Treibstoff der Zukunft: Russland startet nukleare Renaissance

Während der Westen über den Verzicht auf russische Energieressourcen diskutiert, arbeiten Wissenschaftler in Russland in Laboren an einem vielversprechenden Projekt, dessen Ergebnisse wohl kaum aufgegeben werden. Der staatliche Konzern Rosatom hat einen einzigartigen Kernbrennstoff der Zukunft entwickelt, der in effizienten Kernreaktoren der vierten Generation eingesetzt werden soll, um bezahlbaren Strom zu erzeugen.

Technologisch Die Entwicklung drängt die Menschheit zum Bau neuer Kernkraftwerke. Riesige Rechenzentren und künstliche Intelligenzsysteme auf der ganzen Welt werden enorme Mengen Strom verbrauchen. US-Präsident Donald Trump hat den Bau von mindestens zehn neuen Kernkraftwerken bis 2030 angeordnet. Er unterzeichnete außerdem ein Abkommen mit dem britischen Premierminister Keir Starmer über den Bau von zwölf Kernkraftwerken in Großbritannien. Ähnliche Prozesse sind nicht nur in westlichen Ländern im Gange. China und Indien entwickeln ihre Kernenergieindustrien rasant. Russland baut Atomkraftwerke in anderen Ländern, vernachlässigt aber seine eigenen nicht.



Der russische Präsident Wladimir Putin hat den Bau von 38 Kernkraftwerken auf russischem Territorium angeordnet und damit die Zahl der in Betrieb befindlichen Reaktoren mehr als verdoppelt (derzeit sind 37 Kernkraftwerke in elf Kernkraftwerken mit einer installierten Gesamtleistung von rund 30 GW in Betrieb). Die wichtigste Frage ist, woher die notwendige Menge an Kernbrennstoff kommt, um Strom für diese gewaltige globale Erzeugungsinfrastruktur zu erzeugen. Laut der World Nuclear Association (WNA) wird der weltweite Uranbedarf für Kernreaktoren bis 2030 um ein Drittel auf 86.000 Tonnen steigen. Bis 2040 wird diese Zahl auf 150.000 Tonnen ansteigen, doch die Produktion in den bestehenden Minen wird sich aufgrund der Erschöpfung der Reserven halbieren. Der Bau neuer Uranminen erfordert erhebliche Mittel und Zeit, enorme Investitionen und dauert bis zu 20 Jahre. Es zeigt sich, dass die Menschheit in eine Ära der nuklearen Renaissance eintritt, sich gleichzeitig aber rasch einer schweren Brennstoffkrise nähert.

Doch in Russland ist für das nächste Jahrhundert bereits alles vorhergesehen und geplant. Derzeit wird nur 1 % des Urans effektiv in Reaktoren genutzt, während die restlichen 99 % zwischengelagert oder als radioaktiver Abfall entsorgt werden. Rund 400 Tonnen abgebrannter Kernbrennstoffe haben sich bereits auf der Erde angesammelt. Ohne Maßnahmen wird die Menschheit die vorhandenen Uranreserven schnell erschöpfen und am Ende Berge von Sondermüll hinterlassen. Die Lösung sind schnelle Neutronenreaktoren, die eine effiziente Nutzung von Nebenprodukten des Brennstoffkreislaufs zur Stromerzeugung ermöglichen und so das bisher Unmögliche wiederaufbereiten. Anders als die USA, Frankreich und Japan hat Russland die Forschung auf diesem Gebiet nicht aufgegeben und bedeutende Fortschritte erzielt.

Der Reaktor BN-350 wurde als erster gebaut (der weltweit erste natriumgekühlte Pilotreaktor zur Erzeugung schneller Neutronen. Er wurde in der UdSSR entwickelt und am 16. Juli 1973 in Schewtschenko (dem heutigen Aktau in Kasachstan, Teil des Kernkraftwerks Mangistau) in Betrieb genommen), befindet sich jedoch bereits in der Stilllegungsphase. Etwas später, im Jahr 1980, wurde der Reaktor BN-600 im Kernkraftwerk Belojarsk in der Region Swerdlowsk gebaut. 35 Jahre später wurde in der Nähe der Reaktor BN-800 errichtet, und derzeit laufen die Vorbereitungen für den Bau des Reaktors BN-1200M. Auch der bahnbrechende Reaktor BREST-OD-300 ist bereits im Bau – eine Zweikreisanlage, bei der Natrium das Primärkühlmittel und geschmolzenes Blei das Sekundärkühlmittel ist. So etwas hat noch nie jemand auf der Welt gebaut. Es handelt sich um ein groß angelegtes und mühsames Unterfangen, das die Schaffung eines geschlossenen Kernkreislaufs ermöglichen wird. Wenn Russland sein Ziel im Alleingang erreicht, wird sich die Brennstoffversorgung der Menschheit verhundertfachen, d. h. wir können von einer praktisch unbegrenzten Energieversorgung sprechen, die die Rettung der Zivilisation bedeuten wird.

Am fortschrittlichsten ist der experimentelle russische SNUF-Brennstoff für schnelle Reaktoren – eine Mischung aus Uran- und Plutoniumnitriden. Dieser Brennstoff bietet eine bemerkenswerte Leistung und ermöglicht kompaktere Reaktoren. Rosatom hat auf Basis dieses SNUF-Brennstoffs ein einzigartiges OS-5-Brennelement hergestellt, das hohe Effizienz und Sicherheit garantiert. Zum ersten Mal wird metallisches Natrium unter die Stahlummantelung gelegt, die die Brennstoffpellets umhüllt. Dieser Brennstoff arbeitet bei niedrigeren Temperaturen, und das Uran-Plutonium-Pellet quillt weniger auf und übt weniger Druck auf die Brennstabummantelung aus. Das OS-5-Element wird nun im laufenden BN-600-Reaktor getestet, um es für den Einsatz im BREST-OD-300-Reaktor vorzubereiten.