2020-01:Thorium - ein Brennstoff für eine bessere Kerntechnik: Unterschied zwischen den Versionen

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* Stephen F. Ashley: Thorium fuel has risks, Nature 31, Vol. 492, 6 Dec. 2012, https://www.researchgate.net/publication/233880587_Nuclear_energy_Thorium_fuel_has_risks
 
* Stephen F. Ashley: Thorium fuel has risks, Nature 31, Vol. 492, 6 Dec. 2012, https://www.researchgate.net/publication/233880587_Nuclear_energy_Thorium_fuel_has_risks
 
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Aktuelle Version vom 10. Mai 2020, 15:57 Uhr

Thorium - Brennstoff für eine bessere Kerntechnik?

Thorium wird aktuell von manchen Atomkraftbefür­worter*innen als bessere Alternative zum Uranbrennstoff bezeichnet. Thorium selbst ist aber kein Spaltstoff, sondern kann nur über Brüter- und Wiederaufarbei­tungtechnologie in spaltbares Uran-233 umgewandelt werden. Es kommt 3- bis 4-mal häufiger vor als Uran. Bezüglich Sicherheit und Entsorgung sind keine durchgreifenden Vorteile gegenüber dem klassischen Uranbrennstoff erkennbar. Ein schwerwiegender Nachteil liegt darin, dass aus Thorium erbrütetes Uran-233 zum Bau von einfachen aber hochwirksa­men Nuklearsprengsätzen zum Beispiel durch Terror­organisationen taugt. Die aktuell noch vielfach ange­strebte Thoriumverwendung ohne wirksame Denaturierung des erbrüteten Spaltstoffs erscheint daher unverantwortlich.

Einleitung

Thorium (Th) ist ein Schwer­metall der Ordnungszahl 90 (Uran: 92). Es zählt zu den Aktinoiden, kommt etwa 3- bis 4-mal häufiger vor als Uran und ist radioaktiv[1]. Technische An­wendungen hat es bisher kaum gefunden. Eine Besonderheit ist die sehr harte (durchdrin­gende) Gammastrahlung aus seiner Zerfallsreihe[2]. Thorium wird seit cir­ca 10 Jahren von einer welt­weit aktiven Gruppe von Atom­kraftbefürworter*innen als Brenn­stoff für eine sichere und kostengünstige AKW[3]-Technik oh­ne größere Entsorgungs- und Proliferationsprobleme emp­fohlen. Dieser Anspruch soll hier einem wissenschaftlichen Faktencheck unterworfen wer­den. Dazu werden die Be­hauptungen der Thoriumbe­fürworter*innen sukzessive geprüft.

Behauptung 1: Mit Thoriumnutzung lassen sich die nuklearen Brenn­stoffreserven um den Faktor 400 strecken

Thorium selbst ist kein Spalt­stoff. Es kann in Brüterreakto­ren[4] aber in spaltbares Uran-233 (U-233) umgewandelt werden, ähnlich wie das nicht spaltbare U-238[5] in einem Brü­terreaktor in spaltbares Pluto­nium umgewandelt werden kann. Thoriumnutzung setzt al­so Brüter- und Wiederaufarbeitungstechnologie voraus. Da letztere aus verschiedenen Gründen fast weltweit in Ver­ruf geraten sind, könnte es sein, dass der noch unver­brauchte Begriff Thorium hier genutzt wird, um einen beab­sichtigten Wiedereinstieg in diese problematischen Tech­nologien zu verschleiern.

Nun zum Faktor 400: Dieser vergleicht Urannutzung in klassischen Leichtwasserreak­toren (LWR) mit Thoriumein­satz in Brüterreaktoren. Ein Faktor von circa 100 geht da­bei auf die Brüterverwendung zurück, und wäre im weiter entwickelten Uran/Plutonium-Kreislauf ebenfalls zu errei­chen; nur ein Faktor von 3 bis 4 ist spezifisch für Thorium, weil es eben um diesen Faktor häufiger vorkommt als Uran.

