Die Weltenergievorräte - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 121

a b

Pyrokohlenstoff
Pyrokohlenstoff

Siliziumkarbid

Brenn
stoff

Graphit
matrix

Abb. 5.8 a : Schematischer Schnitt durch ein Brennelement mit ca. 2000 Brennstoteilchen
( schwarz ). b : Schematischer Schnitt durch ein Brennstoteilchen, das nur in seinem Inneren den
Brennstoff aus angereichertem Uran enthält

des HTR vorgeschrieben ist, bildet sicherlich einen Nachteil. Auf der anderen Sei-
te ist die Gefahr der Proliferation , das heißt der unerlaubten Verwendung dieses
Brennmaterials zur Herstellung einer Atombombe , äußerst gering: Um 10 kg waf-
fenfähiges Spaltmaterial zu erhalten, müssen ca. Brennelemente mit insgesamt
⋅ Brennstoteilchen aufgearbeitet werden, ein unmögliches Unterfangen au-
ßerhalb von kontrollierten Anlagen.
2. DieBrennelementekönnenkontinuierlichdurcheineobereÖffnungindenReaktor-
kern gegeben werden und ihn nach dem Abbrand wieder durch eine untere Öffnung
verlassen, siehe Abb. 5.9 a . Der Reaktorkern ist umgeben von einem Reflektor aus
Graphit (C), durch den die Neutronen, die den Kern verlassen haben, zu einem ge-
wissen Teil wieder in den Reaktorkern zurückgestreut werden. Zur Abschirmung
und Steuerung des Reaktors werden Absorberstäbe in den Reflektor gefahren, wel-
che die Neutronen absorbieren und dadurch den Neutronenfluss im Reaktorkern
verringern.
3. Der Reaktorkern wird gekühlt mit Helium (He), das von oben mit einem Druck
von 60 bar und einer Temperatur von 250 °C in den Reaktor strömt und ihn unten
mit einer Temperatur von 700°C wieder verlässt. Die Temperatur der Brennele-
mente bleibt dabei unter 900 °C und der He-Strom enthält keinerlei Radioaktivität.
Man könnte ihn deswegen direkt zum Betrieb einer Heißgasturbine verwenden. In
dem mehr konventionellen Konzept wird die thermische Energie des Gasstroms in
einem Wärmetauscher an das Wasser des Sekundärkühlkreislaufs abgegeben, das
verdampt und eine normale Dampturbine treibt. Wegen der hohen Temperatu-
ren scheinen Energiewirkungsgrade von η ≈ , für die Wandlung in elektrische
Energie erreichbar. Um die inhärente Sicherheit des HTR-Reaktor zu garantieren,
muss seine Leistung auf einen Wert unter , ⋅ kWh ⋅ a − beschränkt bleiben.
Das bedeutet: Um einen Druckwasserreaktor zu ersetzen, müssen zehn Hochtem-
peraturreaktoren gebaut werden. Sicherlich ist es eines der Ziele augenblicklicher
Planungen, diesen Kostenfaktor zu reduzieren.
Wichtig für den Sicherheitsaspekt ist, wie sich der HTR-Reaktor bei einem Totalausfall
der He-Kühlung verhält. Helium hat, verglichen mit leichtem Wasser, ein besseres Ab-