespalten, um Wärme zu erzeugen und Wasser zu Dampf zu erhitzen. Anschließend wurde mit dem Dampf eine Turbine angetrieben, die wiederum Strom für den Fahrzeugantrieb erzeugte. Aufgrund einiger technischer Schwierigkeiten kam es jedoch nicht zur eigentlichen Produktionsphase. Im Jahr 2009 brachte die Cadillac Motor Company außerdem ein nuklearbetriebenes Konzeptauto namens WTF auf den Markt, das Thorium als Treibstoff verwendet. Das Auto soll 100 Jahre lang ohne Auftanken oder Reparaturen fahren können, befindet sich jedoch noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase und hat bis zur großflächigen kommerziellen Nutzung noch einen langen Weg vor sich.

Auch die Sowjetunion forschte und entwickelte in den 1960er Jahren Fahrzeuge mit Atomantrieb. Im Jahr 1965 wurde ein Prototyp des Autos „Wolga-Atom“ produziert, der 320 PS leistete. Bei Tests stellte sich jedoch heraus, dass das Auto zur Überhitzung neigte und sehr langsam war, sodass das Projekt aufgegeben wurde. Darüber hinaus produzierte die Sowjetunion auch fahrzeugmontierte Kernreaktorausrüstungen wie das mobile Kernkraftwerk TES-3 und das mobile Kernkraftwerk Pamir-630d.

Der französische Autohersteller Simca stellte auf dem Genfer Autosalon 1959 ein nuklearbetriebenes Konzeptauto namens Fulgur vor.

Darüber hinaus hat Audi auch ein Konzeptauto auf den Markt gebracht, das auf Kernenergie basiert. Im Jahr 2014 brachte Audi ein Modell mit dem Codenamen Mesarthim F-Tron Quattro auf den Markt. Sein Kernreaktor ist im mittleren und hinteren Teil der Karosserie platziert. Sein Funktionsprinzip besteht darin, „Wasser zum Kochen zu bringen“, um Dampf für den Motor zu erzeugen, der wiederum Strom erzeugt und schließlich die vier Radnabenmotoren antreibt. Audi soll die Kernfusion erfolgreich abgeschlossen haben, konnte jedoch die Probleme der nuklearen Strahlung und der Entsorgung radioaktiver Abfälle nicht lösen und hat seitdem keine Neuigkeiten mehr zu diesem Konzeptfahrzeug erhalten.

Fahrzeuge mit Atomantrieb haben den Vorteil, dass sie weniger Kraftstoff verbrauchen, keine Abgase ausstoßen und über reichlich Kraftstoffreserven verfügen. Allerdings bergen sie auch Risiken wie das Austreten von Kernbrennstoff sowie technische Schwierigkeiten hinsichtlich der Größe des Kernreaktors, des Atomschutzes und der Kosten. Derzeit befinden sich nuklearbetriebene Fahrzeuge noch in der Forschungsphase und sind noch nicht kommerziell verfügbar.

Kernenergie verfügt als leistungsstarke Energiequelle über eine hohe Energiedichte. Allerdings sind bei der Anwendung der Kernenergie im Automobilbereich noch viele technische und sicherheitstechnische Herausforderungen zu bewältigen.

Aus technischer Sicht ist die Miniaturisierung der Kernenergie und ihre sichere Anwendung in Fahrzeugen ein äußerst komplexes Problem. Die Konstruktion, der Schutz und die Kühlsysteme von Kernreaktoren erfordern eine hochentwickelte technische Unterstützung und müssen einen stabilen und zuverlässigen Betrieb unter verschiedenen Bedingungen während des Fahrzeugbetriebs gewährleisten.

Im Hinblick auf die Sicherheit beinhaltet die Nutzung der Kernenergie den Umgang mit und den Schutz radioaktiver Stoffe. Kommt es zu einem Unfall, kann es zu einer schweren radioaktiven Verseuchung kommen, die eine enorme Gefahr für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellt. Daher sind äußerst strenge Sicherheitsmaßnahmen erforderlich, um den sicheren Betrieb von Kernfahrzeugen zu gewährleisten.

Darüber hinaus muss bei der Förderung von Fahrzeugen mit Atomantrieb auch der Grad der gesellschaftlichen und öffentlichen Akzeptanz berücksichtigt werden. Da die Menschen gewisse Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Kernenergie haben, bedarf es möglicherweise intensiver Öffentlichkeitsarbeit und Aufklärung, um die Akzeptanz atombetriebener Fahrzeuge in der Bevölkerung zu gewinnen.

Obwohl die Realisierung von Fahrzeugen mit Atomantrieb derzeit auf viele Schwierigkeiten stößt, könnten sich mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie in Zukunft möglicherweise Lösungen für diese Probleme finden. Allerdings ist der flächendeckende Einsatz nuklearbetriebener Fahrzeuge in absehbarer Zukunft noch mit großen Herausforderungen verbunden.