Wissenschaftliche Publikation zur inhärenten Sicherheit des HTR-PM

Der HTR-PM hat im Dezember 2021 in der chinesischen Provinz Shandong am Standort Shidao-Bay erstmals Strom erzeugt. Baustart war im Jahr 2012. Bei der Demonstrationsanlage treiben zwei Reaktormodule eine gemeinsame Dampfturbine an, die eine elektrische Leistung von rund 200 MW erzeugt. Störfalltolerante Triso-Brennstoffkugeln (tristructural-isotropic fuel) mit einem Durchmesser von rund sechs Zentimeter dienen als Brennstoff. Im Innern einer Kugel sind unzählige beschichtete Urankügelchen (Triso-Elemente) in Grafit eingebettet. Triso-Brennstoff bleibt selbst bei sehr hohen Temperaturen im Reaktor intakt. Für eine volle Ladung werden bei beiden Reaktoren je 420'000 Brennstoffkugeln benötigt. Als Kühlmittel kommt inertes Heliumgas zum Einsatz, das im Reaktor auf 750°C erhitzt wird. Laut der China National Nuclear Corporation (CNNC) zeichnet sich die Demonstrationsanlage durch eine «einzigartige inhärente Sicherheit und robuste Zuverlässigkeit» aus.

Zwei Tests zur inhärenten Sicherheit durchgeführt
Forschende der chinesischen Tsinghua-Universität haben mit der weltweit ersten vollständigen Demonstration mit einem Kernreaktor gezeigt, dass der HTR-PM inhärent sicher ist und sich im Notfall vollständig passiv kühlen lässt, ohne dass es dabei zu einer Kernschmelze kommt. Die Reaktormodule kühlen sich auf natürliche Weise ohne Notkühlsysteme oder strombetriebene Kühlsysteme herunter.

Die Forschenden haben insgesamt zwei Tests am 13. August 2023 (Reaktormodul 1) und am 1. September 2023 (Reaktormodul 2) durchgeführt. Bei der Betriebsleistung des jeweiligen Reaktormoduls von 200 MW_t wurde die externe Stromversorgung abgeschaltet. So konnte die Kühlungsfähigkeiten über zwei Tage hinweg untersucht und die Temperaturentwicklung verfolgt werden. Innerhalb von 36 Stunden habe die Anlage stabile Temperaturen erreicht, ohne dass es zu einer Kernschmelze gekommen sei. «Die Ergebnisse der Tests belegen erstmals die Existenz einer inhärenten Sicherheit im kommerziellen Massstab», gaben die Forschenden bekannt, die ihre Ergebnisse nun in der wissenschaftlichen Zeitschrift Joule publiziert haben.