OT: Thorium - Kernbrennstoff der Zukunft? Salzwasser- oder Flüssigsalzreaktoren inhärent sicher? Billige Energie im Überfluß?
Literaturhinweis 
, Montag, 03.10.2016, 06:34 vor 3440 Tagen 5290 Views
bearbeitet von unbekannt, Montag, 03.10.2016, 17:22
Das Konzept, Kernkraftwerke statt auf der Uran- oder Plutonium (U/Pu) -Zerfallsreihe auf dem reichlich vorhandenen Thorium (Th) aufzubauen, geistert 'alle Jahre wieder' durch die Medien.
Erst kürzlich waren thoriumbasierte 'Flüssigsalzreaktoren' hier Thema (wie auch kurz nach Fukushima), und soeben wurde ein angeblich 'inhärent sicherer' Salzwasser-Reaktor, der nur seitens industrieller und/oder militärischer Interessen unterdrückt und daher nie weiterentwickelt wurde und dadurch 'eingeschlafen' ist, erwähnt.
Diesem Reaktor wird auch zusätzlich noch das Prädikat angedichtet, daß es bei ihm 'keinen GAU' geben könne.
Mit Verlaub, letzteres ist schon vom Wortgebrauch her ein Widerspruch in sich:
Keine "GAU-Gefahr" bei bestimmten Reaktorbaulinien???
"GAU" bedeutet 'größter anzunehmender Unfall', das sind diejenigen Unfallszenarien bei einer technischen Anlage, denen sie sicher standhalten muß. Der "GAU" ist also im Rahmen des gewählten Sicherheitsniveaus ungefährlich, zumindest für die Umgebung, wenn nicht gar auch für die Bedienmannschaft!
Die Idee dahinter ist das sog. "akzeptable Restrisiko". Dieses wiederum bezeichnet die Auswirkungen auf Menschen, Material und Umgebung, die 'man' (die Gesellschaft als Ganzes, der Gesetzgeber, evtl. die Anrainerstaaten) gerade noch zu tolerieren bereit ist. Da die Unfälle, die diese Auslegung überschreiten, nicht versicherbar sind, wird die Haftung ausgeschlossen/limitiert und die Gefahren werden 'weggerechnet'.
Demgegenüber steht am anderen Ende der Skala der "GMU" der größtmögliche Unfall. Zwischen GAU und GMU liegen die sog. "Super-GAUs", d.h. Unfallabläufe, die angeblich nicht eintreten sollten, aber technisch natürlich könnten, was jedoch durch Anlagenauslegung und Betriebsvorschriften 'sicher' verhindert werden soll. Sie gehen also dennoch über den GAU hinaus (lateinisch 'supra').
Das, was in Fukushima 2011 gleich mehrfach passiert ist, waren keine "GAUs", sondern "Super-GAUs", d.h. die vorhergesehenen Unfallfolgen des auslegungsrelevanten GAU wurden deutlich überschritten. Wäre der oder mehrere GMUs, größtmögliche Unfälle eingetreten, und hätte der Wind in den ersten Wochen des Unfalls landeinwärts geweht, wäre Japan ganz oder größtenteils nicht mehr bewohnbar!
Ob es dahin kommt, war in den ersten Tagen der Fukushima-Katastrophe nicht abzusehen. Die Evakuierungsmaßnahmen waren daher zu zögerlich und fahrlässig zu gering bemessen. Das Umsiedlungsangebot des damaligen russischen Präsidenten Medwedjew war nicht nur ein propagandistischer Schachzug, sondern hatte einen realen Bezug zum Geschehen und fußte sicherlich auf Stellungnahmen seiner reaktortechnischen Berater, die zu den besten der Welt zählen.
Noch ist Fukushima weder für Japan noch für Süd-, Mittel- und Nordamerika etwa ausgestanden, im Gegenteil: nur die Berichterstattung wird in USA und Kanada unterdrückt, während die Verseuchung des Pazifik sich täglich weiter verschlimmert.
Mit anderen Worten: selbstverständlich hat auch ein Salzwasser- oder Flüssigsalz-Reaktortyp GAU-, also größte anzunehmende Unfallverläufe. Und zu vermuten steht, wie bei allen bisherigen Reaktorkatastrophen, daß sich die tatsächlichen Unfallverläufe nicht an die feuchten Träume derer halten werden, die verordnet haben, daß sie bitteschön (zu unseren Lebzeiten) nicht zu passieren hätten.
