Flüssigsalzreaktoren (Molten Salt Reactor) sind Kernreaktoren, bei denen geschmolzenes Salz als Kühlmittel wirkt. Bei diesem Reaktortyp ist der Kernbrennstoff selbst flüssig und als Salz (z.b. Urantetrafluorid) gleichmäßig auf das gesamte Kühlmittelvolumen ausgebreitet. Als Moderator wird Graphit eingesetzt. Der Prototyp des Flüssigsalzreaktors wurde 1954 im Rahmen eines us-amerikanischen Forschungsprojektes gebaut, das das Ziel hatte einen nuklaer getriebenen Langstreckenbomber zu bauen. Abgesehen von einigen wenigen Forschungsreaktoren wurden keine (kommerziellen) Kraftwerke gebaut und trotz der Vorteile von Flüssigsalzreaktoren sind sie heutzutage praktisch bedeutungslos.
Funktionsweise
Durch den Reaktorbehälter und den Wärmetauscher fließt das geschmolzene Salz und transportiert dabei Wärme vom Reaktorkern zu den Turbinen. Dabei ist die Schmelze nur im Reaktor selbst in der Lage kritisch zu werden, da nur dort das Verhältnis von Volumen und Oberfläche groß genug ist und nur dort ein Moderator vorhanden ist.
Vorteile
Passive Sicherheit
Da sich das Salz bei Temperaturerhöhung ausdehnt nimmt die Reaktivität bei steigender Temperatur ab, da die kritische Masse durch die Volumenänderung unterschritten wird. Es kann auf Steuerstäbe verzichtet werden, der Reaktor regelt sich selbst und muß nicht durch äußeren Einfluß vom Verlassen der Betriebsparameter abgehalten werden.
Eine Schmelzsicherung schützt vor den Auswirkungen des Ausfalls der externen Stromversorgung. Dabei wird im unteren Teil des Reaktors ein Teil des Salzes gekühlt und so der Abfluß verschlossen, der zu den Aufbewahrungstanks führt. Fällt die Stromversorgung des Reaktors aus, schmilzt die Sicherung und die Reaktorflüssigkeit fließt in die Aufbewahrungstanks, in denen sie in eine Form gebracht wird in der sie durch passive Kühlung erstarrt.
Der Reaktor kann aufgrund der hohen Schmelz- und Siedetemperatur von Salzen bei annähernd Normaldruck betrieben werden.
Kosten
Aufgrund des geringen Drucks kann ein relativ dünnwandiger Reaktorbehälter hergestellt werden. Kosten für einige der Sicherheitssysteme, die bei diesem Reaktortyp unnötig sind können eingespart werden. Da der Reaktorbrennstoff nicht in Form von Brennstäben vorliegt, spart man die Kosten für deren Herstellung.
Temperatur
Im vergleich zu LWRs oder PWRs ist die Temperatur höher, somit arbeit die Wärme-Kraft-Maschine mit einem höheren Wirkungsgrad.
Xenon
Eine Xenonvergiftung tritt nicht auf, da das Gas im Reaktorsalz, Blasen bildet und abgesaugt werden kann.
Skalierbarkeit
Es wurden Testreaktoren mit Leistungen von einigen Megawatt gebaut. Es gibt theoretische Planungen für Reaktoren mit mehreren Gigawatt Leistung.
Nachteile
Die hohere Temperatur und die chemische Zusammensetung des geschmolzenen Salzes stellen hohe Anforderungen an die Beständigkeit der verwendeten Materialien.
Es wurden noch keine großen (Gigawatt-) Reaktoren mit dem Ziel der Stromerzeugung gebaut dementsprechen wäre noch Forschungsarbeit nötig.
Quellen
englische Wikipedia