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GE Hitachis Antwort auf Atommüll
GE Hitachi Nuclear Energy , einer der weltweit größten Anbieter von Atomreaktoren, sagt, dass es eine Alternative zum Vergraben von Atommüll in Yucca Mountain in Nevada gibt. GE Hitachi mit Sitz in Wilmington, NC, möchte nuklearen Abfall als Brennstoff für moderne Kernkraftwerke verwenden, wodurch das Abfallvolumen und die Lagerzeit der meisten Abfälle deutlich reduziert werden.
Nuklearer Test: Der Experimental Breeder Reactor des Idaho National Laboratory, ein 1994 stillgelegter natriumgekühlter Kernreaktor, war ein Vorläufer eines neuen Designs von GE Hitachi Nuclear Energy.
Nationale Labore in den Vereinigten Staaten und GE haben die Technologie im Laufe einiger Jahrzehnte entwickelt, aber in den letzten Jahren hat das Unternehmen sie aufgrund des mangelnden Interesses der USA an der Wiederverwendung von Atommüll ins Regal gestellt, sagt Eric Löwen , leitender beratender Ingenieur für fortschrittliche Anlagen bei GE Hitachi. Die Technologie beinhaltet die Trennung von Atommüll in verschiedene Arten von verwendbaren Brennstoffen, von denen einige konventionelle Kernkraftwerke antreiben können und von denen einige fortschrittliche schnelle Neutronenreaktoren erfordern, die in Kraftwerken anderswo, aber nicht in den Vereinigten Staaten verwendet werden.
Das Unternehmen hofft, neues Blue-Ribbon-Panel von der Obama-Administration ernannt, um eine neue Lösung für den Atommüll zu finden, wird die Verwendung ihres Systems empfehlen. Steven Chu, US-Energieminister, hat seine Unterstützung für verschiedene Arten von Kernreaktoren und für die Möglichkeit der Wiederaufbereitung von Atommüll zum Ausdruck gebracht. In den letzten Wochen hat die Obama-Regierung eine verstärkte Unterstützung für die Atomkraft signalisiert, einschließlich der gestrigen Ankündigung der ersten Kreditbürgschaft für neue Atomreaktoren in den USA.
Aktuelle US-Atomkraftwerke sind nur in der Lage, nur 5 Prozent der Energie des Kernbrennstoffs zu nutzen. Einige Länder, wie Frankreich, verwenden andere Verfahren, um brauchbaren Kernbrennstoff aus Atommüll zu gewinnen, aber diese Verfahren wurden kritisiert, teilweise weil sie reines Plutonium produzieren, das gestohlen und zur Herstellung von Atomwaffen verwendet werden könnte.
Der von GE Hitachi vorgeschlagene Prozess würde Kraftstoff produzieren, der schwieriger zu stehlen wäre. Es trennt Atommüll in drei grundlegende Materialgruppen. Die erste Gruppe besteht aus den Spaltprodukten, die nicht als Brennstoff in Kernreaktoren verwendet werden können – diese müssen gelagert werden, aber nur für einige hundert Jahre und nicht für die Zehntausende von Jahren, die andere nukleare Abfallstoffe müssen gespeichert werden. Die zweite Gruppe ist Uran, das zu wenig spaltbares Material enthält, um in US-Kernreaktoren verwendet zu werden, aber genug für einen in Kanada verwendeten Reaktortyp enthält. (Kanadas Deuterium-Uran-Reaktoren verwenden Deuteriumoxid oder schweres Wasser anstelle des in den USA verwendeten Leichtwassers. Leichtwasserreaktoren benötigen angereichertes Uran.)
Die letzte Gruppe enthält transuranische Elemente wie Neptunium und Plutonium. Das in anderen Verfahren hergestellte reine Plutonium ist relativ einfach zu handhaben – es produziert wenig Wärme und wenig gefährliche Strahlung. Es ist auch schwer zu erkennen, da es nicht viele Neutronen emittiert. Diese Eigenschaften machen es zu einem gefährlichen Sicherheitsrisiko. Aber das von GE Hitachi entwickelte System, das Materialien sortiert, indem eine Spannung an ein geschmolzenes Salz angelegt wird, trennt Plutonium nicht von den anderen transuranischen Elementen. In Kombination mit diesen anderen Elementen würde der Brennstoff 1.000-mal mehr Wärme und 10.000-mal mehr Gammastrahlen freisetzen, so dass es viel schwieriger wäre, ihn zu stehlen, sagt Loewen.
Tatsächlich würde die Kombination von transuranischen Elementen wahrscheinlich jeden töten, der versucht, es einzunehmen, sagt er. Obwohl dies Terroristen nicht davon abhalten würde, dafür zu sterben, setzt das Material auch 1.000-mal mehr Neutronen frei als reines Plutonium, was den Nachweis wesentlich erleichtert.
Charles Forsberg , Executive Director des MIT Nuclear Fuel Cycle Project, stimmt zu, dass diese Materialien wahrscheinlich schwieriger zu stehlen wären als Plutonium, aber er weist darauf hin, dass die Verarbeitungstechnologie in den Händen einer Nation gefährlich sein könnte, die die Materialien eher für Waffen als für Kraftwerke.
Das Plutonium und andere Elemente, die im GE Hitachi-Prozess aus Atommüll abgetrennt werden, können in einem in Japan eingesetzten und in einigen anderen Ländern im Bau befindlichen Kernkraftwerkstyp verwendet werden, der geschmolzenes Natrium als Kühlmittel verwendet. anstelle des Wassers, das in US-Atomkraftwerken verwendet wird. Natriumgekühlte Reaktoren ermöglichen es Neutronen, die während der Spaltung emittiert werden, um das hohe Energieniveau aufrechtzuerhalten, das für die Verwendung dieses Brennstoffs erforderlich ist. Der besondere Reaktortyp, den GE Hitachi entwickelt hat – genannt PRISM – mit dem durch seine Trenntechnologie erzeugten Elementmix kompatibel wäre. In den USA ist die Technologie noch nicht zugelassen. Ein Grund dafür ist, dass Natriummetall hochreaktiv ist und besondere Sicherheitsvorkehrungen erfordert.
Obwohl sie Atommüll reduzieren und eine wertvolle Brennstoffquelle für Atomkraftwerke darstellen könnte, würde die Technologie von GE Hitachi die Notwendigkeit einer Langzeitlagerung nicht vollständig beseitigen, sagt Forsberg, da eine perfekte Trennung der Bestandteile von Atommüll nicht möglich ist. Es wird immer einen Bruchteil des Materials geben, der für mehr als 10.000 Jahre gelagert werden muss.