Behauptung 2: Thorium kam bei der Atomenergieentwicklung nicht zum Zuge, weil es nicht zur militärischen Nutzung taugt

Die ersten Anfänge der Kern­technik in den USA (1944 bis Anfang der 1950er Jahre) sind durch eine Situation gekenn­zeichnet, in welcher die An­reicherungstechnologie noch sehr unterentwickelt war. Bes­ser entwickelt waren demge­genüber graphitmoderierte Re­aktoren, die Natururan ver­wenden konnten und Plutoni­um erbrüteten. Zur Thorium­nutzung[6] wäre als Spaltstoff zwingend angerei­chertes Uran oder eventuell Plutonium erforderlich gewe­sen. Beide Wege der Thoriumnutzung wurden anfänglich nicht gewählt, da sie die ins­gesamt noch geringe Gesamt­kapazität der militärischen Spaltstofferzeugung zwangs­läufig gedrosselt hätten.[7]

Erst als die US-Anreicherungsanla­gen Anfang der 1950er Jahre hinreichende Mengen an an­gereichertem Uran lieferten, begann der militärische und später auch zivile Einstieg in die Thoriumtechnologie: 1955 wurde eine überwiegend auf U-233 aus Thorium basieren­de Bombe gezündet und es wurde eine strategische U-233-Reserve von gut 2 Ton­nen angelegt. Der große Vor­sprung der Plutoniumbombe war zu diesem Zeitpunkt aber nicht mehr einzuholen, und Plutonium blieb weltweit der führende militärische Spalt­stoff[8]: Zum Ab­schluss der militärischen Un­tersuchungen zur Thoriumnut­zung wurde aus Sicht der US-Kernwaffennutzung dokumen­tiert, dass U-233 zwar ein hochpotentes Kernwaffenma­terial sei, aber kaum Vorteile gegenüber dem etablierten Plutonium böte.[9] Da die LEU-Leichtwasserreakroren[10] schon zu weit entwickelt wa­ren, blieb auch in der zivilen Kerntechnik der Thoriumein­satz eine Nischenanwendung: Etwa im kurz betriebenen deutschen „Thoriumreaktor“ THTR-300 in Hamm, der aber de facto ein Uranreaktor war[11], da der auf Thorium zurückgehende Anteil an der Energieerzeu­gung 25 Prozent nicht über­stieg.

Behauptung 3: Thoriumverwendung birgt kaum Proliferationsgefahren

Die Problematik der Prolifera­tion bei Th-/U-233 bedarf einer differenzierten Analyse, pau­schale Antwortversuche füh­ren in die Irre. Daher sei zu­erst die Waffentauglichkeit von U-233 untersucht. Als Kriterien für eine gute Waf­fentauglichkeit gelten eine niedrige kritische Masse so­wie eine niedrige Spontan­spaltungsrate. Die kritische Masse von U-233 beträgt nur 40 Prozent derjenigen von U-235, bei Plutonium-239 (Pu-239) ist die kritische Masse circa 15 Prozent kleiner als beim U-233. Für einen einfach zu bauenden nuklearen Spreng­satz werden etwa 20 bis 25 Ki­logramm U-233 benötigt. Die Spontanspaltungsrate ist wich­tig, weil die durch Spon­tanspaltung erzeugten Neutro­nen als Starter der Kettenreak­tion wirken; zur effizienten nuklearen Explosion muss der Spaltstoff aber mindestens ei­ne Kritikalität[12] von circa 2,5 haben. Kommt es bereits wäh­rend der konventionellen Bombenzündung in der Kriti­kalitätsphase zwischen 1 und 2,5 zu einer merklichen Ket­tenreaktion aufgrund von Spon­tanspaltungen, könnte das zu unerwünschten schwachen nuk­learen Explosionen führen, wel­che die Überkritikalität been­den, bevor ein nennenswerter Anteil des Spaltstoffs reagiert hat. Das hängt wesentlich auch davon ab, wie schnell die Kritikalitätsphase von 1 bis 2,5 durchschritten wird. Waffenplutonium (überwiegend Pu-239) und vor allem Reak­torplutonium haben – anders als die genannten Uranspalt­stoffe – eine vergleichsweise hohe Spontanspaltungsrate, was ihre Verwendung in einfach zu bauenden Bomben aus­schließt.

