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Archimède   11. Mai 1999
06.gif (16239 octets)   Schneller Brüter

Der französische Brüter ist endgültig von der Bühne abgetreten, nachdem er ein abenteuerliches Vierteljahrhundert lang im Mittelpunkt von Träumen, Mißverständnissen und Spekulationen gestanden hatte.

Zu erzählen ist die Geschichte einer Maschine, perfekt auf den Reißbrettern der Ingenieure entworfen und gedacht als ideale Antwort auf die wirtschaftliche und politische Situation der 70er Jahre. Aber als der Superphönix startete, stand das Brütersystem bereits nicht mehr hoch im Kurs. Die Kernspaltung, wie sie in den klassischen Atomkraftwerken erzeugt und genutzt wurde, reichte letztlich aus, um die Bedürfnisse zu befriedigen.

Aber wie funktioniert eigentlich die Kernspaltung?

In dem Dokument des Kommissariats für Atomenergie 1979 heißt es: Atomkerne und Neutronen spielen eine zentrale Rolle in der Atomenergie. Der Dampf wird aus der Wärme bezogen, die in einem Reaktor durch die Spaltung von Uran- oder Plutoniumatomen frei wird.

R. Sené
Wenn ein spaltbarer Urankern, das heißt ein Isotop 235, von einem
Neutron getroffen wird, besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, daß er sich teilt, daß also eine Spaltung stattfindet. Dabei werden weitere Neutronen erzeugt, und bei diesen Neutronen gibt es mehrere Möglichkeiten: Manche treffen auf einen neuen Urankern 235, so daß eine Kettenreaktion stattfindet, andere gehen ganz einfach verloren.
Ein Neutron trifft also auf einen Urankern, er spaltet sich, wobei Neutronen frei werden, die die Reaktion fortsetzen. In bestimmten Fällen trifft ein Neutron auf einen Kern, der sich nicht teilt, sondern  das Neutron absorbiert. Dann kann es zu einem Neutronenverlust kommen, aber auch, wenn das Neutron auf einen Urankern 238 trifft, zu einem Neutroneneinfang mit anschließender Umwandlung in einen Plutoniumkern, der seinerseits durch andere Neutronen mit niedriger Energie gespalten werden kann.

Es spielen sich also zwei Dinge ab im Zentrum eines Reaktors: einerseits die Kettenreaktion, die spaltbares Uran 235 verbraucht und Energie produziert; andererseits die Umwandlung von nicht spaltbarem Uran 238 in ein neues Produkt, das es im Naturzustand nicht gibt: Plutonium. Plutonium wiederum ist spaltbar...

R. Sené
Von Anfang an, seit den 50er Jahren, als man die Produktion von Energie und Strom mit Atomkraft ins Auge faßte, haben sich die Ingenieure die Frage gestellt: Wie nutzen wir auf bestmögliche Weise das Uranerz, dessen einziger spaltbarer Anteil, das Uran 235, nur 0,7 Prozent des natürlichen Erzes ausmacht? Wie nutzen wir also das große Gesamtvorkommen, das Uran 238? Die Lösung bestand dann in dem später so genannten Brüterprinzip, das heißt, das Uran wurde in einem anderen Reaktortyp als dem bis dahin erforschten in Plutonium 239 verwandelt.

Im oben genannten Dokument steht weiter:
Werden die Ergebnisse des Versuchsreaktors Rhapsodie es ermöglichen, den Kernbrennstoff in den geplanten großen Brutreaktoren unter optimaler Nutzung der Quellen spaltbaren Materials zur Erzeugung von preiswertem Strom einzusetzen und damit die Probleme zu lösen, die sich aus der ständigen Erhöhung des Energiebedarfs ergeben?

P. Messmer
Dieser Optimismus wurde von zahlreichen führenden Politikern geteilt, die um so größeres Vertrauen in unsere Atomingenieure setzten, als Frankreich zwei große Erfolge zu verzeichnen hatte: den einen im militärischen Nuklearbereich, den anderen auf dem Gebiet der Stromerzeugung auf nuklearer Basis. Es gab also, das ist ganz unbestreitbar, bei den Politikern ein sehr großes Vertrauen in die Ingenieure, und dieses Vertrauen erklärt die Einigkeit der Politiker, als es um die Verwirklichung des Brüters Superphönix ging.

