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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.
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