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Visionen und Konzepte für neue Atomkraftwerke

Generation IV International Forum (GIF)

GIF-Mitgliedstaaten 2013

Die Initiative "Generation IV", mit der verschiedene Visionen und Konzepte für neuartige und verbesserte Atomkraftwerke entwickelt werden sollen, wurde im Jahr 2000 vom US-amerikanischen Energieministerium gestartet.[1]

Mit der Bezeichnung Generation IV möchte man künftige Atomkraftwerke von den bisherigen abgrenzen: kommerziellen Prototypen (Generation I), kommerziellen Leistungsreaktoren (Generation II) und fortschrittlichen Reaktoren wie dem französischen EPR (Generation III).[2]

Ab 2030/2040 sollen neue Reaktoren und Brennstoffe entwickelt werden, mit denen man auf höchste Sicherheit und Wirtschaftlichkeit bei AKW abzielt, einen deutlich reduzierten Uranbedarf, weniger und kurzlebigere radioaktive Abfälle und eine Erschwerung des Missbrauchs friedlicher Atomkraft für militärische Zwecke.[3]

Am GIF sind als Partner Argentinien, Brasilien, China, Frankreich, Großbritannien, Japan, Kanada, Russland, die Schweiz, Südafrika, Südkorea, die USA und die Europäische Atomgemeinschaft EURATOM beteiligt.[4]

→ gen-4.org GEN IV International Forum
→ Wikipedia: Generation IV International Forum

Das Ziel: eine neue Ära der Atomspaltung

Es gibt Tendenzen, die Generation-IV-Reaktoren verharmlosend als Anlagen zur Wiederaufarbeitung und Transmutation darzustellen, mit denen der bestehende Atommüll verarbeitet und so das Problem der Endlagerung langlebiger radioaktiver Substanzen wie Plutonium endgültig gelöst werden könne.

Dem ist zum einen entgegenzuhalten, dass dies bislang nur in kleinen Laborversuchen und mit geringem Wirkungsgrad gelungen ist. Außerdem entsteht dabei als Nebenprodukt waffenfähiges Plutonium.

→ AtomkraftwerkePlag: Wiederaufarbeitung und Transmutation

Das Generation IV International Forum zielt vielmehr darauf ab, eine neue Ära der Atomkraft einzuleiten, mit der der Atomwirtschaft das Überleben gesichert werden soll. Dazu sollen folgende neue Konzepte für Reaktortypen entwickelt werden:

– Schneller, gasgekühlter Reaktor (GFR)
– Höchsttemperatur-Reaktor (VHTR)
– Überkritischer Leichtwasserreaktor (SCWR)
– Schneller, natriumgekühlter Reaktor (SFR)
– Schneller, bleigekühlter Reaktor (LFR)
– Flüssigsalzreaktor (MSR: Salzschmelze-Reaktor)[3]

Hinter einigen der Generation-IV-Konzepte verbergen sich Neuauflagen älterer Reaktortypen, die in Deutschland und anderswo schon gescheitert waren: Hochtemperaturreaktoren, wie z. B. Hamm-Uentrop (Nordrhein-Westfalen), und Schnelle Brüter, wie z. B. Kalkar (Nordrhein-Westfalen).

Auf diese beiden Typen legte AREVA seinen Fokus: die Entwicklung des natriumgekühlten schnellen Brüters und des Höchsttemperaturreaktors. Beide befinden sich in der Entwurfsphase.[5]

In Zukunft sollen aber, wenn es nach dem Willen der Atomlobby geht, auch kleine modulare Reaktoren (SMR = Small Modular Reactors) zum Einsatz kommen. Diese sollen beispielsweise in unterirdischen Tavernen oder in unmittelbarer Nähe von Siedlungen und Industriekomplexen sowie Regionen, deren Hochspannungsnetze wenig ausgebaut sind, eingesetzt werden. Dies sei nach Ansicht der Atomlobbyorganisation "Nuklearforum Schweiz" unproblematisch, da diese Reaktoren "höchste Sicherheitsstandards" erfüllten.[6]

Generation-IV-Forschung in Deutschland

Auch in Deutschland wird trotz Ausstiegsbeschlusses an Generation-IV-Reaktoren geforscht.

