Generation IV

Inputreferat von Prof. Dr. Andreas Pautz, Leiter der Abteilung Nuclear Energy and Safety am Paul Scherrer Institut PSI und Professor für Reaktorphysik und Systemverhalten an der EPFL

Aktuelle Kraftwerke mit thermischen Reaktoren nutzen nur einen Bruchteil des natürlichen Urans als Brennstoff. Schnelle Reaktoren hingegen nutzen fast das gesamte im Brennstoff enthaltene Uran und ermöglichen einen vollständig geschlossenen Brennstoffkreislauf. Dies reduziert die Abfallmenge und schont die Uranressourcen. Die Internationale Atomenergie-Organisation (IAEO) und weitere Organisationen fördern daher diese Kerntechnologie.

Das in Grossbritannien ansässige Start-up Newcleo und die italienische Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (Enea) haben Mitte März 2022 eine Kooperationsvereinbarung über die Entwicklung eines kleinen, bleigekühlten Schnellen Rektors abgeschlossen. Ziel der Vereinbarung ist der Bau des Reaktors ausserhalb Italiens.

Der weltweit erste Kugelhaufen-Hochtemperatur-Demonstrationsreaktor Shandong Shidaowan HTR-PM in der chinesischen Provinz Shandong hat erstmals Strom erzeugt.

Australien ist seit dem 22. Juni 2016 Mitglied des Generation IV International Forum» (GIF).

Der amerikanische Reaktorentwickler Oklo Inc. nutzt als erstes Unternehmen die Testanlage «Thermal Hydraulic Experimental Test Article» (Theta) des staatlichen Forschungsinstitut Argonne National Laboratory (ANL). Die Tests dienen der Erforschung des Verhaltens von Schnellen flüssigmetallgekühlten Reaktoren und unterstützen deren Lizenzierung.

Derzeit werden vor allem Kernkraftwerke der sogenannten dritten Generation gebaut. Für morgen stehen die kleinen, modularen Reaktoren (Small Modular Reactors, SMRs) in den Startlöchern, von denen auch schon die ersten Prototypen und Demonstrationsanlagen in Bau oder sogar in Betrieb sind. Bereits arbeiten Wissenschafter an den Reaktoren für die zweite Hälfte des 21. Jahrhunderts.

Das Genfer Startup Transmutex entwickelt einen neuen Typ von Kernreaktor, der kostengünstig kohlenstoffarmen Strom liefern soll. Auch die heutigen Probleme der Kernenergie bezüglich Sicherheit, langlebigen Abfällen und Verbreitung von Atomwaffen will das Unternehmen erheblich verbessern. Es setzt auf einen Thoriumreaktor kombiniert mit einem Teilchenbeschleuniger.

Das deutsch-kanadische Kerntechnik-Startup Dual Fluid hat seine erste Finanzierungsrunde erfolgreich abgeschlossen. Private Investoren brachten knapp CAD 7 Mio. auf.

Europa soll sich über das Forschungsprogramm Euratom weiterhin am multilateralen «Framework Agreement for International Collaboration on Research and Development of Generation IV Nuclear Energy Systems» beteiligen. Eine Arbeitsgruppe des Rats der Europäischen Union hat sich am 29. Januar 2016 dafür ausgesprochen.

Die norwegische Werft Ulstein hat ein neues Schiffskonzept entwickelt, das einen emissionsarmen Kreuzfahrtbetrieb anstrebt. Herzstück ist das Schiff «Thor» mit seinem Thorium-Flüssigsalzreaktor. Es soll als Ladestation für batteriebetriebene Kreuzfahrtschiffe und für Forschungs- und Rettungsaufgaben dienen.

Das dänische Start-Up Seaborg und der südkoreanische Schiffsbauer Samsung Heavy Industries (SHI) haben am 7. April 2022 eine Partnerschaftsvereinbarung unterzeichnet. Ziel sind die Herstellung und der Verkauf von schlüsselfertigen schwimmenden Kernkraftwerken. Mit dem Compact Molten Salt Reactor (CMSR) von Seaborg sollen Strom für das Landstromnetz und Wärme für die Herstellung von Wasserstoff und Ammoniak erzeugt werden. Die Serienproduktion soll bereits 2026 beginnen.

Die Firma Dual Fluid hat die Technische Universität Dresden mit einer Stabilitätsanalyse ihres Reaktors beauftragt. An der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik wird die Leistungsentfaltung im Reaktor berechnet.

Kanada und die Nuclear Energy Agency (NEA) der OECD haben ihre Zusammenarbeit zur Forschung und Entwicklung von Kernkraftwerken der IV. Generation um zehn Jahre verlängert.

Laut Generation IV International Forum (GIF) ist das Rahmenabkommen zur internationalen Zusammenarbeit bei der Forschung und Entwicklung von Kernkraftwerken der 4. Generation um zehn Jahre verlängert worden.