[sydneyfan]

Chinas neuartiger Thorium-Reaktor erreicht Betriebsreife
30. April 2025
Marcel Kunzmann

China meldet Durchbruch bei der Kernenergie. Erstmals konnte ein laufender Thorium-Reaktor mit Brennstoff befüllt werden. Was das für die globale Energiewende bedeutet.

Bereits seit mehreren Jahren betreibt China einen Thorium-Flüssigsalzreaktor. Jetzt ist den an dem Projekt beteiligten Wissenschaftlern ein wichtiger Meilenstein gelungen: Wie die in Hongkong erscheinende South China Morning Post berichtet, konnte die Anlage erstmals im laufenden Betrieb mit frischem Brennstoff befüllt werden.

Damit gelingt China der weltweit erste "langfristige, stabile Betrieb" der Technologie, was das Land an der "Spitze des globalen Wettlaufs" bei der neuartigen Reaktortechnologie positioniert, so die SCMP.

Der experimentelle Reaktor befindet sich in der Wüste Gobi im Westen Chinas und ist auf eine Leistung von zwei Megawatt ausgelegt.
Wie funktioniert ein Thorium-Flüssigsalzreaktor?

Einige Forscher sehen in der Technologie die nächste Energierevolution. Denn Thorium-basierte Flüssigsalzreaktoren haben gegenüber konventionellen Kernkraftwerken einige Vorteile.

In einem Thorium-Reaktor wird der Brennstoff Thorium-232 in flüssigem Salz gelöst. Da Thorium selbst nicht spaltbar ist, wird es durch Neutronenbeschuss in Uran-233 umgewandelt das anschließend gespalten wird und dabei Energie freisetzt. Der Prozess nennt sich Brutreaktion.

Das flüssige Salz wird als Kühlmittel und Moderator für die Kernspaltung genutzt. Wasser ist als Kühlmittel nicht erforderlich, weshalb Thorium-Reaktoren auch in trockenen Gebieten betrieben werden können.

Das hat auch einen massiven Sicherheitsvorteil: Der Reaktor arbeitet bei Atmosphärendruck, was das Risiko von Explosionen verringert. Anders als bei klassischen Druckwasserreaktoren kann der Ausfall von Kühlpumpen nicht zur Kernschmelze führen, der Reaktor schaltet sich einfach ab und die Reaktion wird unterbrochen.

Im Falle eines Lecks erstarrt das flüssige Salz und schließt die Radioaktivität mit ein. Die Gefahr der Ausbreitung radioaktiver Strahlung wie in Tschernobyl oder Fukushima im Fall einer Fehlfunktion ist damit konstruktiv bedingt massiv geringer.

Ein weiterer Vorteil ist die Verfügbarkeit und Beschaffenheit des Brennstoffs. So ist Thorium, das als Beiprodukt bei der Gewinnung seltener Erden gewonnen wird, deutlich breiter verfügbar als Uran (nicht zuletzt in China selbst) und kann nicht so leicht für die Herstellung von Kernwaffen zweckentfremdet werden (Proliferation). Thorium ist deutlich schwächer radioaktiv als Uran.

Chinesische Wissenschaftler gehen sogar davon aus, dass allein eine thoriumreiche Mine in der Inneren Mongolei theoretisch den Energiebedarf Chinas für Zehntausende von Jahren decken könnte.

Der bei Thorium-Reaktoren anfallende Atommüll ist zudem nur mehrere Jahrhunderte (statt hunderttausende von Jahren) gefährlich, was die Endlagerproblematik nicht mehr zu einem pharaonischen Unterfangen, sondern zu einer ingenieurmäßig handhabbaren Aufgabe werden lässt.

Aus diesem Grund sollen Thoriumreaktoren als Schlüsseltechnologie im Reich der Mitte gezielt zur Marktreife gebracht werden. Auch die Schweiz und Dänemark forschen inzwischen daran – sind jedoch noch weit von einem betriebstauglichen Reaktor entfernt.
China überholt USA im Wettlauf um Thorium

Ironie der Geschichte: Ausgerechnet die USA waren einst führend auf dem Gebiet. Amerikanische Wissenschaftler betrieben zwischen 1965 und 1969 Jahren erstmals einen kleinen Thorium-Testreaktor.

Weitere Vorhaben dazu wurden jedoch zugunsten von Uran-basierten Systemen aufgegeben. "Die USA haben ihre Forschung öffentlich zugänglich gemacht und auf den richtigen Nachfolger gewartet", so der chinesische Projektleiter Xu Hongjie.

"Wir waren dieser Nachfolger." Sein Team am CAS Shanghai Institute of Applied Physics verbrachte Jahre damit, deklassifizierte amerikanische Dokumente zu analysieren, Experimente zu wiederholen und weiterzuentwickeln. "Wir haben jede Technik in der Literatur gemeistert – und dann weiter vorangetrieben", sagte er.
Erster Thorium-Reaktor 2018 in Bau gegangen

Chinas Thorium-Flüssigsalzreaktor-Projekt begann in den 1970er Jahren mit theoretischer Forschung. 2009 beauftragte die Chinesische Akademie der Wissenschaften Xu damit, die Technologie in die Praxis zu überführen.

Das Projektteam wuchs innerhalb von zwei Jahren von Dutzenden Mitgliedern auf mehr als 400 Forscher an. "Wir haben durch Tun gelernt und durch Lernen getan", sagte Xu. Die Herausforderungen seien immens gewesen – von der Entwicklung neuer Materialien über die Fehlerbehebung bei ext*remen Temperaturen bis hin zum Umgang mit technischen Komponenten, die noch nie zuvor gebaut worden waren.

Im Oktober 2023 war der Bau abgeschlossen und der Reaktor erreichte Kritikalität, also eine anhaltende nukleare Kettenreaktion. Und bis Juni 2024 lief er auf Volllast. Vier Monate später war der Prozess des Nachfüllens von Thorium-Brennstoff bei laufendem Reaktor abgeschlossen – was ihn jetzt zum einzigen betriebsbereiten Thorium-Reaktor der Welt macht.
Größerer Thorium-Reaktor in Planung

Ein viel größerer Thorium-Flüssigsalzreaktor wird bereits in China gebaut und soll bis 2030 Kritikalität erreichen. Dieser Forschungsreaktor soll 10 Megawatt Strom produzieren. Auch die staatliche chinesische Schiffbauindustrie hat einen Entwurf für Containerschiffe mit Thorium-Antrieb vorgestellt, die möglicherweise einen emissionsfreien Seetransport ermöglichen könnten.

Das könnte mit Blick auf die globale Energiewende neue Perspektiven eröffnen und die Debatte um die Nutzung von Kernenergie in ein anderes Licht rücken. Unterdessen bleiben die Bemühungen der USA, die Entwicklung eines Flüssigsalzreaktors wiederzubeleben, trotz überparteilicher Unterstützung des Kongresses und Initiativen des Energieministeriums auf dem Papier.

"Im Atomspiel gibt es keine schnellen Gewinne", so Xu. "Man braucht strategische Ausdauer und muss sich 20, 30 Jahre lang darauf konzentrieren, nur eine Sache zu tun."

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