Im Februar 2010, als die Diskussion um die Laufzeitverlängerung für deutsche AKW schon in vollem Gange war, forderte der Bund deutscher Industrie (BDI), dass die Innovation in der Reaktortechnik durch den Bund gefördert werden und die großen Forschungszentren in Karlsruhe, Jülich und Rossendorf an der Generation IV mitarbeiten müssten. Sonst würden Chancen verpasst: "Dabei ist jetzt schon ein Verlust der Konkurrenzfähigkeit der deutschen Technologie festzustellen und es ist zu befürchten, wenn nicht umgehend gehandelt wird, dass die Forschung ins Ausland abwandert und die Exportchancen der deutschen Industrie leiden."[7]

Prompt erschien im gleichen Monat ein Artikel in der atomfreundlichen "Welt", in dem an die früheren Prototypen der Brüter- und Hochtemperaturreaktoren erinnert wird, welche doch eigentlich so schlecht nicht gewesen wären. Im Hintergrund schwang Kritik mit, dass alle "großen Industrienationen" sich beteiligten, nur Deutschland nicht.[8]

Trotz des Ausstiegsbeschlusses wirkt auch Deutschland über EURATOM weiter an der nuklearen Zukunft der Generation IV mit, wie "Süddeutsche.de" am 21. Juni 2011 berichtete. Richard Donderer, stellvertretender Vorsitzender der Reaktorsicherheitskommission, wies darauf hin, dass man die Technik nie in den Griff bekommen habe, vom Brüter-Kühlmittel Natrium Explosionsgefahr ausgehe und das produzierte Plutonium waffenfähig ist. Wirtschaftsminister Rösler hingegen sprach sich strikt gegen ein Ende deutscher Beteiligung aus. Forschung im Bereich der Generation IV betreibt vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Joachim Knebel.[9] Dr. Joachim Knebel ist derzeit Chief Science Officer am Kerntechnischen Institut Karlsruhe und war von 2008 bis 2011 Vizepräsident der europäischen Atomlobbyorganisation European Nuclear Society (ENS).[10]

Die deutschen Forschungsarbeiten, die unter Professor Thomas Schulenberg (Schnelle Brüter) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Professor Antonio Hurtado an der TU Dresden (Hochtemperaturreaktoren) stattfinden, werden durch Fördermittel aus Brüssel unterstützt. Mit dabei bei den Forschungen ist auch der Atomlobbyist und Professor Bruno Thomauske von der RWTH Aachen, der behauptet, dass mit den neuen Reaktoren radioaktiver Abfall vernichtet werden könne.[11]

Darüber hinaus betrieb Professor Hans-Josef Allelein bis 2014 am Forschungszentrum Jülich und an der RWTH Aachen Forschungen zur Weiterentwicklung von Hochtemperaturreaktoren.

Forschung im Bereich Reaktoren der IV. Generation wird bzw. wurde betrieben in Karlsruhe:
→ AtomkraftwerkePlag: Institut für Fusionstechnologie und Reaktortechnik (IFRT)
→ AtomkraftwerkePlag: Institut für Transurane (JRC-ITU)

Darüber hinaus ist das Konzept eines Dual Fluid Reaktors  zu erwähnen; dieses wurde entwickelt vom → Institut für Festkörper-Kernphysik (IFK).

Internationale Entwicklung

2010 war ein Projekt in Südafrika, einen Kugelhaufenreaktor zu bauen, aus Geldmangel eingestellt worden.[12] Seit 2012 baut China am Standort Shidaowan in der Provinz Shandong an einem Hochtemperaturreaktor der Generation IV. Der Brennstoff wird – ähnlich wie einst im stillgelegten deutschen AKW Hamm-Uentrop – in Kugeln gelagert. → Shidaowan (China)

Im Juli 2013 unterzeichneten Polen, Tschechien, Slowakei und Ungarn in Budapest eine Kooperationsvereinbarung zur Förderung der G4-Reaktoren. Sie planen die Eröffnung eines nuklearen Kompetenzzentrums namens V4G4[13] und die Entwicklung von Atomreaktoren der IV. Generation, insbesondere des von Frankreich entwickelten heliumgekühlten Reaktors. Mit dem Bau eines Reaktors soll 2020 begonnen werden. Während Frankreich sich auf die Entwicklung natriumgekühlter Reaktoren spezialisiert, wird In Belgien und Rumänien unter dem Decknamen "Mirra" mit einer Blei-Wismut-Legierung als Kühlmittel experimentiert. Alle diese Vorhaben werden von EURATOM geleitet und mit EU-Mitteln finanziert.[14]

