Kategorie: Atom-Geschichte

Hochtemperatur-Atomreaktoren (HTR) sind in Deutschland gescheitert. Ihr bis heute strahlendes Erbe steht in Jülich und Hamm bzw. lagert im Zwischenlager in Ahaus. Doch was hierzulande scheiterte, will China nun an den Start bekommen. Ende 2017 soll dort eine Doppelblock-Anlage mit je 105 MW in Betrieb gehen. UmweltFAIRaendern sprach mit Rainer Moormann (Whistleblowerpreis 2011), einem ehemaligen Mitarbeiter am Forschungszentrum Jülich, über diese spezielle Atomtechnologie, über Chinas HTR-Abenteuer und seine deutschen und internationalen Hintergründe. Gemeinsam mit dem Umweltjournalisten Jürgen Streich schreibt er an einem Buch über die auch Kugelhaufenreaktoren genannte HTR-Technik, das um die Jahreswende erscheinen soll. Unter dem Titel „Kugelhaufenreaktoren, Thorium und Transmutation – die letzten Strohhalme der Atomlobby“ veranstaltet der BUND NRW am 19. November in Hamm (PDF) ein Symposium.

• Dr. Rainer Moormann erhielt von der Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW) und der Deutschen Sektion der Juristenvereinigung IALANA („Juristinnen und Juristen gegen atomare, biologische und chemischen Waffen“) in der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften 2011 gemeinsam mit Anonymus den „Whistleblowerpreis“. Mit dem „Whistleblower-Preis“ werden Persönlichkeiten ausgezeichnet, die als Insider schwer wiegende Missstände, Risiken oder Fehlentwicklungen aus ihrem beruflichen Umfeld im öffentlichen Interesse aufgedeckt haben.

Angeblich sollte die HTR-Technologie ein ultra-schlaues Reaktorkonzept sein, aber in der Praxis gab es eine Vielzahl von Problemen und Störfällen. Bereits Ende der 80er Jahre war in Deutschland Schluss mit diesem milliardenschweren Experiment. Wikipedia fasst das Schicksal des THTR Hamm zusammen: „Er wurde 1983 testweise in Betrieb genommen, 1987 an den Betreiber übergeben und im September 1989 aus technischen, sicherheitstechnischen und wirtschaftlichen Überlegungen nach nur 423 Tagen Volllastbetrieb endgültig stillgelegt.“

• Auch der Tagesspiegel berichtete über das deutsche Aus und die Pläne in China. Auch in der Technology Review ist über das chinesische Projekt einiges zu lesen. In dem eher atomfreundlichen Bericht wird aber auch deutlich: Wirtschaftlich ist diese Technik kaum zu machen. Zur Reaktorpleite in Hamm siehe auch hier die Seite der Initiative Hamm e.V.
  

Am chinesischen Versuch diese Technologie zu retten, sind weiterhin Wissenschaftler aus dem staatlichen Forschungszentrum in Jülich beteiligt. Im Rahmen einer geplanten Sicherheits-Studie des chinesischen HTR werden u.a.  Hans-Josef Allelein und
Karl Verfondern genannt (siehe hier).

UmmweltFAIRaendern im Interview mit Rainer Moormann

Frage: China will im nächsten Jahr einen HTR-Reaktor in Betrieb nehmen. Was versprechen sich die Chinesen davon und wie bewerten Sie das?

