Schneller Brüter

Der schnelle Brüter ist ein Kernreaktortyp (Kernkraftwerk) zur Stromerzeugung und Plutoniumgewinnung, der als Spaltstoff (Kernspaltung) Plutonium verwendet, das mit schnellen Neutronen gespalten wird.

Uran-238 dient als Brutstoff. Im Brutmantel, der den Reaktorkern (Kernreaktor) umgibt, entsteht aus Uran 238 durch Neutroneneinfang Plutonium 239 (Brutvorgang) Der schnelle Brüter. kann so mehr Plutonium erzeugen, als er verbraucht, wodurch die begrenzten Uranreserven um den Faktor 60 gestreckt werden sollen (Energiereserven).

Da Plutonium in der Natur nicht vorkommt, muss die Erstfüllung durch Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente von Leichtwasserreaktoren (Kernkraftwerk) gewonnen werden. Als Kühlmittel wird wegen guter Wärmeabfuhr und Nichtabbremsen der Neutronen Natrium verwand. Der schnelle Brüter besitzt keinen Moderator (Kernreaktor).

Die Wiederaufarbeitung von schnellern Brüter-Brennelementen verlangt spezielle Anlagen. Wegen der größeren Störfallgefahr ist der Kernreaktor von einem doppelten Sicherheitsbehälter umgeben, und ein Core-Catcher soll beim größten Störfall den geschmolzenen Reaktorkern aufnehmen, kühlen und eine Plutoniumkettenreaktion (Kernspaltung) verhindern.

Umweltbelastung: Im Normalbetrieb werden, verglichen mit Leichtwasserreaktoren (LWR), höhere Emissionen radioaktiver Edelgase (Krypton, Xenon, Argon) und geringere an radioaktivem Iod erwartet. Die größte Gefahr geht von Stör- und Unfällen aus. Prinzipiell gilt der schnelle Brüter als gefährlichster Kernreaktortyp, was Wahrscheinlichkeit und Ausmaß von Unfällen angeht. Ob dieses Gefahrenpotential durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen kompensiert werden kann, ist umstritten.

Sicherheitstechnische Besonderheiten des schnellen Brüters.:

• Das Kühlmittel Natrium stellt eine besondere Gefahr als Störfallauslöser dar, da es mit Wasser und Luft heftig reagiert.
• Bei einem Störfall mit Kühlmittelverlust zeigt der schnelle Brüter im Gegensatz zum LWR keine Selbststabilisierung, vielmehr steigt seine Leistung sogar an. Es bleibt erheblich weniger Zeit, um den Reaktor mittels Schnellabschaltung abzuschalten.
• Wegen der hohen Plutoniumkonzentration kann es beim schnellen Brüter im Gegensatz zum LWR zu einer begrenzten nuklearen Explosion (atombombenähnlich) kommen. Ob der Reaktordruckbehälter dem standhält, ist umstritten.
• Der größtmögliche Störfall (Bethe-Tait-Störfall, vgl. Super-Gau) tritt ein, wenn die Kühlung ausfällt und die Reaktorschnellabschaltungen versagen. Folge: Leistungs- und Temperaturanstieg, Schmelzen der Brennelemente (30 % aus Plutonium). Dabei kann es mehrfach zur Bildung einer kritischen Masse (Kernspaltung), nuklearen Explosionen mit evtl. Bersten des Reaktordruckbehälters und Freisetzung extrem großer Mengen Radioaktivität kommen.

Folgen eines solchen schweren Unfalls, der sich alle ca. 100000 Reaktorjahre ereignen kann, berechnet für den schnellen Brüter in Kalkar: 1.400 Soforttote, 52000 bis 2,7 Million Folgetote; etwa eine Million Menschen müssen umgesiedelt werden, auf einer Fläche von 260 km mal 260 km ist Jahrhunderte lang keine Landwirtschaft mehr möglich, eine Fläche von 90 km mal 90 km muss oberflächlich abgetragen werden.

Die Auswirkungen liegen um das 2 bis 5 Fache höher als beim Super-Gau eines LWR. Weitere Gefahr: Mit dem Betrieb von S: gelangen große Mengen des hochgiftigen Plutoniums in Umlauf. Das erbrütete Plutonium ist wegen seiner Reinheit waffentauglich.

In Frankreich und anderen Staaten wurde es zum Atomwaffenbau verwandt.
1973 wurde mit dem Bau der schnelle Brüter in Kalkar begonnen, Kenndaten: Elektrische Leistung 295 MW, Reaktorkern konzipiert für 850 kg Plutonium. 1986 erklärte der Hersteller Interatom den schnellen Brüter für betriebsbereit. Das Land NRW erteilte jedoch keine Genehmigung zur Einlagerung der Brennelemente. 1991, noch bevor der schnelle Brüter jemals am Netz war, verkündete das BMFT das endgültige Aus für den schnellen Brüter. Die Baukosten beliefen sich, ohne Forschungsgelder, auf 7,5 Mrd DM.

In Frankreich ist der Vorzeige-schnelle Brüter Superphenix seit 1990 wegen diverser Pannen stillgelegt. Frankreich hat nach den Erfahrungen mit dem Superphenix von der ursprünglich geplanten Serienfertigung großer schneller Brüter Abstand genommen. Die USA haben bereits unter Carter die schnellen Brüter-Entwicklung eingestellt. Weltweit konnte der S. nicht zu einer kommerziellen Reife gebracht werden. Ohne schnellen Brüter stellen aber auch konventionelle Kernkraftwerke aufgrund der begrenzten Uranvorräte keine langfristige Option dar (Energiereserven).

Alternativen: regenerative Energiequellen.