Konkret kann Pluto­nium in einer Gun-Bombe nicht zur Explosion gebracht werden, wohl aber die beiden Urannuklide; Plutonium benö­tigt die viel komplexere Im­plosionsbombe, auf die hier nicht eingegangen werden soll. Eine Gun-Bombe (Kanonen­rohranordnung, in der ein Spalt­stoffprojektil auf einen Spalt­stoffblock geeigneter Form geschossen wird, sodass sie zusammen eine hoch überkri­tische Anordnung ergeben, s. Abbildung auf Folie 7 in (Adelfang 2011)[13]) wurde in Hiroshima einge­setzt; hier liegt das Durchlaufen der Kritikalitätsphase 1 bis 2,5 im Bereich von Millise­kunden – ein relativ langer Zeitraum, in welcher sich ein Plutoniumsprengsatz durch eine schwache nukleare Ex­plosion, initiiert durch Spon­tanspaltung, selbst zerstören würde. Solche Uran-Gun-Anordnun­gen sind heute in modernen Waffenarsenalen nicht mehr zu finden:[14] Ihr Wirkungsgrad ist mit nur maximal einigen Prozent nämlich verhältnis­mäßig schlecht, sie sind sper­rig (Hiroshima-Bombe: 3,6 Tonnen schwer, 3,2 Meter lang), unflexibel und für In­terkontinentalraketen als Trä­gersysteme eher ungeeignet. Auf der anderen Seite sind Gun-Anordnungen hoch zu­verlässig und sehr einfach zu bauen. Auch die Internationale Atomenergie-Agentur (IAEA) rechnet damit, dass größere Terrorgruppen in der Lage sind, einen nuklearen Spreng­satz auf Basis von Gun-Anordnungen zu konstruieren, wenn sie in den Besitz ausrei­chender Mengen an geeigne­tem Spaltstoff gelangen.[13] Bomben einer Stärke von ma­ximal dem Doppelten bis 2,5-fachen der Hiroshima-Bombe sind so denkbar. Aus diesem Grund bemühen sich die Atommächte USA und Russ­land seit Jahrzehnten intensiv, das früher weltweit gelieferte hochangereicherte U-235 (HEU) zurückzuholen.

Ein Nachteil von U-233 in der Waffentechnik liegt darin, dass es – wenn es ausschließ­lich unter dem Gesichtspunkt der Energieerzeugung produ­ziert wird – mit maximal 250 ppm[15] an U-232 (Halbwertszeit 70 Jahre) kontaminiert ist.[16] Das beeinträchtigt die Explo­sionsfähigkeit zwar nicht, aber die Uran-232-Zerfallsreihe geht in die eingangs erwähnte Tho­rium-Zerfallsreihe mit dem hart strahlenden Tl-208 über. Eine stark strahlende Bombe ist natürlich – aus Handha­bungsgründen und weil die Strahlung die Bombenelektro­nik stört – im militärischen Umfeld unerwünscht: In den USA gilt eine Grenze von 50 ppm U-232, ab der U-233 als nicht mehr waffentauglich gilt. Trotzdem resultiert aus U-232 keine wirkliche Entlas­tung der Proliferationsprob­lematik beim U-233: Zum ei­nen benötigen simple Gun-Anordnungen keinerlei Elekt­ronik; weiterhin dürften Strah­lenschutzgesichtspunkte beim Bombenbau bei Terrororgani­sationen, welche Selbstmord­attentäter einsetzen, kaum eine Rolle spielen. Außerdem ent­steht der harte Strahler Tl-208 erst am Ende der Zerfallsreihe von U-232. Frisch hergestell­tes oder gereinigtes U-233/U-232 strahlt daher für einige Wochen nur wenig und ist leichter handhabbar.[16] Zum anderen lässt sich die Bildung von Uran-232 weitgehend un­terdrücken, wenn man beim Erbrüten von U-233 Neutro­nen mit Energien größer 0,5 MeV ausblendet[17] und Thorium aus Erzen verwendet, die möglichst wenig Uran enthalten. Eine besonders ele­gante Möglichkeit zur Gewin­nung von hochreinem U-233 stellen angedachte Flüssig­salzreaktoren mit integrierter Wiederaufarbeitung dar: Beim Erbrüten von U-233 aus Tho­rium entsteht nämlich als Zwischenprodukt Protactini­um (Pa-233) mit einer Halb­wertszeit von circa 1 Monat. Isoliert man – wie in Flüssig­salzreaktoren beabsichtigt – dieses Zwischenprodukt und lässt es außerhalb des Reak­tors zerfallen, erhält man ein optimal für Atomwaffen ge­ignetes U-233.

