Kernenergiesystem der vierten Generation, experimenteller Reaktor mit geschmolzenem Salz auf Thoriumbasis – warum kann China weltweit führend sein?

Energie ist ein unvermeidliches Thema in der Entwicklung, und eine gute Energiequelle muss mindestens zwei Bedingungen erfüllen, nämlich Sauberkeit und Effizienz. In dieser Hinsicht ist die Kernenergie zweifellos die beste.

Natürlich ist die Kernenergie nicht perfekt. Wenn es zu einem Sicherheitsunfall kommt, kann dieser unvorstellbare Folgen haben. Um die Sicherheit der Kernenergienutzung zu erhöhen und die Effizienz der Kernenergienutzung weiter zu verbessern, modernisieren verschiedene Länder ihre Kernenergiesysteme ständig. Die weltweit weit verbreiteten Kernenergiesysteme sind bereits Technologien der dritten Generation und bewegen sich in Richtung Kernenergiesysteme der vierten Generation. Was ist das Kernenergiesystem der vierten Generation? Im Vergleich zur Kernenergietechnologie der dritten Generation kann die Technologie der vierten Generation als umfassende Verbesserung angesehen werden.

Das Kernenergiesystem der vierten Generation ist sicherer und wirtschaftlicher als die vorherigen.

Genauer gesagt ist das Kernenergiesystem der vierten Generation in der Lage, die Verbreitung von Atomwaffen zu verhindern und den erzeugten Abfall erheblich zu reduzieren. Wenn es um alternative Optionen für das Kernenergiesystem der vierten Generation geht, ist der Duggar-Schmelzsalzreaktor derzeit zweifellos die beste Wahl. Die Vereinigten Staaten haben dies bereits in den 1940er Jahren erkannt und frühzeitig mit der Forschung und Entwicklung begonnen, waren ihnen jedoch letztlich einen Schritt voraus. Ende 2021 nahm Chinas Thorium-basierter Flüssigsalz-Versuchsreaktor den Probebetrieb auf. Dies ist der weltweit erste Reaktor auf Thoriumbasis und zeigt, dass mein Land in der Forschung und Entwicklung von Kernenergiesystemen der vierten Generation weltweit führend ist.

Was ist der Unterschied zwischen einem Thorium-basierten Flüssigsalzreaktor und einem herkömmlichen Kernkraftwerk?

Wir wissen, dass das Kernprinzip eines Kernkraftwerks darin besteht, die Kernspaltung zu kontrollieren und die während des Spaltungsprozesses erzeugte Wärmeenergie zur Stromerzeugung zu nutzen. Ausgangsstoff der Reaktion ist das uns bekannte Uran 235. In den Thoriumreaktoren der vierten Generation wird kein Uran mehr verwendet, und der Reaktionsrohstoff ist Thorium geworden, das für unser Land von großer Bedeutung ist. Die natürlichen Reserven an Uran 235 sind sehr gering und machen nur 0,7 % der Uranminen aus. Die Uranvorkommen meines Landes sind knapp, weshalb mein Land seit langem auf Uranimporte angewiesen ist.

Im Vergleich zu den Uranminen ist die Thoriummenge in meinem Land viel höher. Die nachgewiesenen Reserven betragen etwa 224.200 Tonnen. Würden sie alle in Kernreaktoren eingesetzt, könnte der Energiebedarf meines Landes für Tausende oder sogar Zehntausende von Jahren vollständig gedeckt werden.

Der Vorteil von Thorium gegenüber Uran 235 liegt nicht nur in seinen Reserven, sondern auch in seinen Reaktionsprodukten. Der Atommüll herkömmlicher Kernkraftwerke enthält große Mengen Plutonium 239, das zur Herstellung von Atomwaffen verwendet werden kann. Dies birgt ein gewisses Risiko der Verbreitung von Atomwaffen. Die Reaktionsprodukte von Thorium können nicht zur Herstellung von Atomwaffen verwendet werden, daher ist es natürlich sicherer. Ein weiterer Vorteil von Thorium-basierten Flüssigsalzreaktoren ist ihre einfache Bereitstellung. Wir alle wissen, dass Kernenergie sauber und effizient ist, aber warum wird sie nicht im großen Maßstab genutzt? Denn der Bau von Atomkraftwerken wird durch viele Faktoren eingeschränkt.

Neben der Berücksichtigung von Faktoren wie geringer Bevölkerungsdichte und geringerer Wahrscheinlichkeit geologischer Katastrophen gibt es einen weiteren sehr wichtigen Punkt beim Bau eines Kernkraftwerks: die Nähe zu Flüssen und Ozeanen.

Warum? Da eine ausreichende Kühlwasserversorgung sichergestellt werden muss, ist die Förderung von Kernkraftwerken stark eingeschränkt. Anders verhält es sich bei Reaktoren auf Thoriumbasis. Sie benötigen für den Betrieb nur sehr wenig Wasser, eine ständige Wasserzufuhr ist daher nicht erforderlich. Ohne diese Bedingung könnten mehr Flächen für den Bau von Kernkraftwerken genutzt werden. Sogar riesige unbewohnte Wüsten können zu Baustellen für Thorium-basierte Kernkraftwerke werden.

Thoriumbasierte Reaktoren haben so viele Vorteile und die Vereinigten Staaten haben als erste mit der Erforschung dieser Reaktoren begonnen. Warum also übernahm China am Ende die Führung?

Obwohl die Vereinigten Staaten schon früh mit der Entwicklung begannen, geschah dies in einer besonderen historischen Periode der Rivalität zwischen den USA und der Sowjetunion. Bei der Entwicklung von Thorium-basierten Salzschmelzereaktoren traten zahlreiche technische Schwierigkeiten auf, beispielsweise die Korrosion von Rohrleitungen durch die Salzschmelze und die Auswirkungen der Bestrahlung auf die mechanischen Eigenschaften der Materialien. Diese Probleme waren damals schwer zu lösen, sodass die Forschung Mitte der 1970er Jahre eingestellt wurde. Diese technischen Schwierigkeiten haben wir inzwischen überwunden. Optimistischen Schätzungen zufolge könnte das Kernenergiesystem meines Landes, der Dukey-Schmelzsalzreaktor, etwa im Jahr 2030 kommerziell nutzbar sein.

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