Die Weltenergievorräte - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 123

a b

60

Np
U
Am
W
Pb

He
ein

He
ein

50

40

Beschleuniger

Reaktor

30

20
10
0

kern

Spallations
target

0 1 2 3 4 He

aus

He
aus

Protonenenergie (GeV)

Abb. 5.10 Die Anzahl der Spallationsneutronen pro Protonen in Abhängigkeit von der Protonen-
energie und des Spallationstargets. Es sind Pb = Blei, W = Wolfram, Am = Americium, U = Uran,
Np = Neptunium ( a ). Schnitt durch einen Hybridreaktor mit Beschleuniger, Spallationstarget und
Reaktorkern. Die Maßstäbe in dieser Abbildung sind sehr verzerrt: Der Beschleuniger ist wesentlich
größer als der eigentliche Reaktor ( b )

1. Es werden wesentlich weniger langlebige und hochtoxische Transurane erzeugt als
in einem konventionellen Reaktor, der mit U arbeitet. Der Grund liegt in der ge-
ringeren Anzahl von Neutronen in dem U-Kern.
2. Der Vorrat an h ist etwa 140mal höher als der von U.
3. Die Kettenreaktion in einem Hybridreaktor erlischt in dem Augenblick, in dem der
Beschleuniger abgeschaltet wird. Der Hybridreaktor ist daher immer unterkritisch.
Es gibt aber auch Nachteile, insbesondere:
Die technische Beherrschung des h/U-Zyklus von der Herstellung der Brennelemente
bis zu ihrer Entsorgung ist praktisch nicht erprobt und Schwierigkeiten sind vorher-
sehbar. Eine ist, einen Beschleuniger zu bauen, der ohne den Einsatz von Ueinen
genügend hohen Neutronenfluss erzeugt und dafür nicht mehr Energie benötigt, als
der Hybridreaktor selbst aus der Kernenergie umwandelt.
Ein Vorschlag kommt von C. Rubbia vom Europäischen Kernforschungszentrum in
Genf. Hohe Neutronenflüsse entstehen bei der Spallation (Zertrümmerung) von
schweren Atomkernen mithilfe hochenergetischer Protonen (Wasserstoffkerne). Die
Anzahl der erzeugten Neutronen hängt von der Massenzahl des Atomkerns und der
Protonenenergie ab, wie in Abb. 5.10 b dargestellt. Die erforderlichen Protonenenergien
können nur mithilfe eines Hochenergiebeschleunigers erreicht werden.
Das Konzept eines Hybridreaktors ähnelt dem des HTR, es ist in Abb. 5.10 a gezeigt. Die
beschleunigten Protonen treffen auf das Spallationstarget, Blei (Pb) oder Wolfram (W),
das von dem Reaktorkern umgeben ist. Der Reaktorkern enthält sowohl hwieauch
das erbrütete U und die Moderatorkugeln aus Graphit (C). Der Reaktorkern wird,
wie beim HTR, durch einen He-Strom gekühlt.
Ob sich dieses Konzept verwirklichen lässt, muss die Zukunt erweisen. Die Bedingung
für eine positive Energiebilanz ist bekannt, sie lautet:

k

W Prot ≤ ηW Fiss n Spal n Fiss

k .

(5.20)

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