Gewährleistung einer sicheren Zukunft für die Kernenergie

Die Welt muss die globale Kernenergieerzeugung ausbauen, um zur Eindämmung der globalen Kohlenstoffemissionen beizutragen. Diese Schlussfolgerung basiert auf zahlreichen Modellen und Prognosen, die darauf hindeuten, dass Erneuerbare dies nicht alleine schaffen können.

Aber es gibt eine bedeutende Einschränkung. Wir können einfach keine größeren nuklearen Zwischenfälle haben, wie sie in Tschernobyl in der Ukraine und Fukushima in Japan stattfanden. Dies sind Ereignisse, die ich als Ereignisse mit geringem Risiko, aber mit hohen Folgen betrachte.

In der Geschichte der Kernenergie gab es nur wenige schwerwiegende Zwischenfälle. Aber Kernkraftwerke haben das einzigartige Potenzial, im Falle eines schweren Unfalls ganze Städte dauerhaft zu verdrängen.

Der Unfall von Tschernobyl hat schließlich rund 350,000 Menschen aus ihrer Heimat vertrieben. Tausende Quadratkilometer wurden als unbewohnte Sperrzone rund um das Kernkraftwerk Tschernobyl ausgewiesen. Auch durch den Unfall von Fukushima wurden viele Menschen vertrieben, wenn auch nicht so viele wie bei Tschernobyl.

Wenn die Kernenergie ihr Potenzial zur Reduzierung der COXNUMX-Emissionen ausschöpfen soll, müssen wir dafür sorgen, dass solche Unfälle nicht mehr möglich sind.

Sicherere Kernkraftwerke bauen

Ich hatte kürzlich Gelegenheit, mit Dr. Kathryn Huff, der stellvertretenden Sekretärin im Büro für Kernenergie des Energieministeriums, über diese Themen zu sprechen.

Dr. Huff erklärte, dass passive Sicherheitssysteme der Schlüssel sind, um sicherzustellen, dass die Arbeiter im Falle eines Unfalls ein Kernkraftwerk verlassen können und es in einem sicheren Zustand heruntergefahren wird.

Hier ist eine wichtige Unterscheidung zu treffen. Die Öffentlichkeit mag erwarten, dass Nukleardesigns ausfallsicher sind, aber es gibt viele Gründe, warum diese Metrik niemals erreicht wird. Sie können sich einfach nicht vor jedem möglichen Vorfall schützen, der auftreten könnte. Daher versuchen wir, mögliche Folgen abzumildern und ausfallsichere Designs zu implementieren.

Ein einfaches Beispiel für ein ausfallsicheres Design ist eine elektrische Sicherung. Es verhindert nicht einen Vorfall, bei dem versucht wird, zu viel Strom über die Sicherung zu fließen. Aber wenn das passiert, schmilzt die Verbindung und stoppt den Stromfluss – ein ausfallsicherer Zustand. Weder Tschernobyl noch Fukushima waren ausfallsichere Konstruktionen.

Doch wie lassen sich solche ausfallsicheren Designs realisieren? Dr. Huff wies auf zwei Beispiele hin.

Das erste ist der neue Druckwasserreaktor (PWR) AP1000® von Westinghouse. Das Problem in Fukushima war, dass nach dem Shutdown Strom zur Verfügung stehen musste, um Wasser zur Kühlung des Reaktors zirkulieren zu lassen. Wenn der Strom ausfiel, war die Fähigkeit, den Reaktorkern zu kühlen, weg.

Der neue APR-Reaktor stützt sich auf natürliche Kräfte wie Schwerkraft, natürliche Zirkulation und komprimierte Gase, um Wasser zu zirkulieren und den Kern und den Sicherheitsbehälter vor Überhitzung zu schützen.

Neben der passiven Kühlung gab es Innovationen bei der Entwicklung unfalltoleranter Kraftstoffarten der nächsten Generation. Zum Beispiel tristrukturell isotrop (TRISO) Partikelbrennstoff besteht aus einem Brennstoffkern aus Uran, Kohlenstoff und Sauerstoff. Jedes Partikel ist dank der dreifach beschichteten Schichten ein eigenes Rückhaltesystem. TRISO-Partikel können viel höheren Temperaturen standhalten als aktuelle Kernbrennstoffe und können einfach nicht in einem Reaktor schmelzen.

Dr. Huff sagte, dass bis Ende des Jahrzehnts eine fortschrittliche Reaktordemo mit einem Kieselbett voller TRISO-Partikel online sein wird.

Diese beiden Innovationen können dafür sorgen, dass künftige Kernkraftwerke niemals einen größeren Unfall erleiden. Aber es gibt noch weitere Fragen, die angegangen werden müssen, wie zum Beispiel die Entsorgung von Atommüll. Darauf werde ich – ebenso wie auf das, was die USA zur Förderung der Atomkraft tun – in Teil II meines Gesprächs mit Dr. Huff eingehen.