Die Chinesen wollten ursprünglich Ähnliches wie es um 1965 in Deutschland angestrebt wurde: Einen echten Kugelhaufen-Hochtemperaturreaktor mit Nutztemperaturen um 1000°C, hohem Wirkungsgrad und wertvoller Hochtemperaturprozesswärme zur Kohlevergasung und Wasserstofferzeugung. Sie haben vor ca. 15 Jahren erkannt, dass das technisch völlig unrealistisch ist und bauen jetzt den HTR-Modul von Siemens, der 1980-85 entwickelt aber nie gebaut wurde, weitgehend nach. Das ist zwar realistischer, dennoch sind erhebliche Probleme zu erwarten. Vor allem aber brächte das wegen der niedrigen Temperaturen von maximal 750°C keine Vorteile z.B. gegenüber dem schon vor 40 Jahren in den Markt eingeführten britischen AGR. Der aktuelle chinesische HTR-PM ist damit eher nur ein Mitteltemperaturreaktor, der Wirkungsgrade von 40 % erreichen kann und höchstens Prozesswärme von mittlerer Qualität für die chemische Industrie bereitstellen könnte, aber keine Erdölsubstitution – bei insgesamt deutlich höheren Baukosten als bei Leichtwasserreaktoren. Da keine Ansätze zur Weiterentwicklung zu einem echten HTR erkennbar sind – die technischen Hürden dafür sind immens – erschließt sich mir der Sinn dieses Projektes nicht wirklich.

Andererseits ist zu sagen, dass China den ursprünglich geplanten Bau von insgesamt 30 HTR-PM am gleichen Standort bereits abgesagt hat und durch den Bau konventioneller LWR dort ersetzt hat. Vielleicht sind beim HTR-PM Prestigegründe im Spiel und es läuft ähnlich wie mit der ebenfalls auf deutschen Plänen basierenden Magnetschwebebahn: Eine kurze Strecke wurde bei Shanghai gebaut und wird betrieben, aber jede Weiterentwicklung wurde gestoppt und die Baufirmen wurden aufgelöst, nachdem man die fehlende Konkurrenzfähigkeit erkannt hat. Dennoch, am HTR-PM gibt es schon Interesse aus dem Ausland: Nicht aus westlichen Industrieländern – dafür ist der Sicherheitsstandard des HTR-PM viel zu niedrig – wohl aber aus Schwellenländern wie Saudi-Arabien oder Indonesien. Es ist zu hoffen, dass dabei militärische Optionen keine Rolle spielen. Der US-Waffenexperte Powers bezeichnete Kugelhaufen-HTR nämlich 2001 als „maßgeschneidert zur offenen oder heimlichen Produktion von Atomsprengstoff.“

Frage: HTR – Was ist das besondere an dieser Reaktorlinie im Unterschied zu den sonst üblichen Leichtwasserreaktoren?

Der Kern eines Kugelhaufen-HTR besteht aus temperaturbeständiger Graphitkeramik. Der Brennstoff liegt in Form vieler kleiner beschichteter Partikel in tennisballgroßen Graphitkugeln vor. Gekühlt werden die Kugeln mit dem Edelgas Helium. Die Kugeln bewegen sich ständig durch die Schwerkraft. Graphit als Moderator erfordert eine niedrige Leistungsdichte. Man erhoffte sich damit einen sicheren Reaktor, der sehr hohe und damit wertvolle Nutztemperaturen erlaubt, aber unempfindlich gegen Kühlungsausfälle ist – im Unterschied zum LWR. Dabei übersah man andere schwerwiegende Schwachstellen und die Hoffnungen erfüllten sich nicht.

Frage: HTR heißt in Deutschland AVR Jülich und THTR Hamm. Beide Reaktoren sind nach Störfällen stillgelegt worden. Woran genau ist aus ihrer Sicht diese Technik gescheitert?

Eigentlich gescheitert ist diese Technologie schon um 1970, als man bei Inbetriebnahme des AVR Jülich erkannte, dass Grundannahmen nicht erfüllt sind. Das gilt vor allem für das schlechte Fließen und Verklemmen der Kugeln und damit verbunden um große Schwankungen der Spaltstoffverteilung im Kern, welche Instabilitäten in Leistungs- und Temperaturverteilung zur Folge hatten. Paradoxerweise führte ein weiterer schwerer Schwachpunkt der Kugelhaufen-HTR dazu, dass dieses Scheitern durch die ziemlich skrupellose HTR-Leitungsebene noch lange vertuscht werden konnte: Im Kugelhaufen-HTR kann man im Kern nämlich keine Messsonden anbringen, sodass Ausreden für die Unregelmäßigkeiten möglich waren und fleißig genutzt wurden. Es gelang sogar, öffentliche Mittel im Milliardenumfang für den Bau des größeren THTR-300 einzuwerben, obwohl intern klar war, dass wegen der Reibungsprobleme der Kugeln keine technische Lösung für diesen Reaktor existierte. Da es in der Folgezeit entgegen Hoffnungen auch nicht gelang, brauchbare technische Lösungen zu entwickeln, wurden 27.000 Brennelementkugeln während des kurzen THTR-Betriebs beschädigt – mehr als das 10.000-fache dessen, was versprochen war. Der THTR-300 hatte viele weitere, teilweise nicht beseitigbare Schwachstellen und arbeitete daher entgegen Vorhersagen extrem defizitär.