B. Barré
Man kann über den Superphönix nicht reden, man kann über die schnellen Brüter nicht reden, wenn man sie nicht in den Kontext der Zeit stellt, in der diese Entscheidungen getroffen wurden. Und der Kontext ist die erste Ölkrise. Sie müssen wissen, daß die Berechnungen, die man 1970 über den Stromverbrauch in Frankreich anstellen konnte, sehr einfach waren:
Man ging von einer geraden Linie aus, von einer Verdoppelung alle zehn Jahre, also einem Anstieg von 7 Prozent pro Jahr. In Wirklichkeit sah diese Kurve etwas anders aus: bis 1974 die gerade Linie, dann hat sich mit dem zweiten Ölschock etwas vollkommen anderes abgespielt.
Jetzt sind es nicht mehr 7 Prozent im Jahr, sondern etwas weniger als 2 Prozent, und es sah aus, als würde es eine Zeitlang so bleiben. Nun, und die Entscheidung für den Superphönix ist genau zwischen den beiden Krisen gefallen.

R. Sené
Mit dem Eintritt der Ölkrise sah man sich damit konfrontiert, das Öl durch Uran zu ersetzen, und angesichts der Reserven, die Sie auf dieser Karte sehen, der weltweiten Uranreserven ist uns klar geworden, daß bei unseren Zukunftsvorstellungen vom Stromverbrauch, bei unserem Programm, das alle zehn Jahre eine Verdoppelung des Stromverbrauchs vorsah, die Uranreserven einfach nicht reichen würden.

B. Barré
1975 dachten wir, es würden viermal so viele Kernkraftwerke entstehen, als dann tatsächlich gebaut wurden. Das heißt, als wir das französische Atomprogramm aufgelegt haben, gingen wir für das Jahr 2000 global betrachtet von so vielen Reaktoren aus, daß sie für sich allein das gesamte natürliche Uran verbrauchen würden. Und also haben wir uns gesagt:
Es ist wichtig, daß wir im Jahr 2000 nicht mehr mit diesem Reaktortyp arbeiten, der zuviel Uran verbraucht, sondern mit schnellen Brütern, die sehr wenig verbrauchen. Sehen Sie, unsere Überlegung lautete:
Wenn wir ein großes Atomprogramm starten, um aus der Abhängigkeit von Öl herauszukommen, dürfen wir uns nicht in eine Situation begeben, in der wir 25 Jahre später in der gleichen Abhängigkeit sind, diesmal von Uran.

Diese neue Gefahr beschwört Staatspräsident Valéry Giscard d'Estaing mit den Worten:
"Das Problem der weltweiten Versorgung mit natürlichem Uran wird sich sehr schnell stellen, praktisch schon in den Jahren 1985-1990. Aber es gibt eine technische Lösung, und das ist der Typ Brutreaktor oder auch schneller Brüter."

R. Sené
In einem Reaktorkern finden auf der Basis von Uranatomen 235 oder spaltbarem Plutonium Kernspaltungen statt, ein Neutron trifft auf deren Atomkerne und spaltet sie. Das setzt neue Neutronen frei. Aber einige dieser Neutronen entweichen dem Kern und gehen verloren. In einem Brüter können wir die Dinge optimieren, indem wir den Kern mit einem sogenannten Brutmantel umgeben, der nur Uran 238 enthält und flüchtige Neutronen einfängt. Auf diese Weise wird auch in dem Brutmantel Plutonium produziert. Daher der Begriff Brutreaktor.

Im oben erwähnten offiziellen Dokument steht dazu:
In einem klassischen Kernkraftwerk ist der Anteil an spaltbarem Material relativ gering. In einem Brutreaktor wie Phönix liegt der Anteil an spaltbarem Material bei ungefähr 25 Prozent. Aus diesen 25 Prozent entstehen 30 Prozent regeneriertes spaltbares Material.

R. Sené
Sobald man Plutonium produziert, kann man sich entscheiden, die Maschine entweder durch sich selbst zu beschicken - sie speist sich also selbst - oder den Überschuß als Ausgangscharge für einen neuen Reaktor zu benutzen. Das ist wie mit den Zinsen bei der Sparkasse. Bei jedem Entladungsvorgang gewinnt man ein wenig mehr, das man zur Seite legt, und nach einiger Zeit hat man genug beisammen für diese zweite Charge. Und die notwendige Zeit zum Anlegen der zweiten Charge nennt man die Zeitkonstante der Verdoppelung: Man kann doppelt so viele Reaktoren beschicken.