Ein Vorteil von U-233 gegen­über Pu-239 hinsichtlich mili­tärischer Anwendung liegt da­rin, dass es viel weniger dazu neigt, bei Neutronenbestrah­lung während der Herstellung im Reaktor in unerwünschte, die Explosionsfähigkeit beein­trächtigende Nuklide überzu­gehen. U-233 lässt sich (wie U-235) durch Zumischen von U-238 relativ leicht waffenuntauglich machen: Mischt man dem Thorium bereits bei der Zugabe in den Reaktor abge­reichertes Uran zu, erhält man bei der Entnahme ein kaum noch waffenfähiges Nuklidgemisch. In Flüssigsalzreakto­ren mit integrierter Wieder­aufarbeitung ist das allein al­lerdings nicht ausreichend wirksam, hier muss zusätzlich auf die Abtrennung von Protactinium-233 (Pa-233) verzich­tet werden.[18]

Als Fazit ist festzuhalten, dass Thoriumnutzung gravierende Proliferationsgefahren mit sich bringt. Diese liegen allerdings weniger darin, dass es für hochentwickelte Staaten damit leichter würde, in den Besitz von High-Tech-Atomwaffen zu gelangen, als vielmehr da­rin, dass die Hürde zum Bau einfacher, aber hochwirksa­mer nuklearer Sprengsätze für Terrororganisationen oder in­stabile Staaten enorm gesenkt wird.

Behauptung 4: Thoriumreaktoren sind si­cherer als konventionelle Uranreaktoren

Die Spaltung von U-233 ergibt etwa die gleiche Menge der sicherheitsdominierenden Nuklide (Jod-131, Cäsium-137, Strontium-90) wie die U-235-Spaltung. Auch die Nachzerfallswärme unterscheidet sich praktisch nicht. Die Unter­schiede bei den gebildeten Aktinoiden (s. nächste Be­hauptung) sind für das Risiko im AKW-Betrieb/Störfall von untergeordneter Bedeutung. Von daher sind keine sicher­heitstechnischen Vorteile für eine Thoriumnutzung zu er­kennen. Von größerer sicher­heitstechnischer Bedeutung ist, dass die U-233-Spaltung um 60 Prozent weniger sogenann­te verzögerte[19] Neutro­nen liefert als die U-235-Spal­tung.[20] Nur aufgrund der Existenz von verzögerten Neu­tronen ist ein AKW überhaupt regelbar und je größer ihr An­teil ist[21], umso größer ist auch der Kritikalitätsbe­reich, in dem eine Regelbar­keit gegeben ist (man spricht von verzögert überkritisch). Oberhalb dieses Regelbereichs (prompt überkritisch) kommt es zum nuklearen Durchgehen des Reaktors, wie in Tscherno­byl geschehen. Das Faktum, dass der verzögert überkriti­sche Bereich bei U-233 deut­lich kleiner ist als bei U-235, muss als wichtiger sicherheits­technischer Nachteil der Tho­riumnutzung gewertet werden.

Bei der Auslegung von ther­mischen Flüssigsalzreaktoren (Brütern) stellte man fest, dass sich bei Thoriumverwendung Probleme mit der Kritikali­tätssicherheit ergeben, welche die klassische Urannutzung in diesen Reaktoren nicht mit sich bringt. Für Thoriumnut­zung in Flüssigsalzreaktoren musste man deshalb auf schnelle Reaktoren auswei­chen. Das lässt sich zwar nicht verallgemeinern, zeigt aber, dass Thoriumnutzung zusätz­liche größere Sicherheitsprob­leme haben kann.

Als gravierendes Sicherheits­manko der Thoriumnutzung ist auch die eingangs schon erwähnte Notwendigkeit zum Einstieg in Brüter- und Wie­deraufarbeitungstechnologie anzusehen. Thorium wird häufig in Ver­bindung mit sogenannten fort­geschrittenen Reaktoren (Ge­neration IV) beworben. Die dabei dem Thorium zuge­schriebenen vorteilhaften Sicherheitseigenschaften sind in der Regel nicht Thorium-spezifisch, sondern eine Ei­genschaft des Reaktorkonzep­tes. Ob diese fortgeschrittenen Reaktorkonzepte in einer Gesamtsicht wirklich einen Si­cherheitsgewinn bringen, soll in einem späteren Artikel se­parat untersucht werden.

