Benutzer:Segelboot/Schmierblatt2
Das Generation IV international Forum (GiF) ist ein Forschungsverbund der sich der Erforschung zukünftiger Kernkraftwerke verschrieben hat. Diese Kraftwerke der sogenannten IV. Generation sollen ab dem Jahr 2030 einsatzfähig sein.
Geschichte
Generation IV international Forum wurde im Mai 2001 unter der Federführung des United States Department of Energy von folgenden zehn Nationen gegründet. Im Dezember 2002 wurde die sogenannte Technology Roadmap veröffentlicht, die allgemeine Entwicklungsziele definiert und sechs Reaktortypen beschreibt:
- Argentinien
- Brasilien
- China
- Europäische Atomgemeinschaft
- Großbritannien
- Frankreich
- Japan
- Kanada
- Russland
- Schweiz
- Südafrika
- Südkorea
- USA
Switzerland in 2002 Die Schweiz trat dem Forum 2002 bei, die Europäische Atomgemeinschaft stieß im Jahr 2003 als elftes Mitglied zum GiF. 2006 wurden auch China und Russland Mitglied.
Entwicklungsziele
Im Dezember 2002 wurde die sogenannte Technology Roadmap veröffentlicht, die allgemeine Entwicklungsziele definiert und sechs Reaktortypen beschreibt:[1]
- möglichst effektive Nutzung der zur Verfügung stehenden Kernbrennstoffe
- minimierung und weitestgehende Selbstverwertung von radioaktiven Abfällen
- möglichst nur Abfälle mit geringer Halbwertszeit
- geringere Lebenszykluskosten gegenüber anderen Energieformen
- mit anderen Energieformen vergleichbares finanzielles Risiko
- hohe Sicherheitsstandards
- sehr geringe Wahrscheinlichkeit von schweren Reaktorschäden
- Eliminierung des Bedarfs an externer Notfallversorgung
- Kraftwerke der IV. Generation sollen eine möglichst unattraktive Quelle für Diebstahl oder sonstige Abzweigung von spaltbaren Material darstellen (Proliferation)
- möglichst sicher gegenüber terroristischen Anschlägen
Reaktortypen
Neben den oben genannten allgemeinen Entwicklungszielen beschreibt das GiF in der Technology Roadmap sechs Reaktortypen, die als geeignet angesehen werden, die Entwicklungsziele zu erreichen beziehungsweise diesen zu entsprechen. Des Weiteren wird in der Roadmap jeder Reaktortyp hinsichtlich seiner Eigenschaften bewertet, sowie Forschungsschwerpunkte genannt, die bewältigt werden müssen, um die Einsatzreife des jeweiligen Typs zu erreichen.
Im Folgenden eine Übersicht über die sechs Reaktortypen mit kurzer Beschreibung, für Details sind die jeweiligen Fachartikel. Es folgt bei jedem Typ eine kurze Auflistung seiner Vor- und Nachteile im Vergleich zu den Anderen, für die Vor- und Nachteile der Kernenergie allgemein siehe den Artikel.
Im Einzelnen handelt es sich um:
Höchsttemperaturreaktor
(Very-High-Temperature Reactor, VHTR)
Der Hochtemperaturreaktor ist ein Konzept welches einen graphitmoderierten Kern und Uran als Spaltmaterial verwendet. Der Reaktor besitzt eine Kernaustrittstemperatur von 1000°C. Der Kern liegt entweder in Form von Prismen oder Kugeln vor, was den Höchsttemperaturreaktor inhärent sicher macht. Die hohe Temperatur kann als Prozesswärme verwendet werden.
Vorteile:
Nachteile:
Überkritischer Leichtwasserreaktor
(Super-Critical Water-Cooled Reactor, SCWR)
Der Überkritischer Leichtwasserreaktor ist ein thermischer Reaktor der überkritisches Wasser als Arbeitsmedium verwendet. Der Aufbau entspricht einem Siedewasserreaktor mit einem einfachen Kreislauf, das Arbeitsmedium Wasser befindet sich aber steht über dem kritischen Punkt. Die Kerntemperatur ist höher als bei Siede- und Druckwasserreaktoren. Der Vorteil liegt im einfachen Aufbau der Anlage und in hohen Wirkungsgraden (bis 45%).
Vorteile:
Nachteile:
Flüssigsalzreaktor
(Molten Salt Reactor, MSR)
In einem Flüssigsalzreaktor wird flüssiges Salz als Kühlmittel verwendet. Der Brennstoff würde ebenfalls als Salz vorliegen (UF4) und im Kreislauf zirkulieren. Die Kritikalität wird erreicht in dem die Schmelze durch einen Graphitkern fließt der als Moderator dient. Über drei Kreisläufe wird der Turbosatz angetrieben.
Vorteile:
Nachteile:
Schneller gasgekühlter Reaktor
(Gas-Cooled Fast Reactor, GFR)
Der schnelle gasgekühlte Reaktor verwendet schnelle Neutronen zur spaltung von angereichertem Uran und (actinides management/closed cycle). Der Reaktor wird durch Helium gekühlt und besitzt eine Austrittstemperatur von 850°C, die Energieerzeugung geschieht direkt ohne Wärmetauscher (helium) um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Als Brennstoff kommen keramische Brennelemente oder mit Keramik umhüllte (actinides)Bennelemente zum Einsatz. Der Reaktorkern ist aus pin- oder plattenförmigen Brennstoffanordnungen oder prismatischen Blöcken aufgebaut.
Vorteile:
Nachteile:
Schneller natriumgekühlter Reaktor
(Sodium-Cooled Fast Reactor, SFR)
Schneller bleigekühlter Reaktor
(Lead-Cooled Fast Reactor, LFR)