Jedes Unfallszenario, das gravierende Auswirkungen auf die Umwelt hat oder zu z.B. einer Kernschmelze führt (Tschernobyl, Harrisburg, Fukushima) ist bereits ein Super-GAU, eine Katastrophe, der/die "gar nie nicht, niemals, überhaupt nie, undenkbar, Sie spinnen wohl, sowas zu behaupten" nicht vorkommen dürfte! Denn zum Schutze der Bevölkerung und um deren Akzeptanz dieser 'fortschrittlichen' Technologie zu sichern, muß vor allem vor einer Strahlenbelastung geschützt werden, die die genehmigten Grenzwerte überschreitet.
Das ist die Definition des "größten anzunehmenden Unfalles". Alles darüberhinaus ist nicht vorgesehen.
Insofern gibt es auch beim 'inhärent' sicheren Reaktortyp irgendeinen ('größten anzunehmenden') Unfallverlauf, einen 'Fehlerpfad', der als auslegungstypisch 'beherrschbar' betrachtet wird und es gibt darüberhinaus den (mehrere) Super-GAU(s) und dann den größtmöglichen Schadensfall, den niemand, auch der stolze Erfinder nicht, erleben möchte.
Wenden wir uns nun der Frage zu, ob diese Reaktorbauweisen, bei denen der Kernbrennstoff nicht in fester Form (Pellets) in Brennstäben in den Reaktor eingebracht und vom Kühlmedium (Wasser, schweres Wassser, Natrium, Heliumgas u.ä.) umspült wird, sondern direkt im Kühl- und Moderatormedium gelöst ist, 'inhärent sicherer' ist, als die 'früheren' Reaktortypen mit festen Kernbrennstoffen.
Flüssigreaktoren 'inhärent sicherer'?
Vergegenwärtigen wir uns zuerst, mit welchen Argumenten die bisherigen Reaktorbauweisen, bei denen der Kernbrennstoff in Brennstabhüllen (meist Zirkonium) steckte, der besorgten Bevölkerung schmackhaft gemacht wurden:
Man sprach von den (bis zu) sechs Barrieren, die verhindern sollten, daß Radioaktivität im Normalbetrieb oder bei einem Unfall überhaupt austreten könnte.
Diese 'Barrieren' waren (in den meisten Darstellungen):
1) Das Kristallgitter des festen Kernbrennstoffs, der 'Pellets', in denen der gesamte Kernbrennstoff sowie bei Abbrand der Großteil der festen wie auch der gasförmigen Spaltprodukte 'gefangen' gehalten wurde.
2) Die zweite Barriere war die Brennstabhülle (von denen bestimmte Prozentsätze mit der Zeit leider Risse aufweisen, bzw. die durch Bestrahlung über z.T. vier Jahre verspröden). Diese hält sowohl (große) Teile der gasförmigen wie auch alle löslichen Spaltprodukte zurück, insofern sie deren Kontakt mit dem Kühl- und Moderatorwasser bzw. dem Natrium oder Kühlgas verhindert.
3) Dann kommt der Reaktordruckbehälter als dritte Barriere, der Teil des Primärkühlkreislaufes ist und über die ebenfalls dichten Wärmetauscher den Übertritt von Kühlwasser-Radioaktivität in den Sekundärkreislauf verhindern soll. (Auch hier gibt es herstellungsbedingte und später mit der Zeit versprödungs- und schwingungs-/ermüdungsbedingte Fehlstellen.)
4) Dann folgt eine Betonabschirmung (und meist noch an bestimmten Stellen ein zusätzlicher sog. 'biologischer Schutzschild').
5) Schließlich das 'Containment', eine Stahlhülle innerhalb der Beton-Sicherheitskuppel.
6) Und dann die, heutezutage kuppelförmige, Außenhaut aus Beton. (Bei den veralteten Bauweisen in Fukushima waren es noch quaderförmige Reaktorgebäude.)
Versagen die ersten beiden Barrieren, weil z.B. durch Kühlmittelverlust die Brennstäbe überhitzen, kann es zur Kernschmelze und damit zum ungesteuerten Austritt von Kernbrennstoff sowie dem Austritt der meisten bei diesen hohen Temperaturen gasförmigen Spaltprodukte kommen, vgl. Fukushima und manch andere Reaktorkatastrophe. Dies ist bereits ein Super-GAU in der herkömmlichen Definition der größten anzunehmenden Unfälle.
Betrachten wir nun einen Flüssigsalz- oder Salzwasserreaktor, so fällt auf, daß der Kernbrennstoff nicht hinter den o.g. ersten beiden Barrieren 'versteckt', sondern im Kühlmittel bzw. Moderator gelöst ist.