Behauptung 5: Thoriumnutzung bringt kaum Entsorgungsprobleme mit sich

Thoriumnutzung erzeugt prak­tisch die gleichen Spaltpro­dukte wie klassische Urannut­zung. Das gilt auch für die bei der Langzeitendlagerung wich­tigen langlebigen Spaltpro­dukte, die in einem früheren Artikel behandelt wurden.[22] Diese mobilen Spaltprodukte bestimmen das Risiko eines Endlagers, wenn Wasserein­bruch als dominierender Stör­fall angesetzt wird. Damit er­geben sich also keine Verbes­serungen bezüglich Entsor­gung. Die Argumente der Tho­riumbefürworter*innen zielen darauf ab, dass bei Thoriumnutzung keine Minoren Aktinoide (MA)[22] und kein Plutonium entstehen. Sie argumentieren, diese Nuklide seien hochto­xisch (was hinsichtlich Inkor­poration korrekt ist) und ver­gleichen nur die reine Toxizi­tät durch Inkorporation für Thorium- und Urannutzung, ohne zu berücksichtigen, dass die Aktinoide im Endlager kaum beweglich sind. Auch entstehen bei Thoriumnutzung zwar keine MA, aber andere langlebige Aktinoide, vor al­lem Protactinium-231 (Pa-231; Halbwertszeit 33.000 Jahre), mit ähnlichen Eigenschaften wie MA. Doch ist bei Thori­umnutzung von Vorteil, dass die Menge der entstehenden langlebigen Aktinoide um et­wa einen Faktor 5 kleiner ist als die der MA bei Urannut­zung. Andererseits: U-233 im Abfall ist keineswegs unproblematisch: Zu seiner dem Plu­tonium vergleichbaren Toxizi­tät und seiner langen Halb­wertszeit (160.000 Jahre) kommt erschwerend hinzu, dass sein Zerfallsprodukt Th-229 (Halbwertszeit 8.000 Jah­re) ein recht starker Gamma­strahler (neben Alphastrah­lung) ist. Die maximale Kon­zentration an Th-229 im End­lager würde erst nach etwa 100.000 Jahren erreicht.

Insgesamt betrachtet könnte sich im Aktinoidenbereich ein begrenzter Entsorgungsvorteil für die Thoriumnutzung erge­ben, aber nicht hinsichtlich der sicherheitsdominierenden langlebigen Spaltprodukte. Von daher ist das Argument, Tho­riumnutzung erleichtere die Entsorgung deutlich, nicht nachvollziehbar. Ein geologi­sches Endlager wird weiter benötigt.

Fazit

Die von den Thoriumbefür­worter*innen benannten Argumente für einen Umstieg vom Uran auf Thorium erweisen sich bei detaillierter Betrachtung als nicht ausreichend stichhaltig: Eine auf Thorium basierende Kerntechnik würde keines der bekannten Probleme der aktu­ellen Kerntechnik lösen kön­nen, aber erforderte einen enor­men Entwicklungsaufwand und erzwänge den Einstieg in Brü­ter- und Wiederaufarbeitungs­technologie. Von daher er­weist sich die Thoriumtechno­logie als Sackgasse.

Schwerwiegend an der Thori­umnutzung erscheint mir der Proliferationsaspekt: Hier kommt es zu einer gravierenden Ver­schlechterung der aktuellen Situation, da die Hürden zum Bau wirksamer nuklearer Spreng­sätze etwa durch Terrororgani­sationen ganz erheblich ge­senkt werden. Diesem Aspekt muss besondere Aufmerksam­keit gewidmet werden. Zwar ist zu hoffen, dass IAEA[23], USA und Russland, deren jahrzehntelange Bemühungen um HEU-Rücknahme durch die Thoriumtechnologie ja kon­terkariert würden, deren un­kontrollierter Ausbreitung Widerstand entgegensetzen wür­den; andererseits ist der aktu­elle Thoriumhype teilweise durch einen von Halbwissen getragenen Fanatismus ge­prägt, was in einem populisti­schen Gesamtumfeld zu un­kalkulierbaren Entwicklungen führen kann. Mir scheint es daher wichtig, dass Umwelt- und Friedensbewegung gemeinsam darauf drängen, dass eine Thoriumtechnologie ohne ausreichende Proliferationssi­cherheit international ähnlich geächtet wird, wie aktuell schon die HEU-Verwendung. Als Minimalforderung bedeu­tet das, dass es keine Thori­umtechnologie ohne U-233-Denaturierung mit U-238 und ohne Verzicht auf Online-Wiederaufarbeitung in Flüs­sigsalzreaktoren geben darf.

