US-Forscher entwickeln sicherere Brennstäbe

Atlanta. In erster Linie geht es darum, Zeit zu gewinnen. Zeit, um zu verhindern, dass sich ein Reaktorunfall zu einer Katastrophe auswächst. Nach den Erfahrungen von Fukushima arbeiten US-Wissenschaftler an einer neuen Art von Brennstäben. Schon in diesem Sommer könnten die ersten in Testreaktoren zum Einsatz kommen.

Ziel ist es, Brennstäbe zu entwickeln, die Beschädigungen und extremer Hitze besser standhalten. Außerdem sollen sie weniger anfällig für chemische Reaktionen sein, die die Metallhülle brüchig werden lassen.

Seit Jahrzehnten ist die Bauweise nuklearer Brennstäbe praktisch unverändert: Der Brennstoff Urandioxid wird in Tablettenform, die in etwa die Größe einer Fingerkuppe hat, gepresst und in eine Röhre eingebracht. Der Brennstab ist bis zu 4,5 Meter lang und wird von einer Hülle umschlossen. Dieses Hüllrohr besteht aus einer Zirkonium-Legierung. Sie ist korrosions- und hitzebeständig und soll verhindern, dass Spaltprodukte bei einem Unfall nach außen gelangen.

Die Ereignisse in Fukushima haben gezeigt, was passieren kann, wenn mehrere Extreme aufeinandertreffen. Nach dem schweren Erdbeben am 11. März überschwemmten riesige Tsunami-Wellen den Kraftwerksbereich. Das Wasser legte die Kühlsysteme lahm. Die vier Reaktoren überhitzten, Wasserstoff wurde freigesetzt, es kam zu Explosionen und Kernschmelzen.

Aufgrund dieser Erfahrung arbeiten die US-Wissenschaftler an sichereren Brennstäben. Das Forschungsinstitut EPRI testet ein Hüllrohr aus Molybdän, das noch höhere Temperaturen aushält. Experten der Universität von Tennessee setzen auf einen Keramikmantel, der Konzern Westinghouse Electric auf Silikonkarbid. Der Atomingenieur Brent Heuser entwickelt an der Universität von Illinois eine neuartige Beschichtung für heutige Hüllrohre.

„Im Wesentlichen wollen wir Zeit gewinnen“, sagt Andrew Griffith vom US-Energieministerium. Denn je mehr Zeit die Arbeiter nach einem Störfall haben, umso eher können sie eine Kernschmelze abwenden.