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Das Risiko einer auf Thorium basierenden Kernenergie wäre akzeptabel
SPG/CHIPP-Jahrestagung: Maurice Bourquin über die Rolle von Thorium in einem zukünftigen Energiesystem
Der Klimawandel und die zukünftige Energieversorgung der Schweiz waren Gegenstand mehrerer Keynote-Vorträge auf der Jahrestagung der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft (SPG) und des Schweizerischen Instituts für Teilchenphysik (CHIPP) Ende August in Lausanne. Ein Referat zur gegenwärtigen Transformation des Schweizer Energiesystems stammte von Prof. Maurice Bourquin, ehemaliger Physikprofessor an der Universität Genf, Rektor der Universität Genf (1999 - 2003) und Präsident des CERN Council (2001 - 2003). Der 77-jährige Wissenschaftler stellte seine Rede unter den Titel "Thorium-basierte Systeme - Eine neue Richtung für die Beseitigung von Nuklearabfällen und für die Energieproduktion". Im Interview erklärt Bourquin, warum er weiterhin an die Kernkraft glaubt.
Prof. Bourquin, im Frühjahr 2017 hat die Schweizer Bevölkerung in einer Abstimmung beschlossen, dass in Zukunft in der Schweiz keine neuen Kernkraftwerke gebaut werden dürfen. War das Ihrer Meinung nach ein Fehler?
Maurice Bourquin: Im Mai 2017 hat die Mehrheit der Bevölkerung - nicht die ganze - für das vom Parlament vorgeschlagene Gesetz gestimmt, das die Produktion von Atomenergie im Land mittelfristig verunmöglicht. Ich verstehe immer noch nicht, wie diese Strategie umgesetzt werden könnte. Da nicht der ganze in der Schweiz benötigte Strom mit erneuerbaren Energien gedeckt werden kann, will die Regierung offenbar grosse Mengen Strom aus Deutschland importieren, der dort durch Kohlekraftwerke erzeugt wird, die viel CO2 emittieren. Das ist für mich nicht akzeptabel.
Stattdessen werben Sie für eine neue Art von Kernkraft: die Thoriumtechnologie. Ist es sinnvoll, Kernkraftwerke wiederbeleben zu wollen, während die schweizerische Gesetzgebung den Bau neuer Kernkraftwerke ablehnt?
Was Schweizerinnen und Schweizer entschieden haben, lässt sich nicht ändern. Aber die Schweiz ist nicht allein auf der Welt. Wenn Sie nach China oder nach Afrika reisen, sehen Sie, dass der weltweite Bedarf an Elektrizität enorm ist. Diese zusätzliche Energie darf aus Gründen des Umweltschutzes nicht durch Kohle, Gas oder Öl erzeugt werden. Ich sehe keine andere Alternative, als die Atomkraft zu nutzen.
Was wären die Hauptvorteile von Thoriumreaktoren im Vergleich zu den derzeit verwendeten Technologien zur Kernenergie-Erzeugung?
Die derzeitigen Kernkraftwerke verwenden Uran 235 oder Plutonium als Brennstoff. Dies ist nicht nachhaltig. Wir müssen nach einem alternativen Brennstoff suchen. Den gibt es tatsächlich: Thorium. Thorium arbeitet innerhalb des Reaktors während einer sehr langen Zeit, fünf bis zehn Jahre. So müssen sie den Brennstoff nicht alle paar Monate ersetzen wie im Fall von Uran. Im Reaktor ist weiterhin Radioaktivität vorhanden, aber das Risiko, dass diese in die Umwelt gelangt, ist hier viel geringer. Dank des langen Zeitraums, in dem das spaltbare Material im Reaktor verbleibt, ist es vor Proliferation zum Zweck des Atomwaffenbaus geschützt. Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass Thorium als Kühlmittel nicht auf Wasser angewiesen ist, sondern geschmolzenes Blei oder geschmolzenes Salz verwendet werden kann. Das erlaubt, den Reaktor bei Atmosphärendruck zu betreiben ud nicht bei Hochdruck wie heute üblich. Es besteht also keine Gefahr einer Kernschmelze des Reaktors wie in Three Mile Island/USA (1979), Tschernobyl/Ukraine (1986) oder Fukushima/Japan (2011). Ein Thoriumreaktor ist viel sicherer. Dritter Vorteil: Es gibt rund 500 Mal mehr Thorium als Uran 235 in der Welt.
