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Die Energie aus Kernkraftwerken erfreut sich gerade wieder grösserer Beliebtheit, weil sie praktisch klimaneutral ist – doch die Probleme sind die gleichen geblieben: Abfälle und Unfälle. Ein fast schon vergessenes Reaktordesign, das auf der Verwendung von Thorium statt Uran basiert, könnte dies grundlegend ändern.
Kernenergie hat viele Vorteile: Sie generiert sehr viel Energie aus sehr geringen Brennstoffmengen. Bei der Stromerzeugung in Kernspaltungsreaktoren entstehen zudem praktisch keine Treibhausgase oder Russpartikel, die Kernenergie ist also klimaneutral und (diesbezüglich) umweltfreundlich. Die Stromerzeugung ist unabhängig von Wetter, Jahreszeiten oder Sonnenscheindauer. Doch natürlich gibt es auch Nachteile: Die Gefahr eines nuklearen Unfalls, bei dem grosse Mengen an Radioaktivität freigesetzt werden, ist zwar klein, aber nicht Null: im unwahrscheinlichen Fall eines solchen Unfalls würden ganze Landstriche unbewohnbar. Gerade für kleine Staaten wie die Schweiz, die nicht einfach die betroffene Bevölkerung in eine andere Ecke des Landes umsiedeln könnten (weil das ganze Land von der Katastrophe betroffen wäre), scheint das Risiko, und sei es noch so klein, untragbar hoch. Ein weiteres Problem sind die radioaktiven Abfälle, für deren sicheren Entsorgung noch kein Land weltweit eine definitive Lösung gefunden hat. Die Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennstäben, die es erlaubt, einen Teil des unverbrannten Brennstoffs wieder zu verwenden, ist teuer, gefährlich und stösst immer mehr auf politischen Wiederstand. Problematisch ist auch der militärische Missbrauch der Nukleartechnologie: unter geringer Abwandlung der Technik, die nötig ist, um Uran für die Verbrennung in Kernkraftwerken aufzubereiten, lässt sich hochangereichertes Uran für den Bau eines Typs von Atombomben (Uranbomben) herstellen. Aus dem Abfallprodukt Plutonium lässt sich ein weiterer Typ Atombomben bauen (Plutoniumbomben), die noch einfacher zu bauen und zu handhaben sind als Uranbomben.
Das Bedürfnis nach neuen Grosskraftwerken
Brauchen wir in der Schweiz denn neue Kernkraftwerke? Der bedarf an Strom steigt jährlich, während das Angebot begrenzt ist. Gerade in der Schweiz, wo rund 40% des Stroms aus Kernkraftwerken und rund 60% aus Wasserkraftwerken stammt, lässt sich die Stromproduktion kaum mehr gross steigern. Alternative Energiequellen haben sicher eine grosse Zukunft (insbesondere die Solarenergie, die das Potential hat, dereinst alle anderen Energieträger abzuhängen – dazu ein anderes Mal mehr), doch können Sie, vermutlich selbst bei starker Förderung, kaum den zusätzlichen Verbrauch abdecken, von der zurückgehenden Produktion von Kernenergie (Abschaltung alter Reaktoren) und Wasserenergie (Klimawandel) gar nicht zu reden. Falls sich in den nächsten Jahren kein spektakulärer Durchbruch in Sachen Kernfusion ankündigt, ist der Bau neuer Kernkraftwerke fast unumgänglich (die Alternativen, Gaskombikraftwerke oder Strom aus dem Ausland sind beide nicht attraktiv). Dazu kommt, dass sich mit der Elektrifizierung des Privatverkehrs in den nächsten Jahrzehnten (Umstieg auf Hybridautos, die in der nächsten Generation auch direkt an der Steckdose „aufgetankt“ werden können) wird den Stromverbrauch
förmlich explodieren deutlich ansteigen lassen.
Was, wenn wir nun einen neuen Typ von Kernspaltungsreaktor zur Hand hätten, die alle Vorteile der bisherigen Reaktoren besitzt (plus ein paar weitere), aber alle Nachteile nur in stark abgeschwächter Form aufweist? Wären wir bereit, die Entwicklung und Installation solcher Anlagen zu fördern, oder sind wir bereits zu sehr in der „Atom ist gefährlich“-Denkweise verfangen?
Thorium – die vergessene Alternative
Die Alternative heisst: Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren. Was zuerst arg chemisch und gefährlich klingt, ist in Wirklichkeit ein revolutionäres Reaktorkonzept, das ich im Folgenden etwas genauer vorstellen möchte. Thorium-Reaktoren verwenden als Brennstoff nicht Uran, sondern Thorium. Dieses Element ist in der Erdkruste rund drei Mal häufiger als Uran, so dass auch bei einem flächendeckenden, weltweiten Einsatz die Vorräte für Jahrhunderte gesichert wären. Zudem ist es in der natürlich vorkommenden Form praktisch nicht radioaktiv (im Gegensatz zum Uran, das in den natürlich vorkommenden Erzen wie Pechblende radioaktiv ist), die Halbwertszeit des einzigen, natürlich vorkommenden Isotops Thorium-232 beträgt über 14 Milliarden Jahre. Um dieses Isotop des Thoriums überhaupt erst spaltbar zu machen, muss es mit Neutronen beschossen werden – dann wandelt es sich in Thorium-233 um, das wiederum in wenigen Minuten zu Proactinium-233 zerfällt. Dieses muss nun von einem weiteren Neutroneneinfang geschützt werden, so dass es – in rund 27 Tagen – zu Uran-233 zerfallen kann.
Uran-233 wiederum ist ein hervorragender Kernreaktor-Brennstoff, mit dem sich eine Kettenreaktion aufrecht erhalten lässt: unter Neutronenaufnahme setzt Uran-233 weitere Neutronen frei, die weiteres Uran-233 zur Spaltung anregen – und nebenbei weiteres Thorium-232 zu Thorium-233 umwandeln, womit sich der Kreislauf schliesst. Die Spaltprodukte von Uran-233 sind wesentlich kurzlebiger: Der radioaktive Abfall würde bereits nach rund 300 Jahren nicht mehr gefährlich strahlen. Längerlebige radioaktive Nuklide werden nur in sehr geringen Mengen produziert. Zudem ist die totale Menge an radioaktiven Abfällen pro nutzbare Energie um etwa den Faktor 1000 kleiner. Dies liegt vor allem daran, weil rund 98% des Brennstoffs auch tatsächlich verbrannt wird, im Gegensatz zu Uran-Brennstoffen, wo die Brennstäbe nach rund 2-5% Verbrennung (je nach dem, ob Aufbereitet wird oder nicht) als Abfälle entsorgt werden müssen.
