Energie für Zehntausende Jahre

Vierzehn Jahre und umgerechnet eine halbe Milliarde Euro hat die Entwicklung gekostet. Zum Monatsanfang gab es einen Testlauf mit durchschlagendem Erfolg: Wissenschaftler der Volksrepublik China haben eine Methode der nuklearen Energiegewinnung erprobt, bei der statt angereichertem Uran das Metall Thorium als Ausgangsstoff zum Einsatz kommt. Das Verfahren ist um ein Vielfaches effizienter und sicherer als die herkömmliche Kernspaltung.

Bei der von den Forschern des Shanghaier Instituts für angewandte Physik in der Stadt Wuwei in der zentralchinesischen Provinz Gansu betriebenen Testanlage handelt es sich um einen sogenannten Flüssigsalzreaktor. Bei einem solchen Reaktortyp liegt der Kernbrennstoff in geschmolzener Form vor, statt beispielsweise in Brennstäben, wie man sie aus konventionellen Kernreaktoren kennt. Das hat unter anderem den Vorteil, dass es nicht zu einer Kernschmelze kommen kann, die den Reaktor von innen zerfrisst – der flüssige Zustand ist bereits die gewollte Form des Spaltmaterials. Auch können Flüssigsalzreaktoren auf einen stark negativen Temperaturkoeffizienten ausgelegt werden, was bedeutet, dass das radioaktive Metall weniger stark strahlt, je heißer es wird. Ein unkontrolliertes Erhitzen wie bei der Katastrophe von Tschernobyl ist damit physikalisch ausgeschlossen.

Dabei liegt die normale Arbeitstemperatur von Flüssigsalzreaktoren um einiges höher als bei konventionellen Reaktoren, was die Energieeffizienz deutlich steigert. Zudem kann man sie im laufenden Betrieb mit neuem Spaltmaterial füllen, ein weiterer Effizienzgewinn. Dem Physiknobelpreisträger Carlo Rubbia zufolge könne Thorium bei gleicher Masse etwa das 200fache an Energie abgeben wie Uran. Ferner haben die entstehenden Abfallprodukte mit circa 300 Jahren eine erheblich kürzere Halbwertszeit. Beim Ausschuss herkömmlicher Kernkraftwerke liegt sie bei Zehntausenden Jahren.

Während diese Aspekte vom Standpunkt der sicheren und umweltverträglichen Energieerzeugung zweifellos begrüßenswert sind, ist es ein anderer Faktor, der die Entwicklung geopolitisch so bedeutsam macht: Bei dem Testlauf Anfang November kam Thorium zum Einsatz, das im Reaktor zu Uran transmutiert wurde. Es war der erste erfolgreiche Testlauf der Anlage mit dem Schwermetall. Thorium ist das am häufigsten natürlich vorkommende radioaktive Element der Erde, weit weniger selten als Uran, auf das die gängigen Kernreaktoren angewiesen sind. Erst im März des laufenden Jahres wurde in China eine weitere Lagerstätte mit mehr als einer Million Tonnen des Metalls entdeckt. Insgesamt gibt es in der Volksrepublik über 200 potentielle Abbaugebiete mit schätzungsweise über einer Milliarde Tonnen Vorkommen.

Würde die Technologie massentauglich, könnte China seinen Strombedarf einigen Schätzungen zufolge mehrere tausend Jahre lang, manchen Medienberichten nach sogar für 60.000 Jahre allein aus der alternativen Reaktortechnologie und den Thoriumvorkommen des Landes decken. Während die Volksrepublik beim herkömmlichen Uran stark von Importen abhängig ist, würden ihr die eigenen immensen Thoriumvorräte einen erheblichen energiepolitischen Souveränitätszugewinn einbringen – zusätzlich zu anderen Energiequellen wie der Photovoltaiktechnologie, bei deren Ausbau das Land globaler Spitzenreiter ist.

Wie vergangene Woche bekannt wurde, befindet sich außerdem bereits ein Prototyp für ein von einem Flüssigsalzreaktor angetriebenes Containerschiff in der Entwicklung. Der Reaktor soll einem leitenden Ingenieur der beauftragten Werft zufolge eine Leistung von 200 Megawatt erreichen, wodurch er mit den nuklear angetriebenen U-Booten des US-Militärs mithalten könnte.

Apropos USA: Für die dürfte der wissenschaftliche Erfolg des größten geopolitischen Rivalen besonders schmerzhaft sein. Denn die Grundlagenüberlegungen gehen auf amerikanische Forschungen in der Nachfolge des Zweiten Weltkrieges zurück. Prototypen wurden in den 1960er Jahren gebaut, das Projekt jedoch in den 1970er Jahren aus innen- und wirtschaftspolitischen Gründen eingestellt. Ähnliche Versuche gab es zwar in vielen Staaten einschließlich der BRD, jedoch nicht annähernd mit dem Erfolg, wie ihn die aktuellen Tests aus der Volksrepublik gebracht haben.