China entwickelt den weltweit ersten hybriden Kernreaktorbeschleuniger, der sogar radioaktive Abfälle in seinem Brennstoffschacht vernichten kann.

China entwickelt den weltweit ersten kommerziellen subkritischen Beschleuniger-getriebenen Reaktor

Eine neue Art von Kernanlage – ein beschleunigergetriebener subkritischer Reaktor (ADS) – existierte bisher nur als Laborprototyp. Chinesische Wissenschaftler machen nun die ersten Schritte in Richtung industrieller Anwendung.

Was ist ADS?
- Subkritisch: In der aktiven Zone gibt es keine selbsttragende Kernspaltungsreaktion.
- Extern gestartet: Ein Strom hochenergetischer Protonen (oder anderer Teilchen) wird auf sublichtgeschwindigkeiten beschleunigt und trifft ein Brennstoffziel, wodurch Neutronen erzeugt werden, die dann die Spaltung im Reaktor „unterstützen“.
- Vorteile:
- Verkürzung der Lebensdauer langlebiger Abfälle von Hunderttausenden Jahren auf etwa 1 000 Jahre.
- Möglichkeit, Thorium zu nutzen (in der Erdkruste fast zehnmal häufiger als Uran).
- Verbrennung von Uran ist 100‑fach effizienter als in herkömmlichen Reaktoren.

Projekt CiADS
- Organisatoren: Chinesische Akademie der Wissenschaften und das Institut für moderne Physik zusammen mit staatlichen Kernunternehmen.
- Name: China Initiative Accelerator Driven System (CiADS).
- Schlüsselkomponenten:
1. Supraleitender linearer Protonenbeschleuniger (Energie 250–500 MeV).
2. Brennstoffziel aus flüssigem Blei-Bismut-Legierung.
3. Subkritischer Reaktor, der mit flüssigem Metall gekühlt wird, um das schnelle Neutronenspektrum zu erhalten.
- Funktionsweise: Protonen treffen auf das Ziel → Millionen schneller Neutronen entstehen → sie gelangen in den Reaktor und unterstützen eine kontrollierte Kettenreaktion ohne Risiko einer selbsttragenden Beschleunigung.

Technische Details
Parameter | Wert | Gesamte Wärmeleistung des Prototyps ~10 MW (2,5 MW vom Beschleuniger + 7,5 MW vom Reaktor) | Standort der Errichtung Guangdong, Stadt Huicheng | Zeitplan: Bau 2021–2026 (Beschleunigerinstallation abgeschlossen 2026) | Erste Betriebssysteme voraussichtlich 2027

Warum ist das wichtig?
- Grüne und sichere Energie: ADS erlaubt keine selbsttragende Reaktion, was es vorhersehbarer und weniger riskant macht.
- Reduzierung von Abfallvolumen: Effektive Umwandlung langlebiger Aktinide in kurzlebige Isotope „wiederverwendet“ Uran‑238 nahezu vollständig und verringert die Belastung geologischer Lagerstätten.
- Thorium-Vorteil: Durch größere Vorräte sind thoriumbasierte Reaktoren unabhängig von importiertem Uran.

Was kommt als Nächstes?
China bereitet sich darauf vor, das erste Land zu sein, das einen kommerziellen Megawatt‑ADS-Demonstrator zeigt. Das ebnet den Weg für geschlossene Kernzyklen und eine nachhaltigere Nutzung planetarer Ressourcen. In Russland werden bereits Arbeiten an anderen Typen schneller Reaktoren (BREST‑OD‑300, MBIR) durchgeführt, deren Konzept jedoch vom chinesischen Ansatz zum ADS abweicht.