Niederlande: letzte Phase der Grafit-Bestrahlungstests für Reaktor von Terrestrial Energy

Der kanadische Reaktorentwickler Terrestrial Energy arbeitet bereits seit fünf Jahren mit NRG-Pallas zusammen. 2020 startete das Unternehmen ein Testprogramm zur Auswahl und Qualifizierung der am besten geeigneten Grafitsorte für den Grafitmoderator des IMSR. Bei den Materialbestrahlungstests am HFR im niederländischen Petten werden mehrere Grafitsorten in Nuklearqualität von westlichen Lieferanten eingesetzt und geprüft, um den am besten geeigneten auszuwählen.

Gemäss Terrestrial Energy startet nun die letzte Phase des Bestrahlungsprogramms, das für die Entwicklung des fortgeschrittenen Reaktors der Generation IV und dessen Lizenzierung unerlässlich ist. Im HFR-Mehrzweckforschungsreaktor wird die prognostizierte Leistungsfähigkeit ausgewählter Grafitsorten nachgewiesen, die einem siebenjährigen Betrieb des IMSR standhalten müssen. «Mit Hilfe des HFR simuliert NRG-Pallas Alterungsprozesse von Reaktormaterialien in beschleunigter Form und misst die Auswirkungen der Bestrahlung auf Materialien, um die Auslegung und Zulassung von Reaktoren zu unterstützen», schrieb Terrestrial Energy.

Der IMSR mit seinem 125 Tonnen schweren Grafitmoderator

Der IMSR wird mit flüssigem Brennstoff – in Form von handelsüblichem schwach angereichertem Uran (low enriched uranium, LEU, U-235 <5%) betrieben. Mit einem thermischen Wirkungsgrad (netto) von 44% erzeugt eine IMSR-Wärme-Kraft-Kopplungsanlage aus 884 MW thermischer Reaktorleistung 392 MW Strom. Die Hochtemperaturwärme von 700 °C stammt aus zwei grafitmoderierten Fluorid-Flüssigsalzreaktoren (IMSR) mit thermischem Neutronenspektrum. Die ersten IMSR-Anlagen sollen Anfang der 2030er-Jahre gebaut werden.

«Die grösste Herausforderung für die Kommerzialisierung von Flüssigsalzreaktoren war bislang die begrenzte Lebensdauer von Grafit im Reaktorkern. Kommerzielle Reaktoren benötigen hohe Energiedichten im Reaktorkern, um wirtschaftlich zu sein. Solche hohen Leistungsdichten verkürzen aber die Lebensdauer des Grafitmoderators erheblich», schreibt Terrestrial Energy auf seiner Website. Ein regelmässiger Austausch des Grafitmoderators sei im kommerziellen Reaktorbetrieb unerwünscht, da dies komplex und mit zusätzlichen Kosten verbunden sei. Beim IMSR löst Terrestrial Energy dieses Problem mit einem austauschbaren, versiegelten Reaktorkern, dem IMSR-Kernmodul (IMSR Core-Unit). Es enthält die primären Reaktorkomponenten, einschliesslich des 125 Tonnen schweren Grafitmoderators. Das Kernmodul hat eine Betriebslebensdauer von sieben Jahren und lässt sich laut Terrestrial Energy einfach und sicher austauschen.