Da der Klimawandel das Leben auf dem Planeten weniger angenehm macht, wird der Kernkraft mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Solar- und Windenergie können dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen zu senken, aber wenn eine Lösung für den Klimawandel gefunden wird, wird wahrscheinlich auch die Atomkraft ein Teil davon sein.
Aber obwohl Atomkraft kohlenstofffrei ist, ist sie riskant. Zunächst einmal stellt die Entsorgung radioaktiver Abfälle aus Kernkraftwerken ein unlösbares Problem dar – was tun mit solchen gefährlichen Nebenprodukten? Und was passiert, wenn der Kern schmilzt und eine tödliche Umweltkatastrophe auslöst, wie es 2011 in Fukushima , Japan, passiert ist ? Es gibt auch andere Bedenken, aber es gibt viele Gründe, weiter daran zu arbeiten, die Atomkraft sicherer zu machen.
Kernreaktoren werden durch Kernspaltung betrieben, eine nukleare Kettenreaktion, bei der Atome gespalten werden, um Energie zu erzeugen (oder im Fall von Atombomben eine massive Explosion).
"Weltweit sind ungefähr 450 Kernreaktoren in Betrieb, und sie alle brauchen Brennstoff", sagt Steve Krahn , Professor am Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwesen der Vanderbilt University, in einer E-Mail. „Diese Reaktoren werden größtenteils mit Uran-235 (U-235) betrieben, und die Nationen, die den Brennstoff teilweise recyceln – Frankreich, Russland und einige andere Länder – mischen ein wenig recyceltes Plutonium-239 ein, um das sogenannte gemischte herzustellen -Oxid-Brennstoff."
Plutonium ist ein Nebenprodukt von gebrauchtem Brennstoff aus einem Kernreaktor; Es ist hochgiftig und seine Radioaktivität sinkt nicht sehr schnell – es dauert Zehntausende von Jahren, bis es sichere Strahlungswerte erreicht, während Thorium in etwa 500 Jahren auf ein sicheres Niveau abgebaut wird .
Was ist Thorium?
Einige Wissenschaftler glauben, dass das Element Thorium die Antwort auf unsere nuklearen Probleme ist. Thorium ist ein schwach radioaktives, relativ häufig vorkommendes Metall – etwa so häufig wie Zinn und häufiger als Uran. Es ist auch weit verbreitet, mit besonderen Konzentrationen in Indien, der Türkei, Brasilien, den Vereinigten Staaten und Ägypten.
Thorium ist kein Brennstoff wie Uran. Der Unterschied besteht darin, dass Uran spaltbar ist, was bedeutet, dass es eine außer Kontrolle geratene Kettenreaktion auslöst, wenn Sie genug Uran auf einmal an einer Stelle erhalten können. Thorium hingegen ist nicht spaltbar oder "fruchtbar", was bedeutet, dass Sie das Thorium mit Neutronen bombardieren müssen – im Wesentlichen mit einer kleinen Menge radioaktiven Materials wie Uran starten – damit es in ein Uranisotop (U- 233/Th-232) zur Stromerzeugung.
Thorium Vor- und Nachteile
Thorium wurde in vielen frühen Experimenten der Kernphysik verwendet – Marie Curie und Ernest Rutherford arbeiteten damit. Uran wurde während des Zweiten Weltkriegs stärker mit dem Nuklearprozess in Verbindung gebracht, weil Uran besser für die Herstellung von Bomben geeignet ist, aber für die Stromerzeugung hat Thorium einige echte Vorteile gegenüber Uran. Thorium ist effizienter als Uran, und seine Reaktoren können weniger wahrscheinlich schmelzen, da sie bei niedrigeren Drücken arbeiten. Darüber hinaus wird während des Reaktorbetriebs weniger Plutonium produziert, und einige Wissenschaftler argumentieren, dass Thoriumreaktoren zerstören könntendie Tonnen gefährlicher Plutoniumabfälle, die seit den 1950er Jahren erzeugt und gelagert wurden. Darüber hinaus gilt Thorium als nahezu proliferationssicher, da Plutonium nicht aus den Abfallprodukten abgetrennt und zur Herstellung von Bomben verwendet werden kann.
Thorium hat jedoch einige Nachteile. Eine davon ist, dass Thorium und seine Abfallprodukte im Vergleich zu Uran oder Plutonium zwar für Hunderte statt für Zehntausende von Jahren gefährlich sind, aber auf kurze Sicht tatsächlich gefährlicher radioaktiv sind . Aus diesem Grund kann es etwas schwieriger sein, mit Thorium zu arbeiten, und es ist schwieriger, es einzudämmen. Es ist auch schwieriger herzustellen als Uranstäbe: Wenn wir unseren Planeten mit einem Thorium-Brennstoffkreislauf mit Energie versorgen wollen, muss laut Krahn genügend U-233 produziert werden, um die ersten Reaktoren zu befeuern.
"Methoden zur chemischen Verarbeitung von Th-232 und U-233 sind ziemlich gut etabliert, jedoch müssten Anlagen für eine solche chemische Verarbeitung gebaut werden", sagt Krahn.
Thorium zur Energiegewinnung nutzen
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Thorium zur Energieerzeugung einzusetzen. Eine Möglichkeit ist die Verwendung von festem Thoriumbrennstoff in einem konventionellen wassergekühlten Reaktor, ähnlich wie bei modernen Urankraftwerken. Eine weitere spannende Perspektive für Wissenschaftler und Atomkraftbefürworter ist der Schmelzsalzreaktor. In diesen Anlagen wird Brennstoff in einem Bottich mit flüssigem Salz gelöst. Die Salze haben einen hohen Siedepunkt, sodass selbst große Temperaturspitzen nicht zu Explosionen führen. Darüber hinaus benötigen Schmelzsalzreaktoren nicht viel Kühlung, sodass sie für ihren Betrieb nicht viel Wasser benötigen. Aus diesem Grund wird in der Wüste Gobi in China ein mit Thorium betriebener Kernreaktor getestet .
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Thorium wurde 1828 von Jons Jakob Berzelius entdeckt , der es nach Thor, dem nordischen Donnergott, benannte.
