China plant, im Jahr 2027 den ersten kommerziellen Prototyp eines Beschleunigergetriebenen Systems (ADS) in der Stadt Huizhou in der Provinz Guangdong zu eröffnen. Dieser Hybridreaktor aus Teilchenbeschleuniger und Kernreaktor verspricht, nukleare Abfälle als Brennstoff zu nutzen, grüne Energie sicher und über Jahrhunderte hinweg zu erzeugen.
Laut der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) könnte das System Uran hundertmal effizienter verbrennen als herkömmliche Reaktoren und die Lebensdauer radioaktiver Abfälle auf weniger als ein Tausendstel ihrer derzeitigen Dauer reduzieren. Anstatt über Hunderttausende von Jahren gefährlich zu bleiben, würden die Abfälle in nur wenigen Hundert Jahren unschädlich werden.
Wie das ADS funktioniert
Der Reaktor arbeitet im subkritischen Zustand, was bedeutet, dass er alleine keine Kettenreaktion aufrechterhalten kann. Er ist auf eine externe Neutronenquelle angewiesen, die durch einen Teilchenbeschleuniger erzeugt wird.
- Wird der Protonenstrahl unterbrochen, stoppt die Reaktion automatisch, wodurch das Risiko einer unkontrollierten Reaktion eliminiert wird.
- Das System nutzt einen hochstromigen Protonenstrahl, der auf ein flüssiges Blei-Bismut-Ziel trifft und Neutronen durch einen Prozess namens Spallation freisetzt.
- Diese Neutronen halten die Spaltung aufrecht und bombardieren die Aktiniden (die gefährlichsten Elemente der nuklearen Abfälle), wodurch sie in Isotope mit wesentlich kürzerer Lebensdauer umgewandelt werden.
- Außerdem wandelt es Uran-238 in Plutonium-239 um, einen spaltbaren Brennstoff.
Wie der Forscher He Yuan zusammenfasst: „Es verwandelt Müll in Schatz“.
Das Problem der nuklearen Abfälle
Herkömmliche Reaktoren erzeugen Abfälle, die über Zehntausende von Jahren gefährlich bleiben. Bisher war die einzige Lösung die tiefe geologische Lagerung, eine kostspielige Strategie mit langfristigen Unsicherheiten.
Das ADS bietet eine Alternative, die das Management nuklearer Abfälle radikal verändern könnte.
Hintergrund und internationaler Wettbewerb
- China begann 2011 mit der Erforschung dieser Technologie und erreichte 2021 einen funktionsfähigen Prototyp im kleinen Maßstab. Der Sprung zum 1 MW Reaktor im Jahr 2027 wäre der erste Schritt zur kommerziellen Machbarkeit.
- Europa entwickelt das Projekt MYRRHA in Belgien, mit einem ähnlichen, aber größer dimensionierten Design (100 MW thermisch), das für 2035 geplant ist.
- Japan arbeitet an seinem ADS-Programm im Zusammenhang mit dem J-PARC-Komplex, befindet sich jedoch noch in der experimentellen Phase.
- Indien, Südkorea und Russland haben ebenfalls aktive Programme, aber keiner hat einen Prototyp mit realer Leistung gebaut.
Strategische Bedeutung
China investiert Milliarden von Yuan in dieses Projekt als Teil seiner Strategie zur Energieunabhängigkeit und Kohlenstoffneutralität. Im Gegensatz zu anderen Ländern betrachtet es die Kernspaltung als Schlüssel zum Erreichen dieser Ziele zusammen mit erneuerbaren Energien, der Fusion und experimentellen Technologien wie Thoriumreaktoren.
Der ADS-Reaktor in Huizhou stellt einen technologischen und ökologischen Sprung dar: gefährliche Abfälle in saubere und sichere Energie umzuwandeln. Wenn er das Versprochene einhält, könnte er die Rolle der Kernenergie in der Welt neu definieren und eine beispiellose Lösung für das Problem der radioaktiven Abfälle bieten.