Der US-amerikanische Konzern General Atomics (GA) hat Fördermittel für die Kommerzialisierung eines neuen Reaktortyps beantragt, der heliumgekühlt ist und wegen höherer Effizienz angeblich die Stromkosten um 40 % senken soll. Experten bezweifeln dies, und heliumgekühlte Reaktoren scheiterten bislang aufgrund technischer Probleme.[15]

Einen schnellen Brüter der Generation IV fördert seit Oktober 2013 der Microsoft-Mitbegründer Bill Gates. Der Reaktor soll bereits benutzte Brennelemente Jahrzehnte lang bestrahlen, bis auch die letzten hochgiftigen Elemente wie Neptunium oder Americium verbrannt sind. Das Projekt der Firma "Terrapower" befindet sich wie die anderen Generation-IV-Reaktoren bislang im Konzeptstadium. Der Reaktor kann nur mit Natrium betrieben werden, dessen Eignung fraglich ist, da es explodiert, wenn es mit Wasser und Luft in Verbindung kommt. Ansonsten wäre ein solcher Reaktor, den es bisher nur auf dem Papier gibt, denselben Risiken wie andere Reaktoren ausgesetzt: Bomben, Naturgefahren etc. Und er produziert Atommüll, der entsorgt werden muss.[16]

Frankreich möchte ebenfalls in die Generation IV einsteigen. 2020 soll der natriumgekühlte Demonstrationsreaktor Astrid in Bau gehen. Ab 2040 sollen Schnelle Brüter der Generation IV, so die Hoffnung, die großen Plutoniumbestände reduzieren. Die älteren Schnellen Brüter Superphénix und Phénix waren 2008 und 2009 stillgelegt worden. Ab 2050 plant Frankreich den Ausstieg aus der Leichtwasser-Technologie.[17]

Weitere Quellen

Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS): Kernreaktor
→ kernenergie.de: Kernkraftwerke der I., II., III. und IV. Generation - Was heißt das für die Fortführung der Entwicklung? vom Juli 2012 (Beitrag zur Gliederung der Nutzung der Atomkraft in Reaktorgenerationen)

(Letzte Änderung: 24.09.2017)

Einzelnachweise

  1. gen-4.org: Origins of the GIF abgerufen am 29. Septemeber 2014
  2. Wikipedia: Generationen von Kernkraftwerken abgerufen am 30. Juni 2013
  3. 3,0 3,1 kernenergie.ch: Neuartige Kernkraftwerke für die Welt von übermorgen abgerufen am 8. Juli 2013
  4. gen-4.org: GIF membership abgerufen am 29. September 2014
  5. AREVA: Die Zukunft im Blick: schon heute aktiv für morgen abgerufen am 7. Juli 2013 (via WayBack)
  6. nuklearforum.ch: Reaktorsysteme der Zukunft vom 1. Dezember 2013
  7. BDI: Entwicklung nuklearer Reaktoren in Deutschland vom Februar 2010 (via WayBack)
  8. Die Welt: Alternative Kerntechnologie - Neue Atomkraftwerke, aber diesmal in Grün vom 19. Februar 2010
  9. Süddeutsche.de: Das Träumen vom Schnellen Brüter vom 21. Juni 2011
  10. kit.edu: Dr. Joachim Knebel - Chief Science Officer Bereich 4 abgerufen am 26. Juni 2013
  11. Welt Online: Das ist die Zukunft der Kernkraftwerke vom 11. August 2011
  12. nuklearforum.ch: Südafrika: Ende für PBMR-Entwicklung vom 22. September 2010
  13. Budapester Zeitung: Kooperation statt Energiewende vom 27. Juli 2013
  14. wirtschaftsblatt.at: Visegrad-Länder bauen modernen Atomreaktor vom 23. Juli 2013 (via WayBack)
  15. Technology Review: Der billigste Kernreaktor der Welt? vom 18. September 2013
  16. Zeit Online: Energie aus Strahlenmüll vom 24. Oktober 2013
  17. nuklearforum.ch: Frankreich: Inbetriebnahme kommerzieller Schneller Brüter 2040 vom 27. Mai 2014

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