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Abb. 5.12
Zerfälle und
Neutroneneinfänge von
TransuranenineinerTrans-
mutationsanlage, die entweder
mit einem schwachen Neutro-
nenfluss von
m
−
bei schwachem Neutronenfluss
238
239
n
n
Pu
Pu
= 3 d
⋅s
−
oder
einem starken Neutronenfluss
von>
m
−
237
238
Np
n
n
Np
⋅s
−
arbeitet
= 625 a
bei starkem Neutronenfluss
241
Am
wurden. Ohne weitere Neutronenverluste wäre dies ein sich selbst erhaltender Transmuta-
tionsprozess.
In einem konventionellen Leichtwasserreaktor beträgt der Neutronenfluss nur etwa
m
−
s
−
, er reicht also nicht zur Transmutation, sondern vergrößert nur den
Pu-
Anteil im nuklearen Abfall. Eine Steigerung des Neutronenflusses um eine Faktor 50 lässt
behandelt haben. Das bedeutet, eine Transmutationsanlage wäre einem Beschleuniger-
getriebenen Hybridreaktor sehr ähnlich. Und damit entstünden für diese Anlage auch
ähnliche Probleme. Zu den schwierigsten zählt die Auslegung des Spallationstargets und
des Reaktorkerns, aber auch die Konstruktion eines Protonenbeschleunigers, der Protonen
bei einem Strom von 0,1 A auf eine Energie von 1 GeV beschleunigt, verlangt den Einsatz
aufwändiger Beschleunigertechnologie, aber scheint prinzipiell möglich.
Die Herstellung kugelförmiger Brennelemente aus dem nuklearen Abfall ist wohl nicht
möglich undanderefeste Brennelemente müssten wegen des hohenNeutronenflussesnach
spätestens einem Tag ausgetauscht werden. Daher ist geplant, ein flüssiges Brennelement
5
aus einer
LiF-BeF
-Salzschmelze zu verwenden, welchem der nukleare Abfall und als
Brutstoff
h zugemischt sind. Dieses Brennelement soll durch den Reaktorkern zirku-
lieren und eine Temperatur von nicht mehr als 700°C erreichen, weil es durch schweres
Wasser gekühlt wird. Die Verwendung von schwerem Wasser als Kühlmittel und Modera-
tor scheint unausweichlich, um den hohen Neutronenfluss aufrecht zu erhalten: Schweres
Wasser besitzt das beste Abbremsvermögen aller mögliche Moderatoren.
Eine derartige Transmutationsanlage verwandelt nicht nur die Transurane in Spaltfrag-
mente, sondernsie soll auch genügend Energie liefern, um den Beschleuniger zu betreiben.
Die Anlage wäre also mindestens Energie-autark. Aber man darf nicht die ungeheuren
technischen Anforderungen vergessen, die bei der Konstruktion, dem Bau und dem Be-
trieb einer derartigen Anlage entstehen, Die erforderlichen Entwicklungsarbeiten werden
Jahrzehnte dauern und ihr Erfolg ist nicht garantiert.
⋅
5
Die Technologie flüssiger Brennelemente ist nicht neu: Von 1964 bis 1969 war in Oak Ridge/USA
ein Reaktor (MSR)mit flüssigemBrennstoff in Betrieb, dessenKonzept ähnlich zudem desHTR war.
