China erreicht Meilenstein bei seinem Thorium-Flüssigsalzreaktor

China betreibt in der Wüste Gobi einen Forschungskernreaktor, der ein großes Problem der Kernenergie lösen soll. In dem Flüssigsalzreaktor namens TMSR-LF1 konnte nämlich Thorium in spaltbares Uran verwandelt werden.

In dem Flüssigsalzreaktor liegt der Brennstoff direkt im Flüssigsalzkreislauf vor, und nicht in festen Brennstoffstäben. Dadurch kann der Brennstoff einfach nachgefüllt werden, ohne den Betrieb aufzuhalten. Der Reaktor erreichte erstmals Ende 2023 Kritikalität, die Kettenreaktion im Flüssigsalz konnte sich also selbst aufrechterhalten. Damals kam aber lediglich Uran als Brennstoff zum Einsatz.

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Thorium deutlich häufiger als Uran

Seitdem wurde mit der Zugabe von Thorium experimentiert. Thorium kommt etwa 3 Mal häufiger in der Erdkruste vor als Uran. In der Inneren Mongolei soll es zudem Vorkommen geben, die China mehr als 1.000 Jahre lang mit Energie versorgen können, schreibt die South China Morning Post. 

Aus dem Thorium-232 entsteht durch die Aufnahme eines Neutrons Thorium-233, das durch Verfallsprozesse zuerst in Protactinium-233 und dann in Uran-233 umgewandelt wird. Dieses Uran-233 ist an sich wieder spaltbar und kann als Brennstoff im Reaktor genutzt werden.

Der gesamte Prozess fand nun erstmals im Reaktor statt, eine externe Brennstoffherstellung ist nicht nötig. Um die Reaktion in Gang zu bringen, braucht es nur eine sehr kleine Menge an angereichertem Uran-235 oder Plutonium-239. Durch den Einsatz von Thorium werden auch langlebige radioaktive Isotope reduziert, was den radioaktiven Müll zwar nicht verhindert, aber immerhin ungefährlicher macht.

Flüssigsalzreaktor ohne Wasserkühlung

Ein weiterer Vorteil des chinesischen Flüssigsalzreaktors ist, dass er ohne Wasser für die Kühlung auskommt. Als Kühlmittel verwendet er nämlich wiederum einen Kreislauf geschmolzener Flouridsalze. Dadurch kann der Reaktor auch im Landesinneren ohne Zugang zu einer Wasserquelle betrieben werden. 

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Herkömmliche Kernkraftwerke werden wegen ihres Kühlbedarfs in der Regel in Küstennähe oder an großen Flüssen gebaut. Führen die zu wenig Wasser, muss auch die Kraftwerksleistung heruntergefahren werden.

Demonstrationskraftwerk geplant

Die 2-Megawatt-Anlage ist der einzige Thorium-betriebene Flüssigsalzreaktor der Welt. Er produziert aber keinen Strom, sondern setzt seine Energie nur in Form von Wärme frei. 

China baut derzeit jedoch am gleichen Standort einen Demonstrationsreaktor mit einer elektrischen Leistung von 10 Megawatt, der auch ans Stromnetz angeschlossen werden soll. Die entstehende Hitze soll auch für die Hochtemperatur-Wasserspaltung eingesetzt werden und so "violetten Wasserstoff" produzieren.