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Billiger und sicherer, aber ... Kleine Reaktoren produzieren mehr Atommüll als große

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Testreaktor im Idaho National Laboratory in den USA: Das "Carbon Free Power Project" wurde als die nächste Generation von Kernkraftwerken angepriesen. Aber auch die kleinen Atomreaktoren sind nicht unumstritten.

(Foto: AP)

Kleine Atomreaktoren werden als "die Zukunft der Kernenergie" gepriesen und als Ergänzung oder Alternative zu erneuerbaren Energien. Sie sollen sicherer sein und günstiger als große Anlagen. Aber auch bei ihrer Nutzung entsteht Atommüll - und zwar sogar recht viel im Vergleich zu ihrer Leistung.

Kleine Atomreaktoren können deutlich mehr radioaktive Abfälle pro erzeugter Energiemenge verursachen als große. Das ist das Ergebnis einer aktuellen Studie, in der Forscher die Betriebsweise und den Lebenszyklus von drei Reaktortypen analysiert haben. Kleine Atomreaktoren werden immer wieder als Ergänzung oder Alternative zu erneuerbaren Energien als Maßnahme gegen den Klimawandel ins Gespräch gebracht. Die Studie der Gruppe um Lindsay Krall von der Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company in Solna (Schweden) ist im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" ("PNAS") erschienen.

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Egal, ob kleiner oder großer Reaktor: Atommüll fällt immer an.

(Foto: imago images/imagebroker)

"Kleine modulare Reaktoren, die als die Zukunft der Kernenergie vorgeschlagen werden, haben angeblich Kosten- und Sicherheitsvorteile gegenüber bestehenden Leichtwasserreaktoren im Gigawatt-Maßstab", schreiben die Forscher. Allerdings hätten nur wenige Studien die Handhabung und Entsorgung ihrer nuklearen Abfallströme analysiert. Das Team um Krall untersuchte nun anhand von Lizenz- und Patentunterlagen kleinerer Reaktoren, welche Art und welche Menge radioaktiver Abfälle beim Betrieb und bei der Stilllegung entstehen.

Als Vergleichsmaßstab verwendeten die Wissenschaftler einen Druckwasserreaktor, den häufigsten kommerziellen Reaktortyp, mit einer elektrischen Leistung von 1100 Megawatt (1,1 Gigawatt). Bei den betrachteten kleineren Reaktoren handelte es sich um einen integrierten Druckwasserreaktor, einen Schnellen Brüter mit Natrium als Kühlmittel und um einen Flüssigsalzreaktor. Sie sollen überwiegend als kleinere Einheiten gebaut und dann zu größeren Anlagen zusammengeschaltet werden. Beim integrierten Druckwasserreaktor sind etwa zwölf solcher Einheiten in einem gemeinsamen Reaktorbecken geplant.

Größerer Aufwand zur Abschirmung

Schnelle Neutronen (Kernteilchen) lösen die Spaltungskettenreaktion aus, die zur Energiegewinnung in Atomreaktoren genutzt wird. Bei kleineren Reaktoren muss mehr Aufwand betrieben werden, um diese schnellen Neutronen von der Umgebung abzuschirmen: Während bei einem großen Druckwasserreaktor (3400 Megawatt Wärmeenergie) weniger als drei Prozent der freien Neutronen entweichen, sind es bei einem integrierten Druckwasserreaktor (160 Megawatt Wärmeenergie) mehr als sieben Prozent, berichten die Forscher. Entsprechend größer ist der Aufwand, der zur Abschirmung betrieben werden muss, und entsprechend größer die Menge radioaktiven Abfalls, die entsteht.

Die Forscher errechneten den radioaktiven Abfall der verschiedenen Reaktortypen im Verhältnis zur erzeugten Wärmeenergie. Der Müll beträgt beim herkömmlichen großen Druckwasserreaktor jährlich etwa fünf Kubikmeter pro Gigawatt Wärmeleistung. Beim integrierten Druckwasserreaktor ist die Menge etwa 2,5 Mal so groß, beim Flüssigsalzreaktor (400 Megawatt) etwa 5 Mal so groß. Wegen der großen Mengen an anfallendem Kühlmittel (Natrium) ist die Menge radioaktiven Mülls beim Schnellen Brüter sogar 30 Mal größer.

Mehr radioaktive Isotope in Brennstoffresten

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Kritisch sehen die Wissenschaftler außerdem, dass der Abbrand der Brennstäbe bei den kleinen Reaktoren geringer ist als bei den großen. Dadurch sind in den Brennstoffresten mehr radioaktive Isotope konzentriert als beim herkömmlichen Druckwasserreaktor. Es besteht deshalb eher die Gefahr, dass die kritische Masse für eine erneute nukleare Kettenreaktion im Abfall erreicht wird. Entsprechend müssten neue Behälter für die Endlagerung entwickelt oder die vorhandenen Behälter mit weniger radioaktivem Abfall befüllt werden.

"Zukünftige Studien sollten sich mit der Frage befassen, ob eine sichere Zwischenlagerung von Abfallströmen aus kleinen modularen Reaktoren im Zusammenhang mit einer anhaltenden Verzögerung bei der Entwicklung eines geologischen Endlagers in den USA glaubwürdig ist", schreiben die Forscher mit Blick auf die Situation in den Vereinigten Staaten, wo das Interesse an den Kleinreaktoren groß ist.

Quelle: ntv.de, Stefan Parsch, dpa

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