Als die Betreiber 1989 während eines längeren pannenbedingten Stillstands weitere finanzielle Nachforderungen in Höhe von 650 Mio DM an die öffentliche Hand richteten, weigerte sich NRW und der Reaktor wurde nach nur 14-monatigem Volllastbetrieb stillgelegt. 1986 haben die THTR-Betreiber während des Chernobyl-Unfalls
heimlich Radioaktivität in die Umgebung abgeblasen, was aber durch einen internen Informanten ans Licht kam. Im AVR Jülich kam es 1978 zu einem schweren hochriskanten Störfall, einem Wassereinbruch wohl aufgrund von Überhitzungen im Kern. Der Störfall wurde vertuscht, auch von der staatlichen Atomaufsicht, obwohl der Betreiber in fast krimineller Weise das Reaktorschutzsystem heimlich so manipulierte, dass der Reaktor während des Störfalls weiter betrieben werden konnte. Eine Folge des Störfalls, das gefährliche Nuklid Strontium-90 in Boden und Grundwasser unter dem Reaktor, muss in den nächsten Jahren noch mit gigantischen Kosten beseitigt werden. Unklar ist weiterhin, ob der drastische Anstieg von Kinderleukämien um Jülich ca. 1990 mit dem AVR in Verbindung steht.

Wegen der viel zu hohen Temperaturen im AVR-Kern versagten auch die Brennelemente: Der AVR-Reaktorkreislauf ist die weitaus am stärksten mit Strontium-90 verseuchte Nuklearanlage weltweit und kann erst in vielen Generationen zurückgebaut werden. Die vertuschten Vorgänge im AVR müssen aus heutiger Sicht als schwerer Störfall der INES-Kategorie 4 bis 5 eingeordnet werden. Nach dem Chernobly-Unfall wurden Sicherheitsüberprüfungen durchgeführt: Ein bis 2011 unter Verschluss gehaltenes Gutachten von Prof. Benecke und Mitarbeitern (PDF) deckte Ende 1987 schonungslos einige schwerwiegende sicherheitstechnische Schwachstellen deutscher HTR auf, insbesondere die Ähnlichkeit zum Chernobyl-Reaktor und die Neigung zu vergleichbaren Störfällen. Es ist zu vermuten, dass die geräuschlose Stilllegung des AVR Ende 1988 auf dieses Gutachten zurückgeht.

Frage: Was sind aus Ihrer Sicht weitere Schwachstellen?

Graphit ist zwar gut temperaturbeständig, hat aber sonst große Nachteile: Er ist brennbar und reagiert mit Wasserdampf zu explosionsfähigen Gasen. Gegen Strahlung ist er wenig beständig, sodass ein Kugelhaufen-HTR höchstens 20 Jahre hält. Seine im Vergleich zu Wasser deutlich schwächere Moderationswirkung führt zu einem viel
größeren Materialverbrauch im Vergleich zu LWR und damit viel teureren Reaktor. Das wird in der Regel durch Einsparungen bei der Sicherheit, zum Beispiel durch Weglassen eines vollwertigen Sicherheitsbehälters (Containment) teilweise kompensiert. Außerdem wird das Abfallvolumen dadurch sehr viel größer. Die 152 Jülicher Castoren etwa enthalten Brennelemente, die gerade mal den aktuellen Stromverbrauch eines Tages in Deutschland deckten. Das ist das 50-fache Müllvolumen verglichen mit LWR-Strom und die HTR-Entsorgung ist kostendeckend nicht zu erreichen.