Auch ein Thoriumreaktor produziert Radioaktivität, also werden Menschen, die die Nuklearenergie wegen der Radioaktivität ablehnen, auch Thoriumreaktoren ablehnen.
Es gibt da einen grossen Unterschied: Der Thoriumreaktor produziert viel weniger radioaktiven Abfall und dieser Abfall hat eine viel kürzere Lebensdauer. So ist der Abfall nur für einen Zeitraum von drei- bis fünfhundert Jahren gefährlich, nicht für Hunderte von Tausenden von Jahren. Dank dieses viel kürzeren Zeitraums wäre das Risiko der Kernenergie für die Menschen akzeptabel, denke ich.
Die Gesellschaft hat die Aufgabe, den vorhandenen Atommüll sicher zu lagern. Wie könnte die Thoriumtechnologie helfen, diese gewaltige Aufgabe zu meistern?
Mein Ziel besteht nicht darin, den vorhandenen hochradioaktiven Abfall zu lagern, sondern zu zerstören! Es ist nicht angemessen, die Abfälle für Hunderttausende von Jahren zu lagern. Ich würde es vorziehen, wir könnten diese hochaktiven Abfälle zerstören, indem wir einen Thoriumreaktor verwenden. Tatsächlich können wir die vorhandenen nuklearen Abfall als Brennstoff für einen Thoriumreaktor nutzen und gleichzeitig damit Strom erzeugen. Die Technologie dazu steht im Prinzip bereit, sie wurde am CERN getestet (allerdings ohne Stromproduktion). Das Konzept funktioniert. Im nächsten Schritt müssen wir eine Demonstrationsanlage bauen. Zu diesem Zweck könnte die Schweiz an einem der in China oder Russland bestehenden Projekte teilnehmen. Ich habe diese Projekte vor einigen Wochen besucht - sie sind bereit zur Umsetzung.
Sie sind Mitglied des International Thorium Energy Committee, einer Vereinigung von etwa 30 Wissenschaftlern und Bürgern mit Sitz in der Schweiz, die sich mit der Entwicklung von Thorium-Energiesystemen befasst. Im Zentrum stehen Accelerator-Driven Systems (ADS), also Systeme, die einen Bechleuniger nutzen. Was ist die Grundidee der ADS?
Thorium ist nicht unmittelbar spaltbar, es muss Neutronen einfangen, um innerhalb des Reaktors Energie zu erzeugen (Umwandlung von Thorium 232 in Uran 233). Die Frage ist: Wie produzieren Sie diese Neutronen? Ein innovativer Weg wäre, dafür einen Beschleuniger zu verwenden. Teilchenphysiker wissen sehr gut, dass ein hochenergetischer Protonenstrahl, der auf ein Ziel (target) gerichtet ist, Neutronen erzeugt. Diese Neutronen können Sie dann verwenden, um die Spaltreaktion im Thoriumreaktor zu starten. Wenn Sie den Beschleuniger ausschalten, stoppt die Reaktion sofort - eine ausser Kontrolle geratene Kettenreaktion kann nicht auftreten.
Für einen ADS-Thoriumreaktor benötigen Sie einen Beschleuniger wie sie am CERN eingesetzt werden. Bedeutet das, dass das CERN ein bevorzugter Ort für die Errichtung eines Thoriumreaktors wäre?
