Ein chinesisches Versuchskernkraftwerk hat Berichten zufolge gerade eine historische Schwelle überschritten und den weltweit ersten Thorium-basierten Salzschmelzereaktor (TMSR) erfolgreich in Betrieb genommen. Das Shanghai Institute of Applied Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat eine wichtige wissenschaftliche Hürde genommen, indem es erstmals erfolgreich Thorium in Uran umgewandelt hat.
Die in Hongkong ansässige Zeitung South China Morning Post berichtet, dass dieser Durchbruch, der in einem Versuchreaktor in der Wüste Gobi erzielt wurde, „die Zukunft der sauberen, nachhaltigen Kernenergie neu gestalten wird”.
Forscher des Shanghai Institute of Applied Physics arbeiten an einem Thorium-basierten Salzschmelzereaktor, der die
Kernenergiein der Wüste Gobi umwandeln kann. (Foto: Xinhua)
Der Prozess funktioniert durch eine „präzise Abfolge von Kernreaktionen“, bei denen natürlich vorkommendes Thorium-232 ein Neutron absorbiert und zu Thorium-233 wird. Durch einen Zerfallsprozess zerfällt dieses Isotop in Protactinium-233 und schließlich in Uran-233, eine potente Form von Kernbrennstoff, die Kettenreaktionen für die Kernspaltung aufrechterhalten kann.
Obwohl dieser Durchbruch erst diesen Monat durch einen Bericht der Zeitung Science and Technology Daily bekannt wurde, ist der TMSR offenbar schon seit Jahren in Betrieb. Li Qingnuan, Sekretär der Kommunistischen Partei und stellvertretender Direktor des Shanghai Institute of Applied Physics, erklärte gegenüber der Zeitung, dass „der Thorium-Salzschmelzereaktor seit Erreichen der ersten Kritikalität am 11. Oktober 2023 durch Kernspaltung kontinuierlich Wärme erzeugt“.
Wenn die Berichte stimmen, würde dieser Durchbruch einen unglaublichen Sprung nach vorne im Wettlauf um die Kerntechnologie bedeuten, den China bereits mit Leichtigkeit für sich entscheidet. (vgl. nytimes.com) Obwohl die Vereinigten Staaten nach wie vor der weltweit größte Produzent von Kernenergie sind, wird dieser Status nicht mehr lange Bestand haben. In derselben Zeit, in der die Vereinigten Staaten das überfällige und überteuerte Kraftwerk Vogtle bauten, errichtete China 13 Reaktoren ähnlicher Größe und hat 33 weitere in Planung. Peking unternimmt auch große Vorstöße in den Nuklearsektor der Schwellenländer, wobei es sich besonders auf Afrika konzentriert. (Vgl. chinaglobalsouth.com)
Mark Hibbs, Senior Fellow bei der Carnegie Endowment for International Peace und Experte für den chinesischen Nuklearsektor, sagte der New York Times:
Die Chinesen bewegen sich sehr, sehr schnell. Sie sind sehr daran interessiert, der Welt zu zeigen, dass ihr Programm nicht aufzuhalten ist.
Doch obwohl China enorme Summen und Arbeitskräfte investiert hat, um sich zu einem globalen Innovator und einer Supermacht im Bereich der Kernenergie zu entwickeln, verfügt das Land nicht über genügend Uran, um seine hochgesteckten Ziele zu erreichen. Während China das Wachstum der Kernenergieproduktion dominiert, werden die Uranlieferketten von Russland beherrscht, das fast die Hälfte (etwa 44%) der gesamten weltweiten Urananreicherungskapazitäten beherbergt.
China kauft zwar immer mehr Uran aus Russland, doch die Abhängigkeit von Exporten ist sowohl riskant als auch unvereinbar mit Chinas Ethos der Energieunabhängigkeit im Inland und der internationalen Energiedominanz. Die übergroße Präsenz Russlands in der Lieferkette für Kernbrennstoffe hat zu einem gewissen Risiko und zu Marktvolatilität geführt. Der Kreml hat bewiesen, dass er sich nicht scheut, angereichertes Uran als politisches Druckmittel einzusetzen. Ein kürzlich erschienener Artikel der Carnegie Endowment for International Peace warnte:
Die Lieferkette für Kernenergie steht an der Spitze der Risikopyramide für saubere Technologien. Über die üblichen Überlegungen zur Lieferkette hinaus unterliegen Nuklearexporte einer Reihe von Sicherheitsbedenken. Eine übermäßige Abhängigkeit von einer einzigen Technologie oder einem einzigen Brennstofflieferanten kann angesichts der begrenzten Anzahl von Lieferanten und des ausgeprägten geistigen Eigentums (IP) zu erheblichen Abhängigkeiten führen.
