Hochtemperaturreaktor
Dieser Typ ist eine ganz andere Form eines Reaktors. Er wird am Beispiel eines so genannten Thorium- Hochtemperaturreaktor (THTR) von Hamm erläutert. Bei diesem Reaktor werden keine, wie sonst üblich, Brennstäbe verwendet, sondern der Brennstoff wird in kleinsten Partikeln mit Graphit zu Tennisball großen Kugeln zusammengefasst. Dabei soll das Graphit als Moderator fungieren. Als Rohmaterial kann bei diesem Reaktor neben Uran-235 auch Thorium-232 verwendet werden, da es sich durch Neutroneneinfang in spaltbares Uran- 233 umwandelt. Dieser Typ arbeitet allerdings wieder mit langsamen Neutronen. Diese Spalten das vorliegende Uran-235, aber der Reaktor erbrütet sich, wie oben gesagt, aus Thorium-232 spaltbaren Uran. Der Reaktor erbrütet sich also selbst spaltbares Material. Bei unserem Beispielsreaktor wurden 360000 von diesen Tennisball großen Kugeln als Betriebselemente in einen Behälter aus Graphitblöcken zusammen mit weiteren Graphitkugeln, die als zusätzliche Moderatoren fungieren sollten, gelegt. Da sich aus diesen, ein Kugelhaufen gebildet hat, wird dieser Reaktortyp auch als Kugelhaufenreaktor bezeichnet. Als Besonderheit tritt bei diesem Reaktor nicht Wasser, sondern das Edelgas Helium als Kühlmittel auf. Dies ist notwendig, da, wie der Name schon sagt, sehr hohe Temperaturen im Kern des Reaktors herrschen, und sich so Temperaturen von bis zu 1000°C realisieren lassen. Das auf 250°C vorgewärmte Helium strömt von oben in den Reaktor ein, wird dort auf rund 750°C erhitzt und verlässt ihn unten. Von dort strömt das Helium in den Dampferzeuger, wo es seine Wärme an einen Wasser-Dampf-Kreislauf abgibt. Der so erzeugte Dampf wird zu einer Turbine geleitet, die mit einem Generator gekoppelt ist und diesen somit antreibt. Nachdem der Dampf die Turbine durchlaufen hat wird er zum Kondensator geleitet. Dieser wird allerdings nicht mit Flusswasser betrieben, sondern hat seinen eigenen Kühlkreislauf bei dem dieses Wasser zum Naturzug-Trockenkülturm geleitet wird. Da die am Kühlturm emporsteigende Luft die Wärme des Wassers aufnimmt, ist es möglich die Wärme an die Luft und nicht an die Umwelt (Flüsse) abzugeben. Bei diesem Reaktor ist es notwendig jeden Tag neue Brennelementkugeln nachzulegen. So wurden am Tag bis zu 620 Brennelemente ersetzt. Der Reaktor galt bis zu dem Störfall unseres Beispielwerkes in Hamm, bei der die Umwelt radioaktiv belastet wurde, als der sicherste Reaktor. Das Helium reagiert nicht auf die Neutronenbestrahlung und löst bei hohen Temperaturen keine chemischen Prozesse aus. Außerdem war es nicht möglich, dass der Kern überhitzte, da Graphit einen Schmelzpunkt von über 3000°C besitzt. Die Gefahr bei diesem Reaktor ist, dass Wasser über einen defekten Dampferzeuger in den Heliumkreislauf eindringen kann. Wenn nun das Wasser mit den, zum größten Teil aus Graphit bestehenden Brennelementen in Kontakt kommt, kann dies heftige chemische Reaktionen auslösen, denen der Reaktor nicht standhält. Da es sich hier um natürliche Reaktionen handelt, kann man sie auch nicht durch Reaktorabschaltung stoppen und somit verhindern. Dieser Reaktor wurde in den 90igern als der Reaktor der Zukunft angesehen, aber nach Abschätzung der Risiken wurde das einzige THTR-Kraftwerk Deutschlands abgeschaltet. (Bei diesem Kraftwerk handelt es sich um unser Beispielkraftwerk von Hamm)