Das Kugel-Brennelementkonzept eignet sich bestenfalls für mittlere Temperaturen, da es bei höheren Temperaturen undicht wird, wie der AVR zeigte. Die versprochene „Katastrophenfreiheit“ von HTR ist ein unseriöser Werbegag: Graphitbrand oder Wassereinbruch mit nuklearen sowie chemischen Explosionen sind sehr schwere Störfälle, und die Sicherheit von HTR ist insgesamt noch viel schlechter als die aktueller LWR.

Frage: Die HTR-Technologie ist ja vor allem im damaligen Kernforschungszentrum Jülich entwickelt worden, wo Sie lange beschäftigt waren. Sind deutsche Forscher an der Anlage in China nach Ihren Kenntnissen beteiligt und wenn ja in welcher Form?

Zuerst einmal: KFA Jülich/FZJ hat aus Prestigegründen fälschlicherweise immer behauptet, der HTR sei eine rein deutsche Entwicklung. In Wirklichkeit stammen alle entscheidenden Grundlagen des Kugelhaufen-HTR eindeutig aus den USA und UK. Sein Erfinder heißt Farrington Daniels, nicht Rudolf Schulten. Des Kugelhaufen-HTR ist in Jülich lediglich weiterentwickelt und erstmals gebaut worden.

Die KFA Jülich hat schon in den 1970er Jahren begonnen, know how heimlich nach China zu transferieren, auch durch Ausbildung chinesischer Wissenschaftler. Auch wurden 1990, nachdem das deutsche HTR-Programm reduziert worden war, Versuchseinrichtungen und unbenutzte AVR-Brennelemente nach China verschenkt. Die Chinesen haben 2000 mit erheblicher deutscher Unterstützung den kleinen HTR-10 von 10 MW thermischer Leistung fertiggestellt. Allerdings ist dieser Reaktor nur sehr selten in Betrieb und man munkelt von schweren Problemen. Es gibt noch immer Zuarbeit für chinesische HTR-Projekte aus Deutschland, angeblich nur auf dem Gebiet der Sicherheit, und häufige Besuche deutscher HTR-Wissenschaftler in China. Ein ehemaliger Siemens-AKW-Mitarbeiter und bedingungsloser HTR-Fan, dessen Ruf hier durch seinen gleichzeitigen Einsatz für die obskure „Kalte Fusion“ jedoch nicht wenig gelitten haben dürfte, arbeitet seit einigen Jahren in China als Gastprofessor und hat für seine Verdienste um den HTR-PM einen hohen chinesischen Staatspreis erhalten.

Frage: Wird in Deutschland noch Forschung für diese Technologie betrieben?

Ja, weniger zwar, aber mindestens noch an der RWTH Aachen, der Universität Stuttgart sowie der TU Dresden. Das Forschungszentrum Jülich hat 2014 – nachdem eine unabhängige Expertenkommission Vertuschungen und sonstige schwerwiegende wissenschaftliche Unregelmäßigkeiten im Jülich/Aachener HTR-Bereich nachgewiesen hatte – den Ausstieg aus der HTR-Entwicklung versprochen aber noch nicht vollständig umgesetzt. Die Bundesregierung fördert vereinzelte HTR-Projekte noch immer. Nennenswerte technische Fortschritte hat es seit 30 Jahren jedoch nicht gegeben. Nach zunehmender Isolation auch innerhalb der Kerntechnik kooperierte die
deutsche Kugelhaufencommunity mit der LaRouche-Politsekte und versponnenen Vereinen wie Biokernsprit. Dieser mittlerweile eher sektenhafte Charakter weiter Teile der deutschen HTR-Community hat wohl dazu geführt, dass hoch qualifizierte Mitarbeiter dort kaum noch zu finden sind.

Hinweis: Zur erwähnten LaRouche-Sekte: Helmut Lorscheid und Leo A. Müller: Deckname Schiller – Die Deutschen Patrioten des Lyndon LaRouche. Das vollständige Buch als Internet-Ausgabe. (Direkt hier von der Homepage als gesamte PDF)