Ruanda baut Dual-Fluid-Reaktor: Atomare Zukunft?

Ruanda hat mit einem deutsch-kanadischen Atom-Start-up den Bau eines „experimentellen“ zivilen Kernreaktors vereinbart. Konkret handelt es sich um einen sogenannten Dual-Fluid-Reaktor (Zwei-Flüssigkeiten-Reaktor). Mit dem Testreaktor solle der Einsatz fossiler Brennstoffe in dem ostafrikanischen Land verringert werden, sagte Infrastrukturminister Ernest Nsabimana in der vergangenen Woche in der Hauptstadt Kigali.

Das Atom-Start-up Dual Fluid Energy, das den Prototypen bauen will, erklärte, der Reaktor werde im Jahr 2026 für Tests bereit sein. Diese sollen laut dem Portal „Le Canapé“ bis 2028 abgeschlossen sein. Kritik an dem Projekt äußerte Ruandas grüne Oppositionspartei.

Atommüll als Brennstoff

Der Dual-Fluid-Reaktor gehört zu den sogenannten Smart Modular Reactors (SMR), an denen viele Länder der Welt forschen, wie „Markt und Mittelstand“ berichtete. Er wird mit zwei Kreisläufen betrieben: einem, mit dem flüssigen Kernbrennstoff, der zweite mit flüssigem Blei als Kühlmittel. Blei und Uran berühren sich im Reaktor dank einer besonderen Röhrenkonstruktion nicht.

Ein Dual-Fluid-Reaktor mit nur 1,2 Metern Durchmesser. Foto: Dual Fluid

Das Blei nimmt die Wärme der Kettenreaktion auf und gibt sie über einen Wärmetauscher dann etwa an Wasser ab. Der dann entstandene Wasserdampf kann letztlich etwa eine konventionelle Turbine für die Stromerzeugung betreiben oder Wärme im industriellen Maßstab liefern.

Das Funktionsprinzip des Dual-Fluid-Reaktors 300. Foto: Dual Fluid

Weil die Energieausbeute hoch ist, kann die Anlage um den Dual-Fluid-Reaktor klein sein. Der Co-Gründer des deutsch-kanadischen Atom-Start-ups Götz Ruprecht sagte dazu: „Bei einem Zehntel der Größe klassischer Kernreaktoren brauchen sie auch nur ein Zehntel der Materialmenge.“

Die Kosten für den Bau sinken drastisch, besonderes Material werde erschwinglich. „Wir können Material verwenden, das im herkömmlichen Kraftwerksbau nicht zum Einsatz kommt, industriell aber schon länger verfügbar ist.“ Nötig seien etwa spezielle Silikatrohre aus der Glasindustrie, da die Anlage eine Betriebstemperatur von rund 1.000 Grad Celsius erreicht.

Eine mögliche Größe für den Dual-Fluid-Reaktor ist eine mit einer elektrischen Leistung von 300 Megawatt. Der Reaktor selbst hat einen Durchmesser von lediglich etwa 1,2 Metern. Die Strommenge könnte jedoch eine halbe Million Haushalte versorgen. Eine weitere mögliche Größe wären 1.500 Megawatt. Die dazu eigens entwickelte Anlage soll alte konventionelle Brennelemente zerlegen, aufbereiten und das Uran dann als Brennstoff bereitstellen. Hier hat der Reaktor einen Durchmesser von gut drei Metern.

Eine sichere Sache?

Ruanda hatte 2019 eine Vereinbarung mit der russischen Atomenergiebehörde Rosatom über den Bau von Atomanlagen unterzeichnet. Dies hatte Kritik wegen möglicher Sicherheitsrisiken ausgelöst.

Die Risiken von Nuklearunfällen wie Fukushima oder Tschernobyl seien ausgeschlossen. „Die Dual-Fluid-Technologie verfügt über nukleare Sicherheitsfunktionen. Diese machen sie frei von Unfällen“, sagte Dr. Fid’le Ndahayo, Generaldirektorin der ruandischen Atomenergiebehörde (RAEB).

So ist der Brennstoff bereits flüssig, sodass es nicht zu einer „Kernschmelze“ kommen kann. Sollte die Kernreaktion mehr Energie freisetzen, als das System abtransportieren kann und die Temperatur im Reaktor steigen, schmilz ein Sicherheitsventil und der Brennstoff fließt aus dem heißen Reaktor. Die Reaktion stoppt.