Dr. Rainer Moormann

Dieser Artikel ist ein Nachdruck aus Strahlentelex Nr. 746-747 / 02.2018.


Anhang: Umfang der in­ternationalen Bemühun­gen um die Thoriumtech­nologie

Zwischen der lautstarken Pro­paganda der Thoriumbefür­worter*innen und den realen Aktivi­täten zur Entwicklung einer Thoriumtechnologie besteht noch ein großes Missverhält­nis – zumindest in den westli­chen Industrieländern: Getra­gen werden die aktuellen Ar­beiten zum Thorium großen­teils von kleineren Start-up-Firmen. Die großen Unterneh­men verhalten sich weiterhin passiv und die staatliche För­derung für die Thoriumtech­nologie bleibt gering. Eine vollständige Entwicklung von Thoriumtechnologie würde In­vestitionen von mehreren Mil­liarden Euro erfordern, hinge­gen summiert sich die aktuelle EU-Förderung auf einen unte­ren einstelligen Millionenbe­trag pro Jahr. Das zusammen darf als Zeichen von Skepsis gegenüber der Thoriumtech­nologie gewertet werden. Sol­che Skepsis wurde genährt durch umfängliche Studien, etwa der Regierungen von Großbritannien und Norwe­gen, die im Tenor eher pessi­mistisch hinsichtlich Thorium ausfielen.[24][25] Von daher erscheint es mir noch aussichts­reich, durch Aufklärung den Fehl­entwicklungen eines Einstiegs in Thoriumtechnologie entge­genzuwirken. Als verhalten positives Zeichen ist zu nen­nen, dass die kanadische Fir­ma Terrestrial Energy, die Flüssigsalzreaktoren entwick­elt, 2013 aus Gründen der Proliferationssicherheit aus Thoriumtechnologie und On­line-Wiederaufarbeitung aus­stieg und seitdem einen auf klassischer Uranverwendung aufbauenden Flüssigsalzreak­tor (IMSR) bearbeitet.

In Deutschland wird noch / wieder zur Thoriumtechnolo­gie gearbeitet: Das For­schungszentrum Jülich ist auf den Thoriumhype aufgesprun­gen, indem es seine früheren Erfahrungen zu thoriumhalti­gen Kernbrennstoffen aufge­arbeitet hat,[26] und in Karls­ruhe beteiligen sich Joint Re­search Centre der EU-Kom­mission (JRC) und Karlsruher Institut für Technologie (KIT) an der von der EU geförderten Planung eines schnellen Flüs­sigsalzreaktors (MSFR) mit Thoriumnutzung. Aus dem MSFR müssten pro Jahr 150 Kilogramm überschüssiges U-233 ausgeschleust werden, was ohne Denaturierung zum Bau einiger nuklearer Sprengsätze ausreichen würde. In Freiburg und in Karlsruhe haben sich bereits Initiativen dagegen zusammengefunden, die Unter­stützung verdienen.


