60 Jahre später: Flüssigsalzreaktor in den USA erhält Sicherheitsbestätigung

Ein historischer Wendepunkt für die Kernkraft

Nach einer Pause von fast 60 Jahren steht in den Vereinigten Staaten ein bedeutender Wandel in der nuklearen Energieforschung bevor. Das US-Energieministerium hat dem Start-up Natura Resources die grundlegende Sicherheitsbestätigung für den Bau eines Flüssigsalzreaktors erteilt. Dieses Projekt markiert die Rückkehr zu einem Reaktordesign, das vollständig auf den Einsatz klassischer Brennstäbe verzichtet und stattdessen auf eine Salzschmelze setzt.

Der geplante Forschungsreaktor soll an der Abilene Christian University entstehen. Bei diesem Vorhaben kooperiert das Unternehmen mit renommierten wissenschaftlichen Einrichtungen, darunter die Texas A&M University, die University of Texas at Austin sowie das Georgia Institute of Technology.

Der Weg zur Inbetriebnahme

Die aktuelle Genehmigung bezieht sich zunächst ausschließlich auf den baulichen Entwurf. Das bedeutet, dass die Errichtung der Anlage nach den eingereichten Plänen zwar gestattet ist, der Reaktor jedoch noch nicht in Betrieb gehen darf. Bevor eine kontrollierte Kettenreaktion – der sogenannte kritische Zustand – eingeleitet werden kann, sind weitere, umfangreiche Sicherheitsprüfungen durch die zuständigen Behörden zwingend erforderlich.

Der geplante Reaktor ist als Testsystem konzipiert und soll eine thermische Leistung von einem Megawatt erreichen. Zum Vergleich: In China ist bereits ein ähnlicher Versuchsreaktor mit zwei Megawatt Leistung in Betrieb. Bislang existieren weltweit noch keine Konzepte für Flüssigsalzreaktoren, die eine Leistung erbringen, die für eine praktische, großflächige Energieversorgung im industriellen Maßstab ausreichen würde.

Funktionsweise und Vorteile der Technologie

Das Prinzip des Flüssigsalzreaktors unterscheidet sich fundamental von den heute üblichen Leichtwasserreaktoren. Das Kernstück besteht aus einer Schmelze, die sich aus hochangereichertem Uran, Lithium und Berylliumfluorid zusammensetzt. Diese Mischung wird erst bei sehr hohen Temperaturen flüssig.

Ein entscheidender technischer Vorteil liegt im Druckverhältnis: Da das System nicht unter Druck steht, entfallen viele Risiken, die mit druckbeaufschlagten Anlagen verbunden sind. Selbst bei Temperaturen von über 1.000 Grad Celsius siedet die Schmelze nicht, was eine präzise Steuerung über ein breites Temperaturspektrum ermöglicht. Zudem verspricht das Konzept einen deutlich höheren Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärme in elektrische Energie – Experten schätzen diesen Vorteil auf bis zu 25 Prozent gegenüber konventionellen Systemen.

Ein weiterer theoretischer Pluspunkt ist die Flexibilität beim Brennstoff. Das System könnte langfristig mit Thorium betrieben werden, aus dem das spaltbare Material erst im Reaktor erbrütet wird. Dies könnte theoretisch die Verfügbarkeit des Brennstoffs erhöhen und die Entsorgungsprozesse vereinfachen.

Sicherheitsrisiken und Herausforderungen

Trotz der technologischen Vorteile ist das Konzept nicht unumstritten. Die Nutzung von Thorium bringt das Risiko mit sich, dass dabei waffenfähiges Uran-233 entsteht. Da der Kreislauf des Reaktors für die Entnahme von Gasen regelmäßig geöffnet werden muss, besteht die Sorge, dass dieses Material unkontrolliert entnommen werden könnte.

Auch die Materialbeständigkeit stellt eine große Herausforderung dar. Die Salzschmelze ist chemisch hochaggressiv und kann Pumpen sowie Wärmetauscher angreifen. Zudem verteilt sich die Radioaktivität der Spaltprodukte durch den Kreislauf auf diese Komponenten, was Wartung und Betrieb erschwert. Diese technischen Hürden sind der Grund dafür, warum das Konzept seit Jahrzehnten nicht über das Stadium von Prototypen hinausgekommen ist. Ob der Reaktor in Abilene jemals die notwendige Genehmigung für den kritischen Betrieb erhält, bleibt abzuwarten.