US-Forschern gelingt wichtiger Fortschritt für Flüssigsalzreaktoren

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Flüssigsalzreaktoren gelten als die Zukunft in der Atomkraft. US-Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, um den Brennstoff für diese Reaktoren zu entwickeln.

"Das ist wie einen Kuchen zu backen", beschreibt Bill Phillips_blank, technischer Leiter des Molten Chloride Reactor Experiment (MCRE) am Idaho National Laboratory (INL). Fünf Jahre hat das Team an der Rezeptur für den Brennstoff getüftelt. Die Schwierigkeit sei gewesen, das Uran in Salz umzuwandeln.

"Wir mussten den Prozess von Grund auf neu entwickeln", sagt er. Dazu gehörte auch, einen Ofen zu entwerfen, in dem der Brennstoff hergestellt wird, sowie die nötige Sicherheitsausrüstung zu schaffen.

Flüssigsalzreaktoren haben einen besseren Wirkungsgrad

Bei Flüssigsalzreaktoren (Molten Salt Reactors, MSR) arbeiten mit höheren Temperaturen und Drücken als die herkömmlichen Atomreaktoren. Dadurch haben sie einen höheren Wirkungsgrad, sie sind sicherer und es fällt weniger Abfall an.

Bei ihnen kommt eine Mischung aus Brennstoff und geschmolzenem Salz zum Einsatz. Ein Bestandteil von letzterem ist Uran. Bei dem Verfahren muss Uranmetall in eine Verbindung umgewandelt werden, die sich in dem flüssigen Salz löst und den Brennstoff bildet. In der Form ist es jedoch nicht so stabil und kann korrodieren.

Das Team habe viele Versuche unternehmen müssen, um den Brennstoff in dem Ofen zu erzeugen. Jeder Durchgang habe die Bezeichnung von Essen bekommen, wie Engelskuchen oder Steinsuppe, sagt Phillips.

Viel Uran wurde verschwendet

Anfangs sei es immer nur gelungen, wenige Gramm des Brennstoffs auf einmal herzustellen. Sie hätten zu viel Uran verschwendet und nicht genug Brennstoff herstellen können, sagt MCRE-Projektleiter Nick Smith. "Nach Jahren des Experimentierens und Überarbeitens haben wir schließlich das richtige Verfahren gefunden, um die perfekte Ausbeute zu erreichen."

Inzwischen hat das Team die nötigen Zutaten und kennt die genauen Bedingungen und Methoden. Bei einem Durchgang wurden schon rund 18 Kilogramm erzeugt. Dabei wurden 90 Prozent des Urans in Salz umgewandelt. "Wir sind fast so weit, den Kuchen backen zu können", resümiert Phillips.

Als nächstes will das Team eine großtechnische Produktion des angereicherten Brennstoffs demonstrieren - das soll im Herbst dieses Jahres so weit sein. Bis zum Jahr 2028 will das Team zusammen mit Bill Gates' Atomenergie-Startup TerraPower und dem US-Energieunternehmen Southern Company einen Reaktorprototyp bauen. Eine kommerzielle Version soll 2035 zur Verfügung stehen.

(wpl)