Eingebaute Sicherheit
Der spezielle Brennstoffkreislauf, insbesondere die Abtrennung des Proactiniums zum Schutz vor Neutronenstrahlung (diese Abtrennung ist notwendig, weil dem Reaktor sonst zu wenig Neutronen zur Verfügung stehen, um den Kreislauf aufrecht zu erhalten), erfordern ein spezielles Reaktor-Desgin. Dieses Design wird als „Flüssigfluorid“ (oder allgemeiner, „Flüssig-Salz“) Reaktor bezeichnet. Der Brennstoff wird der Reaktorkammer nicht in Form von festen Brennstäben zugeführt, sondern als Fluorid-Salz-Verbindung gelöst in einer anderen Fluorid-Lösung. Konkret würde im Fall des Thorium-Kreislaufs das Uran / Thorium mit jeweils vier Fluorid-Ionen verbunden und in einer Lithium-7-Fluorid / Berylliumfluorid Lösung transportiert. Fluoride sind äusserst stabile Verbindungen. Die Fluorid-Lösung fliesst durch den Reaktor, setzt das Thorium der Neutronenstrahlung aus und transportiert es danach, zum weiteren Zerfall zu Uran-233, wieder aus dem Reaktor heraus. Später wird das Uran-233 dem Reaktor wieder zugeführt, um nun gespalten zu werden und somit nutzbare Energie freizusetzen. Die Fluorid-Lösung befindet sich auf einer Temperatur von etwa 650°, bei Normaldruck. Im Unterschied zu herkömlichen Druckwasserreaktoren ist kein Überdruck erforderlich, was den Bau vereinfacht und verbilligt sowie mögliche Fehlerquellen eliminiert. Da der Brennstoff sich in einer Flüssigkeit befindet, müssen auch keine Brennstäbe gewechselt werden. Der Reaktor lässt sich jederzeit stoppen, in dem man den Zufluss der Flüssigkeit in den Reaktor verhindert. Ohne Uran-233-Brennstoff stirbt die Reaktion darauf sofort ab, was den Reaktor äusserst sicher macht. Zudem sinkt die Reaktivität des Brennstoffs mit zunehmender Temperatur: der Reaktor regelt sich also selbst, ein Explosion ist völlig ausgeschlossen.
Ein grosser Vorteil dieses Designs liegt darin, dass kein Uran-233 aus dem Kreislauf entfernt werden darf, da sonst der Reaktor zum Stillstand kommt. Uran-233 lässt sich zwar zumindest theoretisch für Atombomben verwenden – aber man kann nur eines der beiden haben, entweder Bombe oder funktionierender Reaktor. Zudem entsteht stets eine kleine Menge Uran-232, das starke Gammastrahlung aussendet, die sehr leicht zu identifizieren ist. Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren können also mit geringem Aufwand gegen den militärischen Missbrauch abgesichert werden. Da der Reaktor seinen eigenen Brennstoff erbrütet, braucht er auch keinerlei Anreicherungsanlagen (Zentrifugen), die sich für die Anreicherung von Uran missbrauchen lassen.
Thorium ist darüber hinaus ziemlich günstig. Um den ganzen Strom aus den Schweizer Kernkraftwerken durch Thorium-Reaktoren zu ersetzen, wären pro Jahr etwa drei Tonnen Thorium nötig. Bei einem Weltmarktpreis von 60 Dollar pro Kilogramm könnte damit mit rund 200000 Franken die Schweiz für ein Jahr versorgt werden. Uran ist im Gegensatz dazu rund fünf mal teurer (zudem braucht die Erzeugung der gleichen Menge Strom mehr Uran, wegen der geringeren Umwandlungseffizienz), Tendenz steigend.
Es ist sogar möglich, der Fluoridlösung bestehende radioaktive Abfälle heutiger Kernkraftwerke beizumischen. In diesem Fall werden diese zu kurzlebigeren radionukliden Zerschlagen: die Menge hochradioaktiven Abfalls liesse sich also verringern.
Fazit
Fassen wir also nochmals zusammen. Das Konzept des Flüssigfluorid-Thorium-Reaktors hat entscheidende Vorteile:
– Es ist sehr viel sicherer als herkömliche Designs, insbesondere sind herkömliche „GAU“s unmöglich
– Es entstehen rund 1000 Mal weniger radioaktive Abfälle, die zudem nach 300 Jahren ungefährlich sind
– Es besteht die Möglichkeit, bestehende radioaktive Abfälle mitzuverbrennen
– Es ist unmöglich, Uran oder Plutonium für den Bau von Atombomben abzuzweigen
– Thorium, der Ausgangsstoff für den Brennstoffkreislauf, ist sehr viel günstiger und weltweit häufiger als Uran
Warum werden denn nicht schon lange Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren gebaut? Zum einen hat sich die Entwicklung der Kernenergietechnik einseitig auf „Festkörper“-Kernreaktoren konzentriert. Die Erfahrung mit diesem Reaktortyp ist klein: in den USA, in Kanada und in Indien wurden bereits Reaktoren gebaut, die mit Thorium arbeiten, während Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren nur in den USA getestet wurden. Für die Ansprüche der Militärs jener Zeit, die eher einen schnellen Brüter im Sinn hatten, der grosse Mengen von Plutonium erzeugen konnte, genügte der Reaktor nicht den Ansprüchen, so dass die Finanzierung des Projekts in den 70er Jahren beendet wurde.
In den letzten Jahren aber hat das Interesse in Thorium als Brennstoff für Kernkraftwerke stark zugenommen, unter anderem auch wegen dem stark gestiegenen Uran-Preis. Länder wie Norwegen steigen heute in die Erforschung von Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren ein, Indien, das über gigantische Thorium-Vorräte verfügt, will ebenfalls diese Art von Reaktor voran treiben, nicht zuletzt, um von ausländischem Uran unabhängig zu werden.
