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China könnte im nächsten Jahr einen kernschmelzsicheren Kernreaktor haben
Was einen Meilenstein für fortschrittliche Kernkraft darstellen würde, plant die chinesische Nuclear Engineering Construction Corporation, im nächsten Jahr in der Provinz Shandong südlich von Peking ein gasgekühltes Hochtemperatur-Kieselbett-Kernkraftwerk in Betrieb zu nehmen. Die 105-Megawatt-Zwillingsreaktoren – sogenannte Generation-IV-Reaktoren, die gegen Kernschmelzen immun wären – wären die ersten ihrer Art, die im kommerziellen Maßstab weltweit gebaut würden.
Der Bau der Anlage ist fast abgeschlossen, und die nächsten 18 Monate werden damit verbracht, die Reaktorkomponenten zu installieren, Tests durchzuführen und den Brennstoff zu laden, bevor die Reaktoren im November 2017 kritisch werden, sagte Zhang Zuoyi, Direktor der Institut für Kern- und Neue Energietechnik , eine Abteilung der Tsinghua-Universität, die die Technologie in den letzten anderthalb Jahrzehnten entwickelt hat, in einem Interview auf dem Campus des Instituts 30 Meilen südlich von Peking. Wenn es erfolgreich ist, würde das Werk in Shandong insgesamt 210 Megawatt erzeugen, gefolgt von einer 600-Megawatt-Anlage in der Provinz Jiangxi. Darüber hinaus plant China, diese Reaktoren international zu verkaufen; Im Januar unterzeichnete der chinesische Präsident Xi Jinping mit König Salman bin Abdulaziz eine Vereinbarung über den Bau eines gasgekühlten Hochtemperaturreaktors in Saudi-Arabien.
Diese Technologie wird innerhalb der nächsten fünf Jahre auf dem Weltmarkt sein, prognostiziert Zhang. Wir entwickeln diese Reaktoren, damit sie der Welt gehören.
Kugelbettreaktoren, die Heliumgas als Wärmeträgermedium verwenden und bei sehr hohen Temperaturen – bis zu 950 °C – betrieben werden, sind seit Jahrzehnten in der Entwicklung. Der chinesische Reaktor basiert auf einem ursprünglich in Deutschland entwickelten Design, und das deutsche Unternehmen SGL Group liefert die Billardkugel-großen Graphitkugeln, die Tausende winziger Uran-Brennstoff-Kügelchen umhüllen. Sieben gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren wurden gebaut, aber nur zwei Einheiten sind noch in Betrieb, beide relativ klein: ein experimenteller 10-Megawatt-Kieselbettreaktor auf dem Campus des Tsinghua-Instituts, der 2003 seine volle Leistung erreichte, und ein ähnlicher Reaktor in Japan.
Während eines kürzlichen Besuchs in der Anlage in Tsinghua testeten Technologen das riesige Heliumgebläse, das das Gaskühlmittel am Standort Shandong zirkulieren lassen wird, sobald es anläuft. Solche Hochtemperaturreaktoren sind immun gegen die Kernschmelze, weil sie keine aufwändigen externen Kühlsysteme benötigen, wie sie 2011 im japanischen Fukushima versagten. Die Graphitbeschichtung schützt den Brennstoff vor dem Zerfall, selbst bei Temperaturen weit über denen, die in herrschen Reaktorkern während des Betriebs, und sobald die Innentemperatur einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, verlangsamen sich die Kernreaktionen, wodurch der Reaktor gekühlt wird und ihn im Wesentlichen selbstregulierend macht. Und während Kugelhaufenreaktoren das Problem des Atommülls nicht vollständig lösen, bietet die Form des Brennstoffs auch vielfältige Möglichkeiten der Abfallentsorgung. Chinas letztendliches Ziel ist es, Abfall durch Recycling des abgebrannten Brennstoffs zu eliminieren oder stark zu reduzieren.
Eine der größten Hürden beim Bau dieser Reaktoren sind die Kosten für den Brennstoff und die Reaktorkomponenten. Aber Chinas schiere Größe könnte helfen, diese Barriere zu überwinden. Es gibt Studien, die darauf hindeuten, dass die Massenproduktion von Reaktoren die Kosten senken kann, sagt Charles Forsberg. Geschäftsführer des MIT Nuclear Fuel Cycle Project . Der chinesische Markt ist groß genug, um dies potenziell zu ermöglichen.
Mehrere andere Projekte für fortschrittliche Reaktoren sind in China im Gange, darunter Arbeiten an einem Salzschmelzereaktor, der mit Thorium statt mit Uran betrieben wird (eine Zusammenarbeit mit dem Oak Ridge National Laboratory, wo die Technologie in den 1960er Jahren entstand), einem Wanderwellenreaktor ( in Zusammenarbeit mit TerraPower, dem von Bill Gates finanzierten Start-up), und ein natriumgekühlter schneller Reaktor, der vom chinesischen Institut für Atomenergie gebaut wird (siehe China Details Next-Gen Nuclear Reactor Program und TerraPower Quietly Explores New Nuclear Reactor Strategy).
Tatsächlich entwickelt sich China schnell zu einem Testfeld für innovative Kernkrafttechnologien, die in den Vereinigten Staaten und Europa ins Stocken geraten sind. Was Sie sehen, ist ernsthafte Absicht, sagt Forsberg. Aufgrund dieser ernsthaften Absicht könnten sie Treibhausgase aus ihrem Energiesektor verdrängen, bevor wir es tun.