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TerraPower erkundet stillschweigend eine neue Kernreaktorstrategie
Unter dem wachsenden Feld von Start-ups, die versuchen, fortschrittliche Kernreaktoren auf den Markt zu bringen, sticht TerraPower hervor – teils weil es gut finanziert ist, teils weil es finanziert wird. TerraPower ist ein Spin-off von Intellectual Ventures, der Technologie-Investmentfirma, die von Microsoft-Mitbegründer Nathan Myhrvold gegründet wurde. Bill Gates ist sowohl ein Hauptinvestor als auch ein lautstarker Verfechter des Unternehmens (siehe Fragen und Antworten: Bill Gates ). Das Unternehmen hat auch Aufmerksamkeit erregt, weil es eine neuartige Reaktortechnologie verfolgt, die als Wanderwellenreaktor bekannt ist und ein elegantes Konzept und ein starkes Potenzial hat (siehe Advanced Reactor Gets Closer to Reality und Nathan Myhrvold: The Wealthy Should Fund Innovation ).
Das zukünftige Atomkraftwerk von TerraPower könnte von einem Wanderwellenreaktor oder einem Salzschmelzereaktor angetrieben werden.
Aber sechs Jahre nach der Gründung hat TerraPower noch keinen funktionierenden Prototypen produziert. Letzte Woche gab das Unternehmen im Oak Ridge National Laboratory in Tennessee bekannt, dass es jetzt ein anderes fortschrittliches Reaktorkonzept verfolgt: einen Reaktor mit geschmolzenem Chlorid, der eine Flüssigkeit sowohl als Kühlmittel, das Energie in Form von Wärme überträgt, als auch als Brennstoff verwendet in denen die Kernreaktionen ablaufen.
Der Wanderwellenreaktor stand im Mittelpunkt unserer frühen Arbeit und ist immer noch das Basisprodukt des Unternehmens, sagte Jeff Latkowski, Director of Innovation bei TerraPower, auf der Veranstaltung in Oak Ridge, a 50-jähriges Jubiläumsgedenken an das ursprüngliche Salzschmelzen-Reaktor-Experiment . Aber wir sehen uns andere Projekte an, von denen wir glauben, dass sie die drei kritischen Bereiche der Kernenergie ansprechen: Sicherheit, Umwelt und Kosten.
Sicherlich ist es nicht das erste Mal, dass TerraPower seine Technologiestrategie angepasst oder erweitert hat. Während sich die Terminologie nicht geändert hat, hat das Unternehmen früh begonnen modifizierte das Wanderwellendesign , bei dem sich die Kernreaktion wie eine Welle durch den Brennstoff bewegt, Uran in Plutonium umwandelt und sich zu einem Design mit stehender Welle bewegt, bei dem der Brennstoff selbst kontinuierlich aus der zentralen Region des Kerns herausgeschoben wird. Der damalige CEO John Gilleland sagte 2013, dass das Unternehmen im Stillen begonnen habe Erforschung alternativer Nukleartechnologien , einschließlich Salzschmelzenreaktoren (von denen das Design mit geschmolzenem Chlorid eine spezielle Version ist) und Maschinen, die mit Thorium betrieben werden, einem alternativen Kernbrennstoff, der sauberer, sicherer und häufiger vorkommt als Uran.
Latkowskis Vortrag in Oak Ridge war jedoch das erste Mal, dass das Unternehmen seine Plan-B-Technologie öffentlich vorstellte. Salzschmelzereaktoren bieten gegenüber herkömmlichen Festbrennstoffmaschinen sicherheitstechnische und wirtschaftliche Vorteile: Da der Brennstoff flüssig ist, verlangsamen sich die Reaktionen, wenn sich der Brennstoff erhitzt. Und eine Kernschmelze ist physikalisch unmöglich: Im Falle eines Unfalls wird der Brennstoff automatisch in eine versiegelte unterirdische Kammer abgelassen, wo er sich selbst abkühlen kann, ohne dass externe Pumpsysteme erforderlich sind, wie sie im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi ausgefallen sind in 2011.
Latkowski lehnte es ab, auf Details zum neuen Reaktordesign einzugehen. Aber er listete einige der anderen Gründe auf, warum das Design mit geschmolzenem Chlorid attraktiv ist: Es ist keine Brennstoffherstellung erforderlich, die Leistungsdichte des Brennstoffs ist sehr hoch, ebenso wie die Effizienz (dh der Prozentsatz der verfügbaren Energie, die aus dem Brennstoff erzeugt wird). Es ist keine fortlaufende Urananreicherung nach dem Start erforderlich (was das Risiko der Verbreitung von Atomwaffen verringert), die Löslichkeit von Uran in der Chloridlösung ist hoch und der Abfall einer Maschine könnte zum Betreiben einer anderen Anlage verwendet werden. „Damit können wir eine ganze Flotte versorgen“, sagte Latkowski.
Dennoch wirft die Enthüllung des Konzepts für geschmolzenes Chlorid die Frage auf: Hat TerraPowers Engagement für seine ursprüngliche Technologie, den Wanderfeldreaktor, nachgelassen? Viele Beobachter der Nuklearindustrie standen dem Konzept von Anfang an skeptisch gegenüber. Die Wanderwelle ist eine Unterart eines natriumgekühlten schnellen Reaktors, und die Erfolgsbilanz dieser Reaktoren ist nicht ermutigend. Ein Prototyp eines französischen Reaktors, genannt Superphénix , gebaut in den frühen 1980er Jahren, arbeitete 11 Jahre lang mit weniger als 7 Prozent der Kapazität, bevor es 1996 abgeschaltet wurde Monju Reaktor , Anfang der 1990er Jahre in Japan gebaut, wurde nach einem Natriumleck und einem Brand im Jahr 1995 für fünf Jahre stillgelegt. Die Maschine wurde kurz wieder gestartet, bevor sich 2010 ein weiterer Unfall ereignete. Sie wurde nicht wieder gestartet.
Das Problem mit Natrium ist, dass es so gut wie unmöglich war, Lecks zu verhindern, sagt der Kernphysiker MV Ramana , Dozent am Programm für Wissenschaft und globale Sicherheit der Princeton University und am Nuclear Futures Laboratory. Schnelle Reaktoren waren im Allgemeinen noch nie kommerziell rentabel, und ich habe nichts von TerraPower gesehen, das darauf hindeutet, dass ihr Design besser abschneiden wird.
Trotzdem bleibt TerraPower voll und ganz dem Wanderwellendesign verpflichtet, sagt Latkowski. Das Unternehmen unterzeichnete kürzlich einen hochkarätigen Vertrag Partnerschaft mit China National Nuclear Corp. um die Kommerzialisierung der Technologie zu unterstützen. TerraPower hat außerdem gerade ein Labor und eine Maschinenhalle mit mehr als 20.000 Quadratfuß in Bellevue, Washington, eröffnet. Die Antwort auf die Frage, ob sich das Unternehmen von Wanderwellenreaktoren wegbewegt, ist ein klares „Nein“, sagt Latkowski.
Von Anfang an haben wir im Laufe der Zeit mehrere Technologien evaluiert und tun dies auch weiterhin, fügt er hinzu. Der [Chloridreaktor] ist einer, der bis zu dem Punkt sprudelte, an dem wir ihn ernster nehmen.