Und wie sieht es mit der Schweiz aus?
Energy from Thorium – Blog mit Hintergrundinformationen zur Energieerzeugung aus Thorium
Bynaus schrieb, dass durch Kohleverbrennung 50000 Menschen im Jahr sterben. Gibt es dafür eine belastbare Quelle?
Etwas ist mir noch eingefallen:
Ein wertvoller Vorteil ist, dass
der Reaktor passiv gesichert ist,
beim Ansteigen der Temperatur sinkt die Zahl der Kernspaltungen, und wenn der Strom ausfällt versagt die aktive Kühlung des Freeze Plug, er schmilzt und der Reaktorinhalt erstarrt in einem Auffangbecken, in dem durch seine Formund die Abwesenheit eines Moderators keine Kettenreaktion mehr stattfindet. Dieser Inhalt entwickelt auch nicht viel Nachwärme, weil hochaktive Spaltprodukte kaum
im Reaktor sind, sie werden kontinuierlich entfernt.
Hab ichs soweit richtig verstanden?
Es ist wohl nicht nötig hier auf aktuelle Ereignisse hinzuweisen, die mit einem MSR nicht geschehen können.
Aber wie verhält es sich mit der angeschlossenen Wiederaufbereitungsanlage? Gibt es hier etwas das soviel Wärme abgibt, dass es jeden Behälter zerstören kann, wenn es nicht gekühlt wird?
Jetzt würde mich aber interessieren:
1. wo stehen in Deutschland die nie inbetrieb genommenen AKW? (ich dachte, so eine Baumafia-Pilgerstätte hätten nur wir uns in Zwentendorf geleistet, und ev. die USA irgendwo)
2. wieviel Tonnen radioaktive Abfälle kann man so mit 1 Tonne Thorium entsorgen?
3. ist es nicht wenigstens bedenklich, daß durch neue Grosskraftwerke die Dezentralisierung und damit Sabotage- und Versorgungssicherheit weiter verzögert wird?
(ganz abgesehen von der Korruptionsanfälligkeit bei zentralistischen Strukturen)
Eine schöne Grafik, die die Geschichte und das Potential von Thorium darstellt: http://www.wellhome.com/blog/wp-content/uploads/2010/12/Final-Thorium.png
1) Nein, mit Helfen ist nicht unbedingt Geld vom IWF gemeint. Fast alle Staaten der Dritten Welt, die heute über Atomreaktoren verfügen, haben dafür Hilfestellung von westlichen (oder häufig: sowjetischen) Mächten bekommen. Die haben die Reaktoren gebaut, Techniker ausgebildet, und so weiter.
Im NPT (Nicht-weiterverbreitungsvertrag) ist festgehalten, dass alle Länder, die noch keine Atomwaffen haben, auf deren Bau verzichten, dafür Hilfe bei der Entwicklung ziviler Atomtechnik erhalten. Die fünf ursprünglichen Atommächte hingegen müssen ihre Arsenale abbauen, was sie auch tun – wenn auch viel langsamer, als der Geist des Vertrag es IMHO zulassen würde. Gewisse Länder, die nicht zu den 5 Atommächten gehören und trotzdem die Bombe haben (wie Israel oder Indien) sind dem Vertrag nie beigetreten, können faktisch also machen, was sie wollen.
Zweifellos wird der NPT politisch missbraucht, zweifellos misst man mit unterschiedlichen Ellen.
Indien entwickelt übrigens Thorium-Reaktoren, weil es fast kein Uran, dafür sehr viel Thorium besitzt. Und zwar in Eigenregie. Zudem gibt es mittlerweile einige westliche Initiativen dazu, z.B. ThorEnergy in Grossbritannien.
2) Thorium ist ein sehr häufiges Element, es ist z.B. etwa 150 mal häufiger als Silber. Es braucht keine so speziellen Bedingungen, um abgelagert zu werden (Monazit-Sande) – deshalb ist es sehr wahrscheinlich, dass die \“stillen Vorkommen\“ weltweit verteilt sind. Was du vermutlich meinst, ist Bor – das stammt heute zu über 70% aus der Türkei.
zu 1) ja offiziel gesehen wird es so propagiert, aber betrachten wir die Sache mal praktisch. Mit Helfen meinst du verzinstes Geld von IWF und den anderen Weltbanken. Ich glaube kaum, das auf die lange Sicht für die armen ausgebeuteten Länder, sowas in Frage kommt. Und die Bedingungen, bei denen es verboten ist Atomtechnologie zu betreiben, sind ironischerweise die selben, an der sich viele der Mitglieder selber nicht halten, die USA als vorderster.
zu 2) das kann sein. Aber was ich meinte, sind die stillen Vorkommen. Bin mir aber trotzdem nicht sicher, muss nochmal nachsehen.
Im großen und ganzen ist meine Meinung, das man die Gefüge der Macht, in Hinsicht auf die Energie, zurzeit nicht ändern möchte. Deswegen wird auch nicht voll auf Wasserstoff als auf Öl umgestellt. Weil ne Menge Leute Geld verdienen, so wie die Sachen zurzeit stehen.
Zu 1) Das Recht, Uran anzureichern und zu friedlichen Zwecken zu nutzen, hat nicht nur jedes Land, die Industrieländer müssen den Entwicklungsländern sogar helfen, Atomtechnologie zu entwickeln, wenn diese das wünschen. So steht es im Nicht-Proliferationsvertrag, und so geschieht es auch (bloss dass die wenigsten Entwicklungsländer wirklich die Geldmittel haben, um Atomtechnologie anzupacken). Einzige Bedingung ist, dass militärische und geheime Programme verboten sind. Die IAEA hat das Recht, Inspektionen durchzuführen, um sicherzustellen, dass der Vertrag eingehalten wird.
Iran hat gegen das Verbot eines geheimen Programmes verstossen und steht deshalb unter politischem Druck.
Zu 2) Das stimmt nicht. Je 25% der weltweiten Thorium-Vorkommen liegen in Australien und Indien, der Rest verteilt sich ziemlich gut über die Welt.
MSR = Molten Salt Reactor.
