„Dual-Fluid-Reaktor“ – Versionsunterschied

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Konzept: ....; dadurch soll das Konzept eine sehr hohe inhärente Sicherheit aufweisen.<ref>{{Internetquelle |autor=Julia Klinkusch |url=https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/dual-fluid-reaktor-so-funktioniert-das-kernreaktor-konzept/ |titel=Dual-Fluid-Reaktor - so funktioniert das Kernreaktor-Konzept |datum=2024-09-14 |sprache=de-DE |abruf=2024-09-17}}</ref>
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Der '''Dual-Fluid-Reaktor''' (Eigenschreibweise: ''Dual Fluid Reaktor'') ist ein [[Kernreaktor]]-Konzept mit dem Ziel, die Vorteile des [[Flüssigsalzreaktor]]s mit denen metallgekühlter Reaktoren ([[Generation IV International Forum#Schneller natriumgekühlter Reaktor|natriumgekühlter Reaktor]], [[Generation IV International Forum#Schneller bleigekühlter Reaktor|bleigekühlter Reaktor]]) zu kombinieren.<ref>A. Huke, G. Ruprecht, D. Weißbach u.&nbsp;a.: ''[http://festkoerper-kernphysik.de/DFR_Paper/DFR_Paper-formatted.pdf The Dual Fluid Reactor – A novel concept for a fast nuclear reactor of high efficiency.]'' (PDF; 1,7&nbsp;MB). In: ''Annals of Nuclear Energy.'' Bd.&nbsp;80 (2015), S.&nbsp;225–235, [[doi:{{DOI|10.1016/j.anucene.2015.02.016]]}}.</ref> Somit sollen die Nachhaltigkeits-, Sicherheits- und Wirtschaftlichkeitsziele der sogenannten [[Generation IV International Forum|„IV. Generation“]] erreicht werden.
 
== Konzept ==
[[Datei:Dual Fluid Kraftwerk DF300.jpg|mini|Kraftwerk-Skizze DF300 mit modularem Reaktor (300 MW<sub>el</sub>)]]
[[Datei:Dual Fluid Kraftwerk DF1500.jpg|mini|Kraftwerk-Skizze DF1500 (1500 MW<sub>el</sub>)]]
Der konzipierte Reaktor soll einen flüssigen Kern und Bleikühlung haben. Aktuell sieht das Unternehmen Dual Fluid flüssiges [[AktinoidActinoid]]enmetall als Brennstoff vor, theoretisch sollen auch Chlorsalze möglich sein. Er soll ein hartes [[Neutronenspektrum]]<!--was bedeutet das?--> haben und für eine kombinierte Hochtemperaturwiederaufarbeitung<!--was bedeutet das?--> die fraktionierte Destillation/Rektifikation<!--was bedeutet das?--> nutzen. Das modulare Modell DF300, das zuerst realisiert werden soll, soll einen Verbrennungszyklus von einigen Jahrzehnten haben. Danach soll der Brennstoff aus dem Reaktor entfernt und in einer eigenen Recyclinganlage so aufbereitet werden, dass die noch nutzbaren Stoffe einen neuen Verbrennungszyklus durchlaufen können. Größere Dual-Fluid-Modelle sollen über eine integrierte Recyclinganlage verfügen, die den Brennstoff permanent vor Ort und im laufenden Betrieb aufbereitet. In beiden Fällen sollen nur [[Spaltprodukt]]e übrigbleiben, die innerhalb von 300 Jahren auf eine [[Radiotoxizität]] unterhalb der von Natururan abklingen, ein geologisches [[Endlager (Kerntechnik)|Endlager]] nach den Maßstäben des [[Standortauswahlgesetz]]es sei deutlich leichter zu errichten.
 
Das Unternehmen bewirbt das Konzept mit herausragenden Sicherheitseigenschaften, niedrigen Kosten sowie der Fähigkeit, [[Transuranabfälle|Transuranabfall]] oder abgebrannten Brennstoff aus [[Leichtwasserreaktor]]en in kurzen Zeiträumen energetisch zu verwerten und per [[Transmutation]] in besser nutzbare oder ungefährlichere Elemente umzuwandeln.
 