Indem China das Problem der Uran-Lieferkette durch die Verwendung von Thorium umgeht, überspringt es eine entscheidende Hürde und sprintet direkt über die Ziellinie zur weltweiten Vorherrschaft im Kernkraftsektor. Thorium ist viel leichter zugänglich und reichlicher vorhanden als Uran und könnte theoretisch alle Probleme Chinas im Bereich der Kernbrennstoffe lösen. Laut der South China Morning Post verfügt allein eine Mine in der Inneren Mongolei „über geschätzte Vorräte, die ausreichen würden, um China mehr als 1.000 Jahre lang vollständig mit Energie zu versorgen“.
Thorium-Reaktoren gab es bereits in den 60er Jahren
Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden Uran-Kernreaktoren zur Stromerzeugung gebaut. Diese ähnelten den Reaktorkonstruktionen, die Material für Atomwaffen produzierten. In dieser Zeit baute die Regierung der Vereinigten Staaten auch einen experimentellen Prototyp eines Schmelzsalzreaktors (MSR) mit U-233-Brennstoff, dem spaltbaren Material, das durch Beschuss von Thorium mit Neutronen entsteht. Der im Oak Ridge National Laboratory gebaute MSRE-Reaktor war von 1965 bis 1969 etwa 15.000 Stunden lang in Betrieb. Im Jahr 1968 verkündete der Nobelpreisträger und Entdecker von Plutonium, Glenn Seaborg, dies öffentlich vor der Atomic Energy Commission, deren Vorsitzender er war.
1973 entschied sich die US-Regierung jedoch für die Urantechnologie und stellte die thorium-basierende Kernforschung weitgehend ein. Der Wissenschaftsjournalist Richard Martin gibt an, dass der Kernphysiker Alvin Weinberg – der Direktor bei Oak Ridge und hauptsächlich für den neuen Reaktor verantwortlich war – seinen Job als Direktor verloren hatte, weil er sich für die Entwicklung der Thorium-Reaktoren einsetzte. Weinberg erinnert sich an diese Zeit:
[Kongressabgeordneter] Chet Holifield war offensichtlich verärgert über mich und platzte schliesslich heraus: Alvin, wenn Sie sich Sorgen um die Sicherheit von Reaktoren machen, dann ist es meiner Meinung nach an der Zeit, dass Sie aus der Kernenergie aussteigen. Ich war sprachlos. Mir war jedoch klar, dass mein Stil, meine Einstellung und meine Zukunftswahrnehmung nicht mehr mit den Befugnissen innerhalb der AEC übereinstimmten.
Martin erklärte, dass Weinbergs mangelnde Bereitschaft, sichere Kernenergie zugunsten militärischer Zwecke zu opfern, ihn zum Ruhestand zwang:
Weinberg erkannte, dass man Thorium in einem völlig neuen Reaktortyp verwenden könnte, bei dem kein Risiko einer Kernschmelze besteht. … sein Team baute einen funktionierenden Reaktor … und er verbrachte den Rest seiner 18-jährigen Amtszeit damit, Thorium zum Herzstück der Kernenergiebemühungen des Landes zu machen. Er hatte versagt. Uranreaktoren waren bereits errichtet worden, und Hyman Rickover, der de facto Leiter des US-Atomprogramms, wollte das Plutonium aus uranbetriebenen Kernkraftwerken zur Herstellung von Bomben verwenden. Weinberg wurde zunehmend ins Abseits gedrängt und schliesslich 1973 ausgeschaltet.
Chemical & Engineering News berichtete, dass „die meisten Menschen – darunter auch Wissenschaftler – kaum von dem Schwermetallelement gehört hatten und wenig darüber wissen“. Er verweist auf die Bemerkung eines Konferenzteilnehmers, dass „es möglich ist, einen Doktortitel in Nukleartechnik zu erwerben, ohne etwas über Thorium zu wissen.“
Der Kernphysiker Victor J. Stenger zum Beispiel erfuhr 2012 erstmals davon:
Es war für mich eine Überraschung, als ich kürzlich erfuhr, dass uns eine solche Alternative seit dem Zweiten Weltkrieg zur Verfügung steht, aber nicht weiterverfolgt wird, weil es an Waffenanwendungen mangelt.
Andere, darunter der ehemalige NASA-Wissenschaftler und Thorium-Experte Kirk Sorensen, stimmten darin überein, dass „Thorium der alternative Weg war, der nicht eingeschlagen wurde“.
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