Ein Reaktor, der Energie und zugleich Brennstoff produziert - das ist eine verheißungsvolle Theorie. Bleibt nur zu beweisen, daß die Sache auf industrieller Ebene funktioniert. Nach Rhapsodie und Phönix, kleinen Forschungsreaktoren, wird Superphönix gestartet; eine gigantische Maschinerie mit einer Leistung von 1.200 Megawatt wird aus dem Boden gestampft. Sie soll den Beweis liefern, daß der schnelle Brüter genau die richtige Antwort auf den drohenden zweifachen Mangel ist: Ölmangel und Uranmangel. 1980 verkündet Staatspräsident Valéry Giscard d'Estaing eine strahlende Zukunft. Er erklärt:

"Wenn das Uran des französischen Bodens erst einmal in den schnellen Brütern Verwendung findet, haben wir in Frankreich eine Energiereserve, die der Saudi-Arabiens vergleichbar ist."

1985 geht der Reaktor in Betrieb. Man erhofft sich von ihm nicht nur Kilowattstunden, sondern auch Plutonium, um bald einen neuen Reaktor beschicken zu können.

R. Sené
Unter diesen Bedingungen kommt es einerseits darauf an, wieviel Zeit man für die Entladung braucht, also für die Betriebsunterbrechung; denn diese verlorene Zeit schlägt sich im Preis der produzierten Kilowattstunde nieder. Und der zweite Punkt ist die Lagerung des Plutoniums, das aus dem Kern entnommen wurde. Deswegen ist das Kühlbecken so wichtig. Das plutoniumhaltige Material wurde also dem Kern entnommen, statt seine Radioaktivität an Ort und Stelle abklingen zu lassen, und in ein System verbracht, in dem es in flüssigem Natrium abkühlte, das war das Kühlbecken. Beim ursprünglichen Konzept wurde dieser Brennstoff dann sehr früh entnommen und dann in eine Vorrichtung geführt, die ihren Transport in flüssigem Natrium ermöglichte. Damit verkürzte man die für das Abkühlen der plutoniumhaltigen Brennstäbe notwendige Zeit.

Die ersten dieser Versuche haben zu kleinen Katastrophen geführt, weil die Brennstäbe viel zu aktiv waren und die Kaltzellen vollständig kontaminierten. Man hat sich dann rasch klargemacht, daß es unerläßlich war, sie länger abkühlen zu lassen. Dafür wurde das sogenannte APEC gebaut, das Abklinglager für die Brennstäbe. Das war ein Becken, von dem aus sie nicht weitergeleitet und direkt wiederaufbereitet wurden, sondern in einem realistischen Zeitraum abkühlten.

Es dauert einige Monate, bis sich die Ingenieure den Tatsachen beugen müssen: Das Kühlbecken ist undicht, und das erweist sich als irreparabel. Diese Vorrichtung, eigens erdacht, um die Plutoniumgewinnung optimal zu regeln, muß unwiderruflich aufgegeben werden.

Mit dem Aus für das Kühlbecken beginnen die Schwierigkeiten. Der Superphönix erlebt eine Serie von Pannen, fast alle verbunden mit dem Natrium, einem Metall, das in flüssigem Zustand die vom Reaktorkern produzierte Wärme ableiten soll. Dieses Metall hat die Eigenschaft, sich bei Kontakt mit der Luft spontan zu entzünden. Die erforderlichen Techniken hat man noch nicht gut im Griff. Die Vorfälle häufen sich, und es wird rasch klar, daß es nicht gelingen wird, Strom und Plutonium zugleich zu produzieren, jedenfalls nicht unter wirtschaftlich akzeptablen Bedingungen.

R. Sené
Schließlich kam es soweit, daß wegen der Betriebsunterbrechungen und der damit verbundenen Kilowattkosten ökonomisch nichts mehr lief. Das Plutoniumkonzept erwies sich als Irrlehre, die Sache war einfach nicht lebensfähig und funktionierte nicht mehr. Die gesamte Ausgangsphilosophie - und sei es nur wegen des undichten Beckens - mußte fallengelassen werden.

P. Messmer
Außerdem hat sich der Uranmarkt in den 80er Jahren vollständig umgekehrt. Man stellt fest, daß es gewaltige Uranvorkommen auf der Welt gibt. Als man überall danach forscht, findet man auch fast überall Uran, in mehr oder weniger großen Mengen und mit mehr oder weniger starkem Erzgehalt, aber man erkennt, daß es überall oder fast überall zu finden ist. Die Preise brechen zusammen, und heute stellen wir fest, daß die Konkurrenz zwischen den Uranlieferanten so stark ist, daß sich die damalige Frage wahrhaftig nicht mehr stellt.

