So funktionieren die AKWs der Zukunft

Die Umweltkommission des Ständerats hat mit ihrem Entscheid vom 30. August die Türe offen gelassen für neue Atomenergie-Technologien. Diese werden am Paul Scherrer Institut (PSI) vorangetrieben, wo zurzeit an Reaktortypen der vierten Generation geforscht wird.

Mit den Reaktoren der vierten Generation soll der Energiegehalt von Uran voll ausgeschöpft und die Menge des radioaktiven Abfalls minimiert werden, wie Horst-Michael Prasser, Leiter des PSI-Labors für Thermohydraulik, am 31. August der Nachrichtenagentur sda erklärte. Tiefenlager wären immer noch unumgänglich: «Unabhängig vom Reaktortyp fällt immer etwa dieselbe Menge von Spaltprodukten an», so Prasser. Die Menge der langlebigen Stoffe würde sich aber verringern.

Sicherheit erhöhen

Auch soll mit der neuen Kerntechnologie die Sicherheit erhöht werden. Laut Prasser hat «der grosse Sicherheitssprung» bereits mit dem Schritt von der zweiten zur dritten Generation in den 90er-Jahren stattgefunden. Reaktoren der dritten Generation werden zurzeit im Ausland gebaut und sind mit zusätzlichen Einrichtungen zur Beherrschung einer allfälligen Kernschmelze ausgerüstet.

Die bestehenden AKW in der Schweiz gehören der zweiten Generation an. Zusammen mit Deutschland hat die Schweiz gemäss Prasser die grössten Anstrengungen bei der Nachrüstung der Reaktoren unternommen.

Zeitplan von mehreren Faktoren abhängig

Mitglieder der ständerätlichen Umweltkommission nannten das Jahr 2050 als möglichen Zeithorizont für die «neue Technologie». Prasser macht den Zeitplan von den finanziellen Rahmenbedingungen sowie dem politischen Willen abhängig. «Wenn ein starker politischer Wille da ist, kann man in zehn Jahren zu einem vernünftigen Projekt kommen und in weiteren zehn Jahren zu einem Prototyp.» Ein nationaler Alleingang komme nicht in Frage.

Das «Generation Four International Forum» (siehe Infobox), bei dem die Schweiz nach wie vor Mitgliedstaat ist, setzt seine Hoffnungen auf sechs verschiedene Reaktortypen. Sie lassen sich in die beiden Kategorien der schnellen Brutreaktoren und der moderierten Reaktoren unterteilen:

Schnelle Brutreaktoren verwenden keine Moderatoren, so dass die Neutronen nicht abgebremst werden. Darum können diese Reaktoren mit Uran-238 betrieben werden, das an sich nicht spaltbar ist, aber durch die Aufnahme eines Neutrons zu Plutonium-239 wird. Dieser Kernbrennstoff ist waffenfähig, was das Risiko der Proliferation erhöht.

Schnelle Reaktoren nutzen die Uranvorräte besser und können hochradioaktiven Müll verwerten. Ihre Kühlung ist jedoch problematisch; Wasser ist dazu nicht geeignet. Es gibt – je nach verwendetem Kühlmittel – drei Reaktortypen:

• Helium: Schneller gasgekühlter Reaktor (GFR)


• Natrium: Schneller natriumgekühlter Reaktor (SFR)


• Blei: Schneller bleigekühlter Reaktor (LFR)

Die Wärmeentwicklung bei solchen Reaktoren ist so hoch, dass Notfall-Kühlsysteme unabdingbar sind.

Zu den moderierten Reaktoren gehören ebenfalls drei Typen:

• Der graphitmoderierte Höchsttemperaturreaktor (VHTR) verwendet Uran oder Thorium in prismatischen Blöcken oder Kugeln als Brennstoff. Als Kühlmittel wird Helium eingesetzt, das dank seiner chemischen Stabilität die Anlage nicht angreift. Der Vorteil dieses Reaktortyps liegt in der Sicherheit, da der Reaktorkern nicht schmelzen kann. Die hohen Temperaturen sind jedoch problematisch für die Materialien der Anlage.


• Der wassermoderierte überkritische Leichtwasserreaktor (SCWR) baut auf den heute weit verbreiteten Druck- und Siedewasserreaktoren auf. Er verwendet jedoch «überkritisches» Wasser; ein Aggregatszustand zwischen flüssig und gasförmig, der durch Temperaturen über 500 Grad und Drücke von mindestens 230 bar erreicht wird. Dies steigert zum einen den Wirkungsgrad der Anlage, setzt aber die Materialien einer enormen Belastung aus.


• Der graphitmoderierte Flüssigsalzreraktor (MSR) ist der bisher am wenigsten weit entwickelte Typ. Er verbrennt Uran- und Plutoniumtetrafluorid und verwendet das geschmolzene Salz zugleich als Kühlmittel. Damit wäre die Herstellung und Wiederaufbereitung von Brennelementen nicht notwendig, und es würde auch weniger hochradioaktiver Müll anfallen.

(dhr/sda)