Erste Brennstoffbeladung beim HTR-PM in China
Am 21. August 2021 ist der Kugelhaufen-Hochtemperatur-Demonstrationsreaktor Shandong Shidaowan HTR-PM – der «High-Temperature Gas-Cooled Reactor – Pebble Bed Module» – in der chinesischen Provinz Shandong erstmals mit Brennstoff beladen worden.
Laut China Huaneng Group Co. Ltd. wurde der Reaktor des Kugelhaufen-Hochtemperatur-Demonstrationsreaktors Shandong Shidaowan HTR-PM mit dem ersten Brennstoff beladen. Vom Beginn der ersten Brennelementladung bis zum Erreichen der ersten Kritikalität des Reaktors werden etwa 30 Tage vergehen, so das Unternehmen. Während dieses Zeitraums werden schätzungsweise 104ʼ000 Brennelemente eingebaut. Für eine volle Ladung eines einzelnen Reaktors werden etwa 420ʼ000 Brennelemente benötigt.
Brennstoff des HTR-PM
Der Brennstoff des HTR-PM besteht aus beschichteten Urankügelchen, die ihrerseits in rund 6 cm grossen Grafitkugeln eingesintert sind. Sie enthalten jeweils 7 Gramm Uran, das auf 8,5% angereichert ist. Als Kühlmittel kommt Helium zum Einsatz, das im Reaktor auf 750°C erhitzt wird. Der thermische Wirkungsgrad liegt bei 40%. Die Demonstrationsanlage ist so aufgebaut, dass zwei Reaktormodule eine Dampfturbine antreiben, womit 200 MW elektrischer Leistung zur Verfügung stehen. Der HTR-PM ist für 40 Jahre Betriebszeit ausgelegt worden.
Sehr hohe passive Sicherheit
Die technische Auslegung des HTR-PM schliesst eine Kernschmelze sowie das störfallbedingte Austreten von Radioaktivität in die Umgebung im Prinzip aus. Die inhärente Sicherheit dieses Reaktors ergibt sich aus mehreren Eigenschaften:
- Gefahrloses Kühlmittel: Das Kühlmittel Helium wird beim Durchströmen des Reaktors nicht radioaktiv und die Kontamination mit radioaktiven Stoffen bleibt sehr gering. Helium ist zudem ein Edelgas – es ist nicht giftig, und es kann weder brennen noch explodieren.
- Kleine Leistungsdichte: Der Reaktorkern hat gemessen an seiner Wärmeproduktion ein grosses Volumen. Bei einem Störfall kann daher viel Wärme schadlos im Reaktor zwischengespeichert und danach durch natürliche Prozesse abgeführt werden.
- Hohe Temperaturen erlaubt: Steigt bei einem Störfall die Temperatur an, kommt die Kernspaltung von selbst zum Erliegen. Da Grafit sehr hohe Temperaturen verträgt, ist ein Schmelzen des Kerns durch die Nachzerfallswärme nicht möglich. Das ist ein sehr grosser Vorteil gegenüber den herkömmlichen Leichtwasserreaktoren.
Der HTR-PM wird noch dieses Jahr in Betrieb genommen.
Quelle
M.A. nach China Huaneng, Medienmitteilung, 20. August 2021