Und mit MSR meinst du ?
Das ist es ja, der MSR istfast bis zur Praxistauglichkeit erforscht.
Naya diejenigen Länder, die gleiche Ansichten haben wie z.B. die USA, haben natürlich weniger Probleme bei der Nutzung der Atomenergie, als wie Venezuela, Iran usw.
Organisationen wie die IAEO beraten wer das Recht hat Atomenergie zu nutzen und wenn ein Land dies nicht akzeptiert wird es wirtschaftlich, durch Sanktionierung, bestraft.
Das mit Thorium meint ich so, das Sie erst gar nicht in diese Richtung forschen, weil es letztendlich diejenigen Länder mehr nützen würde bei denen diese Ressourcen auch vorkommen.
Die meisten Länder haben das Recht Atomenergie friedlich zu nutzen, und wie sollten die IL sie den hindern auf Thorium umzusteigen?
Und auch in den USA ist Thorium häufiger als Uran- nehme ich an.
Ich vermute einen politschen und wirtschaftlichen Hintergrund, wieso Uran Thorium vorgezogen wird.
1. Uran gibt den Grossmächten das fragwürdige \“Recht\“, den Schwellenländer den Bau von Atomkraftwerken, und den damit verbunden Wirtschaftsaufschwung, zu verbieten, da man diese Technologien/Anlagen für einen Krieg missbrauchen kann, was nebenbei sie selber tun. Somit haben nur sie das Privileg und die Vorteile der Atomtechnologie.
2. 80% der Thorium-Vorkommen liegen im Nahost, nämlich in der Türkei. Wenn die westlichen Länder, sich entscheiden würden, die Mehrheit der Atomenergie aus den Thorium zu gewinnen, dann hätte man einen Aufschwung in dieser Region und eine gleichzeitige Abhängigkeit besiegelt.
Nebenbei: Wenn ich mir die Weltgeschichte von der Antike bis heute so ansehe, sehe ich nur, kurz ausgedrückt, Machtkämpfe. Es ist wie ein Strategie-Spiel, bei dem es darum geht, dem Gegner auf jede Art und Weise zu schwächen, sei es politisch, wirtschaftlich, strategisch, kulturell etc. Ich weiß das meine Meinung anti-westlich klingt, aber aus meiner Sicht, sind die Dinge leider so.
Ich freue mich auf Kritik, da man nur dadurch etwas wirklich lernt.
Vielen Dank für die zahlreichen Auskünfte und Richtigstellungen.
Ich glaube, jetzt bin ich wirklich fertig.
Es bleibt abzuwarten,welche unerwarteten Schwiergkeiten bei einer großtechnischen Umsetzung bleiben.
Langlebige Isotope treten nur in sehr geringen Konzentrationen auf. Beryllium ungefährlich – nun, alle Elemente sind in der einen oder anderen Form gefährlich, und Gefahren gibt es überall. Das spricht auf jeden Fall weder spezifisch gegen die Atomenergie, noch gegen den Thorium-Reaktor (sonst würde es auch gegen die Kernfusion mit ITER sprechen).
Man wird alles unternehmen, um die Bildung von HF zu unterbinden (die Fluoridsalze selbst sind nicht korrosiv), z.B. in dem man reines Lithium-7 im Salz verwendet,um die Entstehung von Tritium zu unterdrücken. Es gibt keinen Grund, die \“Schmelze\“ zu entsorgen, man braucht sie ja wieder, wenn man den Reaktor wieder anwerfen will. Wenn man unbedingt muss, kann man die Schmelze durch \“Distillieren\“ wieder in ihre Bestandteile zerlegen und einzeln entsorgen oder wiederverwenden.
Und ja, stimmt. Der Moderator besteht aus Graphit. Das kann natürlich brennen, wenn es an die Luft kommt.
Bynaus hat am 23.07.2010 13:57:49 geschrieben…
(…)es gibt nichts, das brennen könnte…
Ich denke, der Moderator besteht aus Graphit?
Beim Entfernen unerwünschter Stoffe im Primärkreislauf, befüchrte ich das Entweichen gasförmiger Spaltprodukte,
die in z.T langlebige Isotope weiterzerfallen( z.B Caesium 135, Halbwertszeit 2,3 Millionen Jahre, und auch Beryllium ist zwar nicht radioaktiv, aber alles andere als ungefährlich.
Am meisten Kopfzerbrechen bereitet mir jedoch, ob das Material der Reaktorwand durch Jahrzehnte langen Kontakt mit heißer Fluoridschmelze und ungünstigenfalls HF brüchig werden kann.
Schließlich und endlich, wie entsorgt man die erstarrte Schmelze, wenn die \“Notabschaltung funktioniert?
Die Reaktorflüssigkeit, die gleichzeitig Reaktionsraum und Wärmetauscher ist, muss im Kreislauf (isotopenrein) wiederaufgearbeitet werden, richtig? Kann man die Abfälle gleich im Reaktor in Glag eingießen oder müssen sie hierzu zu einer anderen Stelle gebracht werden?
Diese Abfälle könnten in Glas eingegossen und dann in moderat gesicherten Lagerhallen gelagert werden. Selbst \“zehn- hunderttausende Tonnen\“ sind da kein grosses Problem, mit Chemieabfällen macht man das schon lange so.
Energiebedarf von 2010:~500 Exajoule nach http://www.wgbu/wgbu jg.2003.pdf S.139,(also eher zuvorsichtig angenommen, dass der Energiebedarf nicht weiter wächst) *50 Jahre vereinfachend gerechnet mit der Energiedichte von U235-Kernspaltung nach Wikipedia, etwas nach untengesenkt wegen des niedrigeren Atomgewichts von Thorium und des Massendefekts; wie gesagt eine Überschlagsrechnung,
natürlich würde auch nicht sämtliche Energie sofort aus Thorium gewonnen.
Aber dennoch frage ich mich, wie man zehn- oder hunderttausende Tonnen Atommüll 300 Jahre lagern will.
Bynaus, wie stellts du dir das konkret vor? Unter- oder überirdisch, staatlich, international,oder privat?
Kann man heute sagen, wie viel es kosten würde?
