Generation IV

Das deutsch-kanadische Kerntechnik-Unternehmen Dual Fluid arbeitet mit der Technischen Universität München (TUM) und dem Paul Scherrer Institut (PSI) zusammen. Ziel des Projekts ist ein Sicherheitsreport zur Vorbereitung der Lizenzierung.

Das amerikanische Department of Energy (DOE) hat am 17. Juli 2022 bekanntgegeben, dass es den Versatile Test Reactor (VTR) – einen natriumgekühlten, schnellen Testreaktor – am Idaho National Laboratory (INL) bauen möchte. Er soll zum Testen von Brennstoffen, Materialien, Instrumenten und Sensoren von Kernreaktoren eingesetzt werden und wertvolle Dienste bei der Entwicklung fortgeschrittener Reaktoren leisten.

Inputreferat von Prof. Dr. Andreas Pautz, Leiter der Abteilung Nuclear Energy and Safety am Paul Scherrer Institut PSI

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.

Das niederländische Nuklearunternehmen Thorizon hat EUR 12,5 Mio. für die Entwicklung einer neuen Generation von Thorium-Flüssigsalzreaktoren (Thorium Molten Salt Reactor, MSR) aufgebracht, die für die Verwendung von langlebigen radioaktiven Abfällen in Kombination mit Thorium als Brennstoff ausgelegt sind.

Die Canadian Nuclear Laboratories Limited (CNL) arbeitet mit ARC Clean Energy Canada (ARC Canada) zusammen. Ziel ist die Entwicklung einer Technologiedemonstration des Brennstoffherstellungsprozesses für den kleinen, modularen Reaktor ARC-100 der Generation IV von ARC Canada. Finanziert werden die Arbeiten durch die Canadian Nuclear Research Initiative (CNRI) des CNL.

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.

Die Veränderungen in den Stromnetzen durch den Ausbau der volatilen erneuerbaren Energien wie auch die klimapolitische Forderung nach Reduktion der fossilen Energien stellen neue Anforderungen an künftige Reaktorsysteme. Eine Bestandesaufnahme einer Expertengruppe der Nuclear Energy Agency (NEA) der OECD identifiziert die diesbezüglichen Vorteile von flexiblen, fortgeschrittenen Reaktorsystemen der Generationen III und IV.

Das in Grossbritannien ansässige Start-up Newcleo, das modulare bleigekühlte Schnelle Reaktoren entwickelt, hat nach eigenen Angaben EUR 300 Mio. beschafft. Es hat zudem das französische Unternehmen Orano mit Machbarkeitsstudien zur Errichtung einer Produktionsanlage für gemischte Plutonium- und Uranoxide (MOX) beauftragt.

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.