Fußnoten

  1. Halbwertszeit von Th-232 als Anfangs­glied der Thorium-Zerfallsrei­he 14 Milliarden Jahre im al­pha-Zerfall
  2. Thalli­um-208 (Tl-208): 2,6 MeV; zum Vergleich die Gamma­strahlung von Cs-137: 0,66 MeV
  3. AKW: Atomkraftwerk
  4. Ein Brüter ist ein Reaktor, bei dem bei Entnahme der abge­brannten Brennelemente mehr Spaltstoff vorhanden ist, als in frischen Brennelementen. Be­griffliche Verwirrung stiftet gele­gentlich, dass im kerntechnischen Sprachgebrauch jeder konventio­nelle Reaktor brütet, aber eben weniger als er verbraucht (und deshalb nicht als Brüter bezeich­net wird).
  5. 99,3 Prozent des Natururans
  6. Thorium enthält an­ders als Natururan ja keinen spaltbaren Anteil
  7. Thorium hat einen größeren Einfangquerschnitt für (thermi­sche, also langsame) Neutronen als U-238. Daher benötigt es als Brutstoff im Reaktor eine höhere Spaltstoffdichte als U-238.
  8. Indische Atomwaffen sollen jedoch nach nicht nach­prüfbaren Informationen U-233 enthalten
  9. W. K. Woods: LRL interest in U-233, Lawrence Livermore 10. 02.1966, (aus der Geheimhaltung entlassen 1994), https://www.osti.gov/scitech/biblio/79078
  10. LEU = Low Enriched Uranium
  11. Brennstoff: 10 % waffenfähi­ges 93%-angereichertes U-235 und 90 % Thorium
  12. Kritikalität: Zahl der Spaltun­gen, die eine einzelne Spaltung durch die von ihr produzierten Neutronen unmittelbar zur Folge hat.
  13. 13,0 13,1 Pablo Adelfang, Research Re­actor Section / IAEA: Symposi­um on Progress, Challenges, and Opportunities for Converting U.S. and Russian Research Reactors from Highly Enriched to Low En­riched Uranium Fuel, Moscow, 8-10 June 2011, http://dels.nas.edu/resources/static-assets/nrsb/miscellaneous/Adelfang-Presentation_Moscow_June_2011_Ali.pdf
  14. Zwischen 1977 und 1990 baute die Apartheidregierung in Südaf­rika 7 Gun-Atombomben auf der Basis von Uran-235 (Anreicherungsanlage); man scheute den hohen Entwicklungs­aufwand für moderne Implosi­onsbomben. Das Forschungszent­rum Jülich lieferte trotz Embar­gos 1988 an das Apartheidregime HTR-Technologie, welche zur Entwicklung eines Antriebs für Atom-U-Boote, in denen die Bomben sicher verwahrt werden sollten, dienen sollte. Die Bom­ben wurden 1993 demontiert.
  15. ppm = parts per million = 10-6
  16. 16,0 16,1 Jungmin Kang, Frank N. v. Hippel: U-232 and the Prolifera­tion-Resistance of U-233 in Spent Fuel, Science & Global Security, 2001, Volume 9 pp 1-32, http://fissilematerials.org/library/sgs09kang.pdf
  17. Zum Bei­spiel indem man Thorium im Reaktor hinter einer moderie­renden Schicht anordnet
  18. Engel, J.R., Bauman, H.F et al.: Conceptual design character­istics of a denatured molten-salt reactor with once-through fueling, Department of Energy's (DOE) 1980, https://dx.doi.org/10.2172/5352526
  19. Also nicht bei der Spaltung unmittelbar, son­dern aus kurzlebigen Spaltpro­dukten entstehende Neutronen
  20. IAEA: Average number of neutrons emitted per fission, 2008, https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/a6.htm
  21. zum Beispiel 0,6 Pro­zent bei U-235
  22. 22,0 22,1 Rainer Moormann: Transmu­tation, ein Weg aus der Atom­müllfalle? Strahlentelex 744-745 v. 4.1.2018, S. 5-7, http://www.strahlentelex.de/Stx_18_744-745_S05-07.pdf
  23. IAEA; International Atomic Energy Agency
  24. Reinhard Wolff: Thorium ist auch keine Lösung, Absage von Norwegens Strahlenschutzbehör­de, taz, 5. 1. 2009, https://www.taz.de/!5170129/
  25. The Thorium Fuel Cycle, An independent assessment by the UK National Nuclear Laboratory, Position Paper, National Nuclear Laboratory, Aug. 2010, https://web.archive.org/web/20130126205622/http://www.nnl.co.uk/media/8241/nnl__1314092891_thorium_cycle_position_paper.pdf
  26. H.-J. Allelein et al.: Thorium fuel performance assessment in HTRs, Nuclear Engineering and Design, Vol. 271, May 2014, P. 166-170, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0029549313006110

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