Denn es stimmt wohl, dass Kohleverstromung mehr Menschen getötet hat als Kernspaltung, aber ich befürchte das durch die Kosten und Genomschäden durch Atommüll letzlich auch Thoriumreaktoren mehr (zukünftig)kosten werden, als sie (heute) nutzen. Überzeuge mich vom Gegenteil!
Eine Überschlagsrechnung, die von durschnittlich weltweit benötigter Energie von 5*10^20 J ausging in den nächsten 50 Jahren, kam auf knapp 260000 Tonnen Spaltprodukte, wenn alles aus Thorium erzeugt würde,und wenn davon mehr auf die späten Jahre entfiele wäre nur ein kleiner Teil dan schon verfallen?
Wie will man das alles unter Kontrolle halten?
Alles was wir tun bürgt ein gewisses Risiko. Meine Stromrechnung ist jährlich 6000 Franken. Mit Thoriumkraftwerken würde dieser Betrag wohl massiv Schrumpfen und ich könnte mehr Geld für meine Gesundheit (im Alter) sparen bzw ausgeben. Verseuchtes Wasser und Agrarland dank eines Thoriumrekators ist nahezu ausgeschlossen. Selbst wenn der Reaktor explodiert, es kann keine Kernschmelze geben. Neues Thorium (Brennmaterial) fliesst nicht mehr zu. Der worst case ist absolut kalkulierbar. Schlussendlich muss dieser neue Reaktor gegenüber existierenden Stromquellen deutliche Vorteile haben, auch finanzielle. Wenn X Leute wegen der Strahlung Krebs kriegen, mit der Einsparung jedoch bei 10X Personen krebs entfernt werden kann, dann rechnet sich die Sache. Und ja, Staudämme können auch brechen und die Leute ertrinken. Atomgegner, cool down!
Und auch wenn die Schäden an Menschen gering sind, ist der wirtschafliche Verlust durch die Vorsichtsmaßnahmen,die eine verantwortungsvolle Regierung ergreifen muss, enorm. Wenn die Radioaktivität in kontaminiertem Ackerland und Gewässern langsamer abklingt, als neue hinzukommt, können sich auch kleine Mengen entwichenen Material sich in Jahrzehnten aufsummieren, wenn wir die Energieversorgung der Welt auf Thorium stellen wollen, und zu diesem Zweck hunderte Reaktoren errichten.
Es gibt Alternativen, die bezahlbar werden könnten, zB Wellenkraftwerke und solarthermisch betriebene Sterlingmotoren.
Nein ich habe nicht von einem Störfall im Betriebsablauf, sondern bei der Lagerung, Entsorgung, wie auch immer, der Spaltprodukte geschrieben.
Außerdem zeigen sich viele Folgen von Radioaktivität erst nach Jahrzehnten, und sind von anderen Faktoren(Z.B Folgen niedrigeren Einkommens nicht immer zu unterscheiden.
Tschernobyl könnte als (ungewolltes, tragisches) Experiment zu dieser Frage betrachtet werden – dort wurden neben Iod auch diese beiden Isotope freigesetzt. Es hat sich gezeigt, dass die einzigen nachweisbar zusätzlichen Krebsfälle (also jene, die über dem \“natürlichen\“ Hintergrund lagen) von radioaktivem Iod kamen: Und das auch nur, weil Iod in der Schilddrüse stark konzentriert wird. Da radioaktives Iod (I-131) eine sehr kurze Halbwertszeit (von 8 Tagen) hat, kann man praktisch alle diese Krebsfälle verhindern, indem man dafür sorgt, dass die Menschen im betroffenen Gebiet mit Iod(tabletten) versorgt werden, so dass die Schilddrüse das radioaktive Iod nicht mehr aufnehmen kann.
Mal ganz abgesehen davon: Ein Reaktorunfall wie Tschernobyl ist bei einem Flüssigsalz-Thorium-Reaktor sehr unwahrscheinlich. Es gibt nichts, was brennen könnte, der Reaktor ist selbstregulierend (je heisser, desto weniger Reaktionen können stattfinden) und selbstsichernd (eine zu heisse Reaktorflüssigkeit schmilzt die Freeze Plug womit die Reaktion zum Erliegen kommt). Such mal nach Liquid Fluoride Thorium Reactor, LFTR.
Thorium-Reaktoren sind total andere Maschinen, ein ganz anderer Ansatz zur Kernspaltung, als die Atomreaktoren, die wir heute kennen. Es wäre schade, wenn man die beiden nur aus Ignoranz in denselben Topf werfen würde.
Dann würde ich gern wissen, was im Falle der Freisetzung von Spaltprodukten wie Cäsium137 und Strontium 90 zu tun wäre
die sich in vielen Lebewesen anreichern, weil sie chemisch den Mengenelementen Kalium und Calcium ähneln)
Weil in einer kommerziellen Thorium-Wirtschaft IMMER Unfälle zu erwarten sind.
Zwar haben sich radioaktive Isotope im Naturreaktor Oklo über zwei Milliarden Jahre kaum ausgebreitet, aber eine Gesteinsschicht ist nur so lange von der Biosphäre abgeschlossen, so lange der Mensch keinen Zugang legt, um Abfall hinein und eventuell wieder herauszubefördern
Mit schnellen Brütern (wie dem Thorium-Reaktor) gibt es keine Langzeit-\“Endlager\“ für Atommüll, weil deren radioaktive Abfälle keine langlebigen (~10000+ Jahre Halbwertszeiten) Transurane mehr enthalten, sondern fast nur noch Spaltprodukte, deren Radioaktivität in Jahrzehnten bis wenigen Jahrhunderten abklingt. Sicher würden zunächst Thorium-Reaktoren zusätzlich zu den bestehenden Reaktoren gebaut – langfristig könnten sich letztere aber nicht durchsetzen, nur schon aus Gründen der Wirtschaftlichkeit.
Thorium-Reaktoren haben das Potential, Strom in grossen Mengen zu produzieren, zu einem Preis, der günstiger ist als bei der Kohle – und praktisch ohne Gefährdung der Umwelt. Das ist so ziemlich genau das, was wir brauchen: eine CO2-freie Technologie, die den von unserer Hochzivilisation nun mal benötigten Strom (es gibt jede Menge Gründe, warum wir eben sehr viel mehr Energie brauchen als in der Antike…) zu einem sehr geringen Preis herstellt.
