Brutreaktor

Was bedeutet Brutreaktor?

Ein Brutreaktor ist ein Kernspaltungsreaktor, der mehr nutzbaren Brennstoff (Plutonium-239) erzeugt, als er verbraucht. Brutreaktoren können fast 100 % der in Uran- und Thoriumerzen enthaltenen Energie nutzen, während die derzeit für die Kernenergieerzeugung verwendeten Reaktoren höchstens 1 % nutzen können. Sie können Abfall aus bestehenden Reaktoren als Brennstoff wiederverwenden, bis nur noch Spaltprodukte übrig bleiben.

Faust erklärt Brutreaktor

Breeder galten anfangs wegen ihres überlegenen Kraftstoffverbrauchs im Vergleich zu Leichtwasserreaktoren als attraktiv. Das Interesse an Züchtern ging nach den 1960er Jahren zurück, als mehr Uranvorkommen gefunden wurden und neue Methoden der Urananreicherung die Brennstoffkosten senkten. Derzeit gibt es ein erneutes Interesse an Züchtern, weil sie weniger natürliches Uran verbrauchen und weniger Abfall erzeugen würden.

Ein Brutreaktor benötigt eine anfängliche Beschickung mit spaltbarem Material, wie beispielsweise hochangereichertes Uran oder Plutonium, und einen Vorrat an fruchtbarem Material, wie beispielsweise natürliches Uran, abgereichertes Uran oder Thorium. Abhängig vom Brutverhältnis eines Reaktors kann er mehr oder weniger neuen Brennstoff produzieren.

Es besteht die Hoffnung, dass Brutreaktoren die aktuelle Generation konventioneller Reaktoren ersetzen können, wenn die Fortschritte in der Kernenergie weiter voranschreiten. Es gibt noch technische Hürden, um kostengünstige Brutreaktoren zu entwickeln. Plutonium-239 ist extrem giftig; Die Halbwertszeit des Materials ist extrem lang – etwa 24,000 Jahre. Dies könnte ein fast unmögliches Entsorgungsproblem schaffen, wenn große Mengen dieses Materials erzeugt werden. Außerdem kann Wasser aufgrund der Natur des Reaktorkerns nicht als Kühlmittel verwendet werden. Stattdessen muss flüssiges Natrium verwendet werden. Bei einem Unfall könnte sich eine Katastrophe entwickeln, weil Natrium heftig mit Wasser und Luft reagiert.

Viele Länder verfolgen seit langem schnelle Neutronenbrutreaktoren, die mehr spaltbaren Brennstoff erzeugen, als sie verbrauchen, da kostengünstiges Uran als Brennstoff in den meisten kommerziellen Kernkraftreaktoren nur begrenzt verfügbar ist.

Zwischen dem in den metallischen Komponenten dieser Reaktoren enthaltenen Kohlenstoff und dem zur Kühlung der Reaktoren verwendeten Natrium treten eine Reihe chemischer Wechselwirkungen auf – diese Wechselwirkungen können dazu führen, dass die Metallteile eines Systems korrodieren und schließlich zu Lecks führen.