Ein Flüssigreaktor solcher Bauart ist also der Reaktortyp der permanenten Kernschmelze!
Diese deutlich geringere Spaltprodukt- und Kernbrennstoff-Rückhaltung muß daher durch andere Sicherheits-'Features' kompensiert werden.
Von vornherein also den Flüssigreaktor-Konzepten eine 'höhere' Sicherheit zu attestieren, ist vordergründig zumindest fragwürdig.
Die sonstigen Vor- und Nachteile der Flüssig-Reaktor-Bauweisen
Vorteil Non-Proliferation?
Kernspaltung in flüssigen Phasen ist nicht nur auf Thorium als Kernbrennstoff beschränkt. Grundsätzlich funktioniert dies auch mit Uran oder Plutonium. Ja, in manchen Zwischenlagern für atomare Abfälle aus der Atomwaffenproduktion gibt es aus der "Wiederaufarbeitung" heute noch Lösungen mit Spaltmaterialien (insbes. Plutonium in Salpetersäure), die mengemäßig beschränkt und separiert gehalten und laufend umgerührt [und gekühlt] werdem müssen, damit es nicht zu spontanen 'Exkursionen', d.h. einer Kettenreaktion mit anschließender Verpuffung/Explosion und Austritt von Radioaktivität kommt.
Nun wird argumentiert, daß der Vorteil der Thorium-Reaktoren wäre, daß deren Kernbrennstoff nicht für Atomwaffen verwendet werden könne. Das ist vordergründig richtig, wenn man auf Fissions- oder Fusionsbomben abstellt. Leider aber eignet sich Thorium-Abbrand genauso wie bestrahlte Brennelemente oder Abfälle aus der Wiederaufarbeitung bei Uran- und Plutonium-Reaktoren dazu, sog. 'schmutzige Bomben' zu bauen, mit denen große Gebiete radioaktiv verseucht werden können, ohne daß es dazu allzugroßer technischer Kenntnisse bedarf. Daß nicht jeder Terrorist eine 'echte' Atombombe bauen kann, hat vor allem damit zu tun, daß es dafür eines enormen technischen Aufwandes und Präzisionswerkzeugmaschinen und metallurgischer Techniken bedarf.
Nicht so bei den 'schmutzigen Bomben', die einfach nur radioaktives Material mittels herkömmlicher chemischer Explosionen 'versprühen', ohne daß es dazu einer Kettenreaktion von Spaltmaterial bedarf.
Inhärente Sicherheit?
Wenn nun argumentiert wird, von Thorium-Reaktoren gehe keine so große Unfallgefahr aus, wie von herkömmlichen U/Pu-Kernkraftwerken, so ist das vielleicht auf den voraussehbaren Unfallablauf zutreffend, da er nicht so verunfallen kann, wie die Reaktoren in Harrisburg, Tschernobyl oder Fukushima.
Jedoch: man will damit ja erreichen, daß diese Baureihe in kleineren Einheiten gebaut und näher an die Verbrauchsorte gerückt werden kann.
So hätte, gäbe es diese Reaktoren etwa schon, wohl sicher einer in Aleppo/Syrien gestanden, mehrere im Irak zum Zeitpunkt des US-Einmarsches u.a.
Wer aber die Tresore der irakischen Zentralbank ausrauben und die archäologischen Museen dort plündern kann, kann auch die 'Sicherheits'-Barrieren solcher 'inhärent sicheren' Throrium-Reaktoren durchbrechen!
Und wer Aleppo bombardieren kann, knackt spätestens mit bunkerbrechenden Bomben auch die Abschirmung/das Containment eines dort stationierten 'inhärent sicheren' Flüssigsalz- oder 'Salzwasser'-Reaktors!
Und wer ein solches Gebiet einnimmt, wie ISIS vorübergehend große Teile des Irak, der übernimmt auch gleich die gesamte Infrastruktur und kann das 'Salzwasser' bzw. die Flüssigsalz-Schmelze zum Bau 'schmutziger Bomben' zweckentfremden.
Eine solche 'billige ubiquitäre Energiequelle' ist also (für die Restbevölkerung) in etwa so 'sicher' wie das vor Jahrzehnten ebenso euphorisch angekündigte 'Atomauto'.
Es zeichnet Erfinder eben aus, daß sie, so wie Eltern ihre Kinder, ihre Erfindungen stets für die 'besten und schönsten' halten. Und die Ansichten der Nachbarn sind die der bösen Technophoben und Fortschrittsfeindlichen, als der sich der Autor hiermit ebenfalls bekennt.
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