Ich habe ernste Zweifel an der Atomenergie, weil ich die Kosten für die Endlagerung für unkalkulierbar halte. Man kann sich nie sicher sein ob Wasser in ein Endlager eindringt, muss wie bei der Asse in Deutschland teure Reperaturmaßnahmen vornehmen oder den Atommüll aus dem Lager wieder herausholen,ohne Erfolgsgarantie, im Unglücksfall könnten Trinkwasserreserven verstrahlt und Agrarland unbrauchbar werden.Es drohen höhere Gesundheitskosten, wenn radioaktives Jod in der Nahrungskette zu Schilddrüsenkrebs führt, Strontium sich in Milch und Knochen anreichert und Polonium von Tabakpflanzen akkumuliert wird, was das Rauchen noch gefährlicher macht, als es ohnehin schon ist Zudem sind (vermutlich)geeignete Gesteinsformationen selten und schlecht zugänglich, sodaß gewinnorientierte Entsorger bald auch zweit- und drittklassige Standorte nutzen würden.Die Kosten für die Endlagerung könntensehr schnell steigen, wenn die geeignetsten Stätten voll sind oder man aus Fehlern lernend andere sicherheitsstandards setzen muss. Ist Radioaktivität einmal in durchlässiges Gestein entwichen, steigen die Sanierungskosten ins Unermessliche, etwas ähnliches geschiecht gerade im Golf von Mexiko, wo die Schadensbegrenzungsmaßnahmen bereits jetzt den Wert des geförderten Öls von \“ Deep Water Horizon\“ übersteigen, und man müsste aus Vorsichtsgründen die Regionen für andere Zwecke meiden, z.B. für wichtige Verkehrswege und den Bergbau. Im Falle des Entweichens von Radioaktivität wäre auch sehr schwer zu entscheiden,ob man eingreift und alles möglicherweise verschlimmert oder eine gewisse Zusatzbelastung zur natürlichen Radioaktivität toleriert; man muss realistisch annehmen, dass ein teurer Zick-Zack-Kurs von den verschiedenen Interessengruppen eingeschlagen wird, an dessen Ende eine Fehlentscheidung oder jahrelange Stagnation steht, dass Sanierungsmaßnahmen begonnen und wieder abgebrochen werden. Weil die Kosten für die Kernenergie noch nicht feststehen,halte ich Kohlekraftwerke für das kleinere Übel, an die Auswirkungen des Klimawandels können wir uns anpassen, weil wir ohnehin aufgrund des Bevölkerungswachstums neue Technologien für Energie- und Stoffkreisläufe finden werden müssen.
Thorium-Flüssigsalzreaktoren sind allenfalls denkbar als Mittel zur Schadensbegrenzung der Kernspaltung, aber man darf nicht annehmen, dass sie statt der üblichen Leichtwasserreaktoren etc.gebaut werden würden, sondern zusätzlich, sie würden den Ausbau erneuerbarer Energien gefährden. Ich nehme an, dass sich in Folge der Energie knappheit die Wirtschaftsstruktur verändern wird: In Zukunft werden schwere , billige Dinge dort produziert, wo sie gebraucht werden, oder die Menschen ziehen dorthin, wo sie gebraucht werden. Lokaler Mangel an bestimmten Stoffen wird durch Technologie kompensiert weden: Kohlenstofffasern statt Stahl, Gewächshausanbau von Baumwolle und anderen Pflanzen in statt energieaufwändiger Transport, in Wüstengegenden auch von Getreide mit weitgehender Kondensation des Transpirationswassers. Es gibt keinen Grund,dass wir um Größenordnungenmehr Energie brauchen als die Menschen der Antike
In heutigen radioaktiven Abfällen gibt es zwei Komponenten: Erstens die Aktiniden, die durch Neutroneneinfang am Uran des Brennstabs entstehen, anderseits die Spaltprodukte. Erstere haben typische Halbwertszeiten von einigen 100000 Jahren, letztere von etwa 30-100 Jahren. Die Aktiniden sind der Grund, warum radioaktive Abfälle so lange gelagert werden müssen, aber die Strahlung wird dominiert von den Spaltprodukten. In Thorium-Abfällen gibt es keine Aktiniden, denn der Thorium-Reaktor ist vom Typ her ein \“schneller\“ Reaktor, der letztlich alle Aktiniden verbrennt (deshalb könnte man ihn ja auch mit radioaktiven Abfällen betreiben). Da die Aktiniden (v.a. unverbranntes Uran-235, Uran-238 und Plutonium) den grössten Anteil am Volumen haben, ist der Umfang der beim Thorium-Reaktor anfallenden Abfälle viel geringer, und deren Aktivität klingt – dank der fehlenden Aktiniden – innert weniger Jahrhunderte ab.
Aber, Alpha-Strahler sin am gefährlichsten wenn sie in den Körper gelangen,über Essen ode Atmung, weil sie vollständig vom Körper absorbiert werden. Ich sprach auch von der schieren Energie,
nicht der Äquivalentdosis oder ähnlichem. Und die Strahlung des heute nicht umgesetzten U238 ist doch wohl vernachlässigbar. und ich glaube, pro gespaltenem Kern treten immer ungefähr 2Tochternuklide auf.Natürlich ist kompakterer Abfall leichter zu lagern, da hast du Recht.
Nein, nicht zwingend. Es fällt zum einen sehr viel weniger Abfall an. Zudem kommt es darauf an, nach welchem Modus (Alpha, Beta, Gamma) die Teilchen zerfallen und welche Energie sie haben. Alles in allem ist die Strahlenbelastung geringer.
Wenn die Abfälle kürzer radioaktiv sind , heißt das aber, dass sie in diesem Zeitraum die Strahlungsmenge abgeben,wie andere Spaltprodukte in hunderttausenden Jahren,also stärker radioaktiv sind, oder?
Super Atikel …
Jetzt fehlt noch ein Artikel zu den bekannteren „Schnellen Brütern“ und eine wo beide KW-Technologien mit einander verglichen werden …
Mit den Titel „Thorium-Reaktor vs. Schneller Brüter“ …
Wäre sicher interessant … … …
FG Thanathos
der MSR Reaktor hat in der Tat einige Vorteile.
