Dual Fluid Reaktor
Der Dual Fluid Reaktor (DFR) ist ein Kernreaktor-Konzept des Instituts für Festkörper-Kernphysik (IFK) in Berlin. Der DFR hat das Ziel, die Vorteile des Flüssigsalzreaktors und der metallgekühlten Reaktoren (natriumgekühlter Reaktor, bleigekühlter Reaktor) zu kombinieren.[1] Somit sollen die Nachhaltigkeits-, Sicherheits- und Wirtschaftlichkeitsziele der sogenannten „Generation IV“ erreicht werden.
Der konzipierte Reaktor hat einen flüssigen Kern (Kernbrennstoff- und Brutstoff-Chlorsalze oder flüssiges Aktinoidenmetall) und Bleikühlung. Er soll ein hartes Neutronenspektrum haben und für eine kombinierte Online-Hochtemperaturwiederaufarbeitung die fraktionierte Destillation/Rektifikation nutzen[2]. Das IFK bewirbt ihn mit herausragenden Sicherheitseigenschaften, extrem niedrigen Kosten sowie der Fähigkeit, Aktinide wie z. B. Plutonium oder abgebrannte Brennstäbe aus Leichtwasserreaktoren in kurzen Zeiträumen zu vernichten. Die übrig bleibenden Abfälle seien nur Spaltprodukte, die innerhalb von 300 Jahren auf eine Radiotoxizität unterhalb der von Natururan abklingen (s. StandAG, Physikalischer Hintergrund),[3][4] sodass ein geologisches Endlager nicht notwendig sei.
Die neutronenphysikalische Funktionsfähigkeit des Konzepts wurde von Mitarbeitern der Technischen Universität München und E.On Kernkraft überprüft und validiert.[5]
Als Brutreaktor soll der DFR, anders als die herkömmlichen Leichtwasserreaktoren (LWR), nicht nur Uran-235 (0,7 % des Natururans), sondern auch Uran-238 verwerten. Falls eine vollständige Umwandlung des gesamten Urans in Transurane mit nachfolgender Spaltung gelingt, könnte ein solcher Reaktor aus dem ungenutzten Uran-238 eines typischen abgebrannten LWR-Brennelements (ca. 1 Tonne) etwa 2,5 Jahre lang eine thermische Leistung von 1 Gigawatt gewinnen.
Der DFR soll auch Thorium nutzen können. Damit sollen die Kernbrennstoffressourcen der Erde über Millionen von Jahren ausreichen.
Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit der flüssigen Metalle kann beim DFR die Nachzerfallswärme vollständig passiv abgeführt werden, was in dieser Hinsicht eine sehr hohe inhärente Sicherheit bedeutet. Im Betrieb soll die Leistungsstabilität durch einen stark negativen Reaktivitätskoeffizienten gesichert sein.
Für das DFR-Konzept wurde 2012 ein Patentantrag eingereicht. Die Patenterteilung wurde in den USA, Kanada, vom Europäischen Patentamt und von der Weltorganisation für geistiges Eigentum angenommen,[6] steht jedoch in Deutschland noch aus (Stand 2015).[7]
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ A. Huke, G. Ruprecht, D. Weißbach u. a.: The Dual Fluid Reactor – A novel concept for a fast nuclear reactor of high efficiency. (PDF; 1,7 MB). In: Annals of Nuclear Energy. Bd. 80 (2015), S. 225–235, doi:10.1016/j.anucene.2015.02.016.
- ↑ IFK: Wie beim Schnapsbrennen - die PPU. Abgerufen am 18. August 2018.
- ↑ Ist der DFR die Lösung unserer Energieprobleme? In: Energy 2.0. Ausgabe 8, 2013, S. 16.
- ↑ Populärwissenschaftlicher Artikel der DFR-Macher auf Science-Skeptical Dual Fluid Reaktor. Ein neuartiges Konzept für einen Kernreaktor. In: science-skeptical.de. 30. Mai 2013, abgerufen am 30. Januar 2015.
- ↑ X. Wang, Analysis and Evaluation of the Dual Fluid Reactor Concept, Dissertation von 2017 , [1]
- ↑ Patent WO2013041085: Dual Fluid Reactor. Angemeldet am 21. September 2012, veröffentlicht am 30. Mai 2013, Erfinder: Armin Huke, Götz Ruprecht, Ahmed Hussein, Konrad Czerski, Stefan Gottlieb.
- ↑ Patent WO2013041085A2. (DEPATISnet)