Das CERN hat die Aufgabe, Grundlagenforschung in der Teilchenphysik zu betreiben. Ein CERN-Beschleuniger darf daher nicht zur Erzeugung von Energie verwendet werden. Aber es gibt Zentren wie das Paul Scherrer Institut im Kanton Aargau, die über geeignete Beschleuniger verfügen. Ein anderer Weg wäre, einen Beschleuniger direkt am Ort des Thoriumreaktors zu bauen.
Die Idee eines Kernkraftwerks auf der Grundlage von Thorium wird seit den 1950er Jahren diskutiert, sogar noch früher. Warum warten wir immer noch auf den Durchbruch dieser Technologie?
In den 1960er und frühen 1970er Jahren unternahmen die Vereinigten Staaten grosse Anstrengungen, Kernkraftwerke zu entwickeln. Zu dieser Zeit haben die USA beschlossen, Uran als Brennstoff für ihre Kernreaktoren zu verwenden und nicht Thorium. Der Grund war, dass die Regierung von Richard Nixon eher Atomwaffen herstellen als Strom produzieren wollte. Also bauten die USA den gesamten Uran-Kreislauf aus – obwohl zu jener Zeit im Oak Ridge National Lab nachgewiesen wurde, dass Thoriumkraftwerke betrieben werden können.
Das bedeutet, dass die Thoriumtechnologie schon seit Jahrzehnten für die kommerzielle Energieproduktion bereit wäre?
Das hängt davon ab, auf welche Weise Sie den Thoriumreaktor bauen: Forscher in Japan oder Norwegen denken darüber nach, Thorium in einem Wasserreaktor mit hohem Druck zu verwenden. Dieser Ansatz ist weiter entwickelt, aber Sie verzichten auf den grossen Vorteil, mit atmosphärischem Druck zu arbeiten. Meiner Meinung nach dürfen wir nicht Wasser als Kühlmittel wählen, sondern flüssiges Blei oder flüssiges Salz, was es erlaubt, mit atmosphärischem Druck zu arbeiten. Es gibt entsprechende Projekte in den USA und speziell in China und Russland.
Bis wann, erwarten Sie, könnte ein solches Thoriumkraftwerk entwickelt werden?
Innerhalb von etwa fünf Jahren könnte eine Demonstrationsanlage entstehen, die sowohl Energie produziert als auch nukleare Abfälle vernichtet. Ich bin mir sicher, dass sich die Industrie für diese Technologie interessieren würde, weil ein riesiger Markt locken würde.
Die Schweizer Industrie?
Die Industrie im Allgemeinen. Die Schweizer Industrie ist derzeit nicht an Forschung und Entwicklung der Thoriumtechnologie interessiert, da es an Ressourcen mangelt.
Das bedeutet, die Entscheidung über die Thoriumtechnologie wird nicht in der Schweiz gefällt, sondern in Ländern wie China oder Russland?
Wenn die Schweiz ihre Meinung nicht ändert, ja, das denke ich.
In der Schweiz betreiben wir derzeit viel Energieforschung, um die Weichen für eine nachhaltige Energieversorgung mit erneuerbaren Energien zu stellen und eine wettbewerbsfähige Schweizer Cleantech-Industrie zu etablieren. Glauben Sie, dass öffentliches Geld besser in die Thoriumforschung investiert wäre?
Ein grosser Geldbetrag, etwa 13 Milliarden Franken, ist für die Behandlung von Atommüll reserviert. Schon ein kleiner Teil dieses Geldes könnte auf das umgelenkt werden, was wir tun, also auf die Forschung, wie man Atommüll zerstören kann, statt ihn unterirdisch zu lagern. Wir haben das Geld, um diese Forschung zu betreiben, ohne sie von der Forschung für erneuerbare Energien abzuziehen. Letztere ist notwendig, auch wenn die erneuerbaren Enerigen niemals den Teil der Elektrizität decken werden, der fehlen wird, wenn die fünf Atomkraftwerke in der Schweiz abgeschaltet werden.
Interview: Benedikt Vogel