Während des Betriebs soll die Sicherheit durch einen stark negativen [[Temperaturkoeffizient#Weitere Beispiele|Temperaturkoeffizient]]en gewährleistet werden, zudem könnte durch die hohe Wärmeleitfähigkeit der flüssigen Metalle die [[Nachzerfallswärme]] vollständig passiv abgeführt werden; dadurch soll das Konzept eine sehr hohe inhärente Sicherheit aufweisen.<ref>{{Internetquelle |autor=Julia Klinkusch |url=https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/dual-fluid-reaktor-so-funktioniert-das-kernreaktor-konzept/ |titel=Dual-Fluid-Reaktor - so funktioniert das Kernreaktor-Konzept |datum=2024-09-14 |sprache=de-DE |abruf=2024-09-17}}</ref>
 
Als [[Brutreaktor]] soll der Dual-Fluid-Reaktor, anders als herkömmliche Leichtwasserreaktoren (LWR), nicht nur das mit einem Anteil von 0,7 % am Natururan recht seltene [[Uran]]-235 verwerten, sondern auch das weit häufigere Uran-238. Falls eine vollständige Umwandlung des gesamten Urans in [[Transurane]] mit nachfolgender Spaltung gelingt, könnte ein solcher Reaktor aus dem ungenutzten Uran-238 eines typischen [[Abbrand (Kerntechnik)|abgebrannten]] LWR-[[Brennelement]]s (ca. 1 Tonne) etwa 2,5 Jahre lang eine thermische Leistung von 1 Gigawatt gewinnen. Zudem soll der Dual-Fluid-Reaktor auch [[Thorium]] nutzen können. Damit würden die Kernbrennstoffressourcen der Erde für tausende von Jahren ausreichen.
 
== Entwicklungsgeschichte ==
Das Dual-Fluid-Konzept wurde zunächst am privaten Institut für Festkörper-Kernphysik (gemeinnützige Gesellschaft zur Förderung der Forschung IFK) mbH in [[Berlin]] entwickelt. Im Februar&nbsp;2021 gründeten einige der Mitwirkenden dort das kanadische Unternehmen Dual Fluid Energy Inc., um die Technologie zur kommerziellen Reife zu führen. Eine im Jahr 2017 abgeschlossene Dissertation an der [[Technische Universität München|Technischen Universität München]] kommt zum Fazit, dass das Dual-Fluid-Reaktorkonzept „generell realisierbar ist und großes Potenzial hat“.<ref>X. Wang: [http://mediatum.ub.tum.de/603807?sortfield0=-year-accepted&sortfield1=-author.fullname_comma&show_id=1343008 ''Analysis and Evaluation of the Dual Fluid Reactor Concept.''] Dissertation von 2017</ref>
 
Das Reaktordesign gewann die öffentliche Abstimmung für den Galileo-Wissenspreis bei den deutschen GreenTec Awards 2013, aber das Preisverleihungskomitee, das die Preise vergibt, änderte die Regeln, um alle nuklearen Designs auszuschließen, bevor der Gewinner bekannt gegeben wurde. Die Dual-Fluid-Teilnehmer haben daraufhin erfolgreich geklagt.<ref>{{Cite web |title=DFR – The Dual Fluid Reactor |language=en-US |date=2014-03-26 |url=http://www.daretothink.org/dfr-the-dual-fluid-reactor/ |access-date=2019-08-04 |website=The perspective of molten salt reactors}}</ref><ref>{{Cite web |title=Der Dual Fluid Reaktor (DFR) ist per Gerichtsbeschluss für die GreenTec Awards nominiert ! – Ruhrkultour |language=de-DE |date=August 2013 |url=https://ruhrkultour.de/gerichtsbeschluss-dual-fluid-reaktor-dfr-ist-fuer-die-greentec-awards-nominiert/ |access-date=2019-08-04}}</ref><ref>{{Cite web |title=Stellungnahme Denominierung — Dual Fluid Reaktor |language=de |date=2013-08-08 |url=http://dual-fluid-reaktor.de/eigenes/stellungnahme-denominierung |access-date=2019-08-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130808005852/http://dual-fluid-reaktor.de/eigenes/stellungnahme-denominierung |archive-date=2013-08-08}}</ref><ref>{{Cite web |last=Klute |first=Rainer |title=How To Stash A Nuclear Reactor Away |language=en |date=2013-06-20 |url=https://rainerklute.wordpress.com/2013/06/20/how-to-stash-a-nuclear-reactor-away/ |access-date=2019-08-04 |website=Rainers Blog}}</ref>
Bisher wurde ein Patent auf das Funktionsprinzip des Reaktors erteilt,<ref>{{Patent| Land=WO| V-Nr=2013041085| Code=A2| Typ=Patentanmeldung| Titel=Dual Fluid Reaktor| A-Datum=2012-09-21| V-Datum=2013-03-28| Erfinder=Armin Huke, Götz Ruprecht, Ahmed Hussein, Konrad Czerski, Stefan Gottlieb}}</ref> ein weiteres auf den Flüssigmetall-Brennstoff ist beantragt.<ref>{{Patent| Land=WO| V-Nr=2020088707| Code=A1| Typ=Patentanmeldung| Titel=Dual Fluid Reaktor - Variante mit Flüssigmetallspaltstoff| A-Datum=2019-11