Das Unternehmen hat mehrere Sicherheitsmechanismen in den Dual-Fluid-Reaktor integriert. Foto: Dual Fluid

„Nach Jahren penibler Vorbereitung und theoretischen Verbesserung des Konzepts sind wir nun überzeugt, dass wir ein ideales Handlungsfeld für unsere Technologie gefunden haben“, teilte Ruprecht mit. „Unser Demonstrationsreaktor wird zeigen, dass ein besserer, viel effizienterer Weg zur Herstellung von Kernenergie in naher Zukunft möglich und in Reichweite ist.“

Die Reaktoren selbst produzieren relativ kleine Mengen radioaktiver Abfälle. Diese sollen sicher verwaltet werden, im Einklang mit den bestehenden internationalen Standards für die Sicherheit der Entsorgung radioaktiver Abfälle, beruhigte Ndahayo. Laut Dual Fluid ist Atommüll aus herkömmlichen Kernkraftwerken für den Dual Fluid-Reaktor ein Wertstoff.

Die Dual-Fluid-Recycling-Anlage verwertet langlebige Reststoffe energetisch oder wandelt sie in überwiegend kurzlebige um. Die Lagerungsdauer der Reststoffe liege bei rund 300 Jahren. Danach soll die Radiotoxizität der Reststoffe auf dem Niveau von Natururan liegen.

Mehrere Vorteile

Die Einbeziehung von Atomenergie „in unseren Energiemix“ hätte laut dem ruandischen Minister gleich mehrere Vorteile. Neben einer Diversifizierung der Energiequellen würde sich die Energiesicherheit verbessern und die Anfälligkeit bei Versorgungsstörungen verringere sich.

Nach Angaben von Ruprecht können die Reaktoren von Dual Fluid Energy neben Strom auch Wasserstoff und synthetische Treibstoffe produzieren. Die Dual-Fluid-Technologie ist dabei die einzige Methode, um die Endprodukte Wasserstoff und synthetische Treibstoffe auch wirklich günstig herzustellen.

Das Unternehmen will den „experimentellen Reaktor für 70 Millionen Euro betreiben“, sagte Dr. Claire Schaffnit Chatterjee, Betriebsleiterin von Dual Fluid. „Der Bau dieses Reaktors dauert zwei Jahre und es wird zwei weitere Jahre für Erprobungen geben.“ Nach 2028 soll ein Prototyp des Dual-Fluid-Reaktors gebaut werden, der dann bereits Strom produziert. Bis zum Verkauf der Technologie könnte es einige Jahre dauern, sagte Dr. Fid’le Ndahayo, Geschäftsführerin der ruandischen Atomenergiebehörde (RAEB).

Grüne Partei auch in Ruanda gegen Atomenergie

Die Regierung Ruandas hat sich bereit erklärt, den Projektstandort und die Infrastruktur bereitzustellen. Dual Fluid Energy hingegen sei verantwortlich für die technische Umsetzung der Partnerschaft. Darüber hinaus werden ruandische Wissenschaftler durch diese Partnerschaft eine praktische Ausbildung im Bereich der Nukleartechnologie erhalten. Einige seien bereits im Training.

Ein weiterer Vorteil für Ruanda: Wenn das Projekt erfolgreich verläuft, kann das ostafrikanische Land eine Vorreiter-Rolle genießen – eine Chance, die etwa Deutschland mit der wiederholten Ablehnung der Atomenergie verpasst.

Indes gibt es auch in Ruanda Gegenstimmen. So ist die „Democratic Green Party of Rwanda“ gegen das atomare Vorhaben. Allerdings sind die Grünen dort die führende Oppositionspartei. Ihr Chef, Frank Habineza, sagte der Nachrichtenagentur AFP, der Vertrag zwischen der Regierung und Dual Fluid Energy sei „gefährlich“. Es gebe „keinen großen Unterschied zwischen dem, was Dual Fluid Energy mache und dem, was Russland und die Regierung von Ruanda 2019 vereinbart haben“, sagte er.

Regierung und Dual Fluid Energy erklärten, der Testreaktor sei eine „kleine Anlage mit einer geringen Verbrennung und daher wenig radioaktivem Material im Inneren“. „Auch aus diesem Grund stellt er für die Umwelt keine Gefahr dar“, hieß es in einer gemeinsamen Erklärung. Selbst im Extremfall, bei einer gewaltsamen Zerstörung von Reaktor und Gebäude, „würde nur wenig radioaktives Material freigegeben“.

Auf dem afrikanischen Kontinent ist Südafrika bislang das einzige Land mit einem zivilen Atomprogramm.

(Mit Material von AFP)

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