Grundlagen

Ob alte oder neue Reaktormodelle – die Risiken bleiben.

Die Nutzung der Atomenergie beruht auf dem Prinzip der kontrollierten Spaltung schwerer Atomkerne in angereichertem Uran. Durch die Spaltung von Atomkernen entsteht Hitze. Damit wird Wasser verdampft. Der Dampf treibt Turbinen an, die mithilfe eines Generators Strom erzeugen.

Ein Atomkraftwerk (AKW) ist somit ein thermisches Kraftwerk wie Kohle- oder Gaskraftwerke. Dabei nutzen Atomkraftwerke nur einen kleinen Teil der Energie des Urans – weniger als 1%. Heutige Reaktoren nutzen im Wesentlichen das Isotop Uran-235, das ca. 0,7% des Natururans ausmacht. Von der vorhandenen Wärmeenergie gehen im AKW wiederum ca. 70% durch Abwärme verloren. Dies geschieht über den Kühlturm (Gösgen und Leibstadt) oder direkt über ein Gewässer (Beznau), das sich dadurch erwärmen.

Die Entwicklung neuer Reaktoren ist bei der Generation III+ steckengeblieben.

Zur ersten Reaktor-Generation gehören die Prototypen, die ab Mitte des 20. Jahrhunderts gebaut wurden. Die Schweizer AKW Beznau-1 und -2 (1969 bzw. 1972) sowie Mühleberg (1972) gehör(t)en zur Generation II, ebenso wie Gösgen (1979) und Leibstadt (1984), wobei jene etwas modernere Vertreter sind. Fortschrittlichere Designs sollen mit der Lancierung der Generationen III und III+ kommen, welche die aktuelle Reaktortechnologie abbilden. Die Sicherheitsanforderungen an diese Reaktoren sind höher. Allerdings sind erst wenige Generation III-Reaktoren in Betrieb. Der Evolutionary Power Reactor (EPR), gebaut von der französischen EDF, ist ein Druckwasserreaktor der dritten Generation. Der erste ging 2018 in China ans Netz. In Europa sind zurzeit zwei EPR im Bau: in Flamanville (F) und Hinkley Point (GB). Ein dritter ging 2022 in Olkiluoto (FIN) mit 13 Jahre Verspätung und zu dreimal höheren Kosten als geplant ans Netz. Allen dreien ist gemein, dass sie Schlagzeilen zu massiven Bauverzögerungen und Kostenexplosionen liefern.

Generation IV Reaktoren und Kernfusion bleiben Zukunftsmusik.

Bei der Generation IV handelt es sich nicht um die Weiterentwicklung bisheriger Technologien, sondern um neue bzw. wiederaufgenommene Reaktorkonzepte. Diese sollen insbesondere sicherer und effizienter sein und weniger Atommüll produzieren. Dazu gehören der Flüssigsalzreaktor (er soll eine höhere Brennstoffausbeute ermöglichen), der Thoriumreaktor (der einen anderen Brennstoff verwendet) oder die «Schnellen Brüter» (bei denen während der Kernspaltung ebenfalls vorhandenes, nicht-spaltbares Material in spaltbares umgewandelt wird). Allerdings wurden bis heute nur wenige Reaktoren gebaut, die vom typischen Design abweichen. Die meisten davon kämpften mit massiven Problemen, wie der französische Brüter Superphénix: In seinen 13 Betriebsjahren hat er insgesamt nur während 6 Monaten Strom produziert. Kostenpunkt: 15 Milliarden Franken. Auch Kernfusionsprojekte machen vor allem mit Negativschlagzeilen (Kosten und Verzögerungen) auf sich aufmerksam. 2007 startete das Bauprojekt zum internationalen Fusionsforschungsreaktor ITER. Doch bis dessen Folgeprojekte tatsächlich Strom produzieren und die Kernfusion einen substanziellen Beitrag an die Energieversorgung leisten kann, dauert es selbst laut dem Fusionsforschungskonsortium EUROfusion noch bis mindestens bis in die 2050er oder 2060er Jahre.

Die Industrie hofft auf Small Modular Reactors (SMR).

Dabei handelt es sich um kleine Reaktoren mit bis zu 300 Megawatt (MW) Leistung. Zum Vergleich: das AKW Leibstadt hat eine Leistung von 1275 MW. Ziel ist, modulare Reaktoren dereinst in «Massenproduktion» anfertigen zu können, um die Kosten zu senken. Tatsächlich sind bis heute nur die wenigsten Kleinreaktoren der Forschungsphase entwachsen. Von einer breiten Produktion und Installation solcher Reaktoren ist man noch Jahrzehnte entfernt. Ob sich die neuen Reaktorkonzepte überhaupt wirtschaftlich nutzen liessen, ist unklar.