Kein Uranmangel mehr zu befürchten, heißt, kein Bedarf mehr an schnellen Brütern! Mehrere Länder, darunter die Vereinigten Staaten, ziehen sehr rasch die Konsequenzen aus diesem Wandel und geben den Brutreaktor auf. Von nun an gelten die schnellen Brüter als teurer, schwer zu beherrschen und ohne entscheidenden Vorteil im Energiebereich.

Aber der Superphönix ist da!

Dieses wunderbare Spielzeug hat dreimal soviel gekostet wie ein klassisches Kraftwerk. Gehört es auf den Schrott?

R. Sené
Die Regierung hatte eine glänzende Idee. Sie hat sich gesagt: Wir werden dieses Werk, das sich als Nullserie zur Stromerzeugung in industriellem Maßstab erwiesen hat, in eine Experimentierfabrik, einen Forschungsbetrieb verwandeln.

B. Barré
Und also wurde der Superphönix 94 nach einer zweijährigen Untersuchungsphase wieder in Betrieb genommen, nur seine Aufgabe wurde verändert: Er war nicht mehr der Prototyp von Superphönix 2, 3, 4, 5, 6, die ab 2000 gebaut werden sollten, sondern wurde zu einer Art Versuchsbank, weil man herausfinden wollte, ob dieser Neutronenüberfluß nicht einstweilen anders nutzbar wäre.

Anders, aber wie? Ende der 80er Jahre ist das Hauptproblem nicht mehr die Versorgung mit Brennstoff, sondern der Umgang mit den Abfällen, die den elektronuklearen Brüter hoch giftig machen. Der Superphönix, erklären die Ingenieure nun, ist auch in der Lage, bestimmte radioaktive Abfälle zu zerstören, darunter Plutonium.

B. Barré
Sehen Sie, man konzentriert sich auf das Plutonium, weil es eine janusköpfige Angelegenheit ist. Es kann der Schlüssel zu einer Energiequelle als Ersatz für Kohle sein oder einfach nur ein sehr lästiges Gift, das man irgendwie loswerden muß. Der Wunderbrennstoff Plutonium, von dem man sich Reichtum und Unabhängigkeit in Sachen Energie versprochen hatte, ist also über Nacht zu einem ordinären Abfallstoff geworden.

Der schnelle Brüter erhält eine neue Bestimmung, er wird zum Verbrennungsofen.

P. Messmer
Ich glaube, damit will man einen Verlust wettmachen. Der Superphönix war nicht als Verbrennungsofen gedacht, man kann ihn natürlich als Verbrennungsofen benutzen, aber die Frage ist doch: Lohnt sich das? Ist das nicht tatsächlich ein ausgesprochen teurer Verbrennungsofen?

R. Sené
Wenn man zu einer Entscheidung in Richtung Verbrennungsofen gelangt, vernichtet man - wenn es überhaupt gelingt - ungefähr so viel Plutonium, wie zwei Leichtwasserreaktoren jährlich erzeugen, er würde also jedes Jahr verbrennen, was zwei Reaktoren produzieren.

Resultat: Wenn man den Plutoniumbestand nicht einmal verringern, sondern nur stabil halten will, so daß er nicht mehr von Jahr zu Jahr zunimmt, müßten wir angesichts der derzeit vorhandenen 58 Reaktoren 29 schnelle Brüter dieser Kapazität bauen, um die Plutoniummenge nicht ansteigen zu lassen. Damit gerieten wir in eine vollends abwegige Situation.

Wir sind also wieder am Ausgangspunkt angelangt. Wir müssen sehen, wie wir dieses Plutoniumgift loswerden, während die schnellen Brüter ursprünglich einen nationalen Plutoniumreichtum im Überfluß produzieren sollten. Damit endet die Geschichte des Superphönix. Zu einer Zeit entworfen, als es Frankreich an Energie, der Welt an Uran mangelte, wurde das Werk in Betrieb genommen, als es Uran in großen Mengen gab und der Strombedarf weniger dringend geworden war. Umweltschützer und Atomgegner hatten sich geschlossen gegen den Brüter gestellt. Aber erst die wirtschaftliche Logik konnte dem ursprünglichen Traum vom schnellen Brüter ein Ende bereiten. Weder Stromlieferant noch Plutoniumerzeuger, weder Forschungseinrichtung noch Verbrennungsofen - der Superphönix hat seinen Job verloren. Ein Arbeitsloser, der 50 Milliarden gekostet hat und ausgemustert werden muß! Der Abriß wird mindestens 20 Milliarden kosten und zehn oder zwanzig Jahre dauern. Aber vielleicht braucht man noch mehr Zeit, um alle Lehren aus diesem wahnsinnigen Abenteuer zu ziehen.

  © 1999 ARTE G.E.I.E