Nicht genannt wurde die gute Teillastfähigkeit
Nicht genannt wurde auch die Möglichkeit Prozesswärme zu gewinnen.
Auf der anderen Seite ist es unredlich lediglich die geringen Brennstoffkosten zu benennen. Es ist genauso unredlich wie die Aussage, da die Sonne umsonst sei. Der Hauptkostenanteil einer jeden Kernstromerzeugung sind die Baukosten eines Kraftwerks.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der MSR Reaktor eine eigene Wiederaufbereitung benötigt. Dies dürfte die Baukosten erhöhen.
Ich habe auf meiner Homepage (oekoreligion npage googlen) im Artikel \“Zukunft der Kernenergie\“ den MSR Reaktor etwas detaillierter erlaäutert.
Vandale
Ich habe kürzlich von sogenannten Traveling Wave Reaktoren gelesen die ebenfalls ihren eigenen Brennstoff aus nuklearem Abfall erbrüten können und vom Konzept her einfacher sein dürften.
Eine Abhandlung darüber deinerseits wäre bestimmt interessant zu lesen.
Das Thoriumkonzept ist sicher interessant und wäre auch mit heutiger Technologie gut umsetzbar. Aber auch herkömmliche Nuklear technologie könnte wesentlich bessere Energieausbeuten liefern, wenn der Brennstoff in einem geeigneten schnellen Brüter (ich weiss, ein ungern gehörter Begriff) schliesslich fast ganz in Energie umgesetzt würde. Somit würden nicht >80% der verfügbaren Energie weggeworfen (oder endlos zwischengelagert) sondern insgesamt etwa 92 % und nicht nur ca. 5% der im Brennmaterial vorhandenen Energie genutzt. Vorteil: Es blieben sehr wenig Abfall und bombenfähiges Plutonium übrig. Nachteil: Anstatt das hoch plutoniumhaltige Brennmaterial vollständig zu verbrennen, kann Plutonium für die Kernwaffenproduktion abgezweigt werden. Vom Standpunkt der Energieausbeute macht die heutige Nutzung des Brennmaterials jedenfalls nicht viel Sinn.
Ja, wenn man den Reaktor selbst ersetzt, wäre das wohl schon denkbar. Auch ein Thorium-Reaktor braucht einen Kühlturm, z.B. Allerdings gibt es auch Unterschiede im Betrieb, so dass über den Reaktor hinaus noch weitere Anpassungen nötig wären.
Ist es denn machbar, ein normales AKW in ein Flüssigfluorid-Thorium-AKW umzuwandeln? Also die vorhandene Infrastruktur eines herkömmlichen AKWs zu nutzen und dann einfach einen solchen Reaktor reinstecken?
Ich denke an die vielen nicht in Betrieb genommen AKWs in Deutschland (über die Lage bei euch in der Schweiz weiß ich nicht bescheid).
Das wäre bestimmt lukrativ.
Es ist kein Perpetuum Mobile, weil ja Thorium konsumiert und radioaktiver Abfall produziert wird.
Ehrlichgesagt wundert mich der Kreislauf ein wenig, da er fast klingt wie ein Perpetuum Mobile, zumindest hört es sich in dem Artikel so an als würde der kreislauf, einmal in Gang gesetzt, endlos weiterlaufen können.
Dennoch sehr interessant.
Richtig, da sollte \“Uran und Plutonium\“ stehen (Korrektur folgt sogleich). Warum auch Uran? Uran-233 lässt sich allenfalls für den Bau von Atombomben verwenden. Entfernt man es aber aus dem Thorium-Kreislauf, so funktioniert dieser nicht mehr.
Eine Richtigstellung zu den obigen Erklärungen:
\“Es ist unmöglich, Uran für den Bau von Atombomben abzuzweigen\“
Es sollte stehen \“.. unmöglich, Plutonium für den Bau ..\“ etc.
Uran abzweigen kann man überall im Verarbeitungs und Anreicherungsprozess. Nur wird das Uran für KKWs nur auf 4 bis 5% Uran 235 angereichert.
In den Uran 235 spaltenden Standard PWR und BWR Reaktoren wird Plutonium 239 durch Neutronenbeschuss aus Uran 238 generiert. Dieses Plutonium könnte bei der Wiederaufarbeitung abgezweigt werden und waffenfähig gemacht werden. In den Thoriumspaltreihen kommt Plutonium nicht vor.
Zu den Beiträgen der überinformierten und untergebildeten Grünen Glaubensgemeinschaft erübrigen sich jede weiteren Kommentare, der Inhalt bewertet das Kernphysik- und Kerntechnik-Wissen der Glaubensgenossen zu Genüge.
1. In der Tat bin ich darauf nicht eingegangen. Da Thorium aber ein nuklearer Brennstoff ist, und nukleare Brennstoffe so viel höhere Energiedichten haben als chemische, dürften – ganz generell gesehen – die Umweltschäden durch Abbau von Thorium sehr viel kleiner ausfallen als durch den Abbau von chemischen Brennstoffen wie etwa Erdöl oder Kohle.
2. 300 Jahre sind ein absehbarer Zeitraum. Man bedenke, dass man im Moment Endlager für 10000ende von Jahren plant. Da sind Experten am Werk, und man braucht das Endlager nicht viele Kilometer unter einem Berg wegzuschliessen. In Kombination mit den quantitativ sehr viel geringeren Mengen von Thorium-Abfällen vs. Uran-Abfällen ist das gut machbar.
3./4. Die Energiegewinnung aus Kernenergie ist sicher effizient – es wird mehr Energie produziert als hineingesteckt wird. Die Frage ist wenn schon, ob das ganze wirtschaftlich ist. Die Kernkraft wird ja tatsächlich stark staatlich subventioniert – aber das kommt eben davon, dass da auch noch andere Interessen hineinspielen. Garantierte Grundlastversorgung etwa, ein absoluter wirtschaftlicher Standortvorteil. Oder die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen. Heute, Klimapolitische Aspekte.
5. Es geht bei der Thorium-Energie nicht um Energieeinsparung, sondern darum, dass man nukleare Energieerzeugung auch ohne die vielen Nachteile der Uran-Spaltung haben kann.
6. Fakt ist, dass von allen grossindustriellen Energiequellen die Kernenergie die niedrigste Anzahl Tote und Geschädigte vorzuweisen hat. So sterben zum Beispiel jährlich etwa 50000 Menschen an den direkten Folgen der Kohleverbrennung.
Es geht mir hier keineswegs darum, die Energiegewinnung aus Uran zu verteidigen oder über den grünen Klee zu loben. Das dürfte wohl aus dem Artikel deutlich genug hervor gehen. Es geht darum, dass es eine kaum bekannte, kaum beachtete Alternative zur bisherigen Energieproduktion aus Uran-Kernspaltung gibt, die alle ihre Vorteile, aber kaum Nachteile (oder wenn, dann in deutlich abgeschwächter Form) hat. Dass das eine Horrorvorstellung für eingefleischte Kernkraftgegner, die ihre Ablehnung gegen das böse Atom mit der Muttermilch aufgenommen haben, ist, ist mir natürlich auch klar. Der Artikel richtet sich daher auch nicht an diese Personen, sondern an jene, die daran interessiert sind, das kommende Energieproblem der Menschheit pragmatisch anzupacken.
\“klimaneutral und umweltfreundlich\“ ???
prima von der kernkraftlobby abgeschrieben.
1. die umweltschäden und kosten der förderung wurden ausgeklammert.
2. die folgekosten – selbst von nur 300 jahren \“endlagerung\“ sind unvorhersehbar, denn sie können durch geologische veränderungen (grungwasseranstieg, geolog. verschiebungen, einstürze der lagerstätten) explodieren.
3. diese folgekosten tauchen in keiner aktuellen kosten-nutzen-rechnung der atomlobby auf, um diese folgekosten des gewinnstrebens der atomlobby soll sich \“der staat\“ kümmern, also sollen wir alle die tragen.
4. die ineffizienz der enegiegewinnung aus kernkraft wird nur verschleiert durch staatl. förderprogramme & beteiligungen und die fehlenden förder- und folgekosten in der gesamtrechnung.
5. wie auch beim 1-liter-auto besteht kein interesse der wirtschaft an der entwicklung energiesparender technik. die möglichkeiten der energieeinsparung, verantwortungsvoll mit den resourcen auf mit blick auf zukünftige generationen umzugehen, würden viel mehr zur sicherung der energieversorgung beitragen.
6. die möglichkeit tiefgreifender schädigungen von möglicherweise hundertausenden opfern über den zeitraum von vielen GENERATIONEN hinweg durch unfälle, sabotage oder angriffe ist an zynismus und kaltschnäuzigkeit kaum zu überbieten.
7. es GAB bisher schon solche fast-katastrophen, die von den betreibern nur verschleiert wurden. wir haben bisher nur \“glück\“ gehabt.
schaut mal bei wikipedia vorbei, unter \“Kernenergie#Kritik\“
genau dasselbe wie mit den geothermie-doppel-kraftwerken:
billig, sicher, überall machbarbar, pracktisch unerschöpflich, naturfreundlich,…
und TROTZDEM machen das so wenige.
hinzu kommt noch, das die technologie der geothermie-KWs einfach simpel ist und die vorteile selbstverständlich sein müssten.
aber trotzdem gibt es die kaum,
halt weil sie nicht so bekannt sind.
\“Vergessene Alternativen\“ – traurige geschichten
Die heutigen Reaktoren liefern kein Uran – höchstens eine militärische Abwandlung des Anreicherungsprozesses für die Uran-Reaktoren tut das. Sie liefern allerdings Plutonium, was aber eher ein Problem als ein Vorteil ist, da heute keine neuen Atombomben mehr gebaut werden (und wenn doch, kommt das Uran/Plutonium dafür aus anderen, veralteten Sprengköpfen).
Die Grossmächte könnten jedoch tatsächlich ein Interesse für Thorium-Reaktoren entwickeln, wenn sich herausstellt, das man so Schwellenländern Atomenergie für zivile Zwecke zur Verfügung stellen kann, ohne ihnen gleich auch das Potential zum Bau einer Atombombe in die Hand zu drücken.
Um \“Profit\“ kann es bei Atomreaktoren heute auch nicht gehen. Die meisten von ihnen sind nicht besonders profitabel und halten sich nur dank direkten und indirekten staatlichen Subventionen (z.B. über gesetzlich verankerte, unrealistisch tiefe Versicherungsprämien) über Wasser halten.
Der Hauptgrund, dass man nicht umsteigt, liegt vermutlich wirklich einfach darin, dass die Technologie noch nicht reif ist und ein Umstieg mit grossem Aufwand verbunden wäre.
naja..
man sollte vielleicht mal aus der sicht der atommächte denken.
warum sollte man auf Flüssigfluorid-Thorium-Reaktoren umsteigen wenn die jetzigen doch so billig uran für die atombomben liefern?
den meisten geht es wirklich nur um den profit.
Mit Lokalpatriotismus meinte ich, dass ich die Entwicklung einer völlig neuen Kraftwerkstechnik eher von einem der grossen globalen Konzerne erwarte. Aber vielleicht denke ich ja damit in die falsche Richtung.
Wieso mein Post am 23:06 nochmal reinkam kann ich mir nicht erklären, tut mir leid.
Lokalpatriotismus? Das musst du mir erklären…
Ich denke, der Hauptgrund ist, dass es eine ganz andere Entwicklungsschiene ist, mit der man kaum Erfahrung hat. Ein bisschen wie mit den Nurflüglerflugzeugen: die wären auch recht effizient und geräumig, aber die Entwicklung ging nun mal in eine andere Richtung, ein Wechsel wäre ein Experiment und unter Umständen ein Risiko.
Bis zu dem Abschnitt:
Warum werden denn nicht schon lange…
hab ich auf den Haken an der Sache gewartet, ich kann mir nicht vorstellen, dass die grossen Energiekonzerne ein gewinnbringendes Konzept einfach „vergessen“?!?
Ist mangelnde Erfahrung mit der Technik wirklich der einzige Hinderungsgrund?
Aber alle Achtung für deinen Lokalpatriotismus ;-))
Worauf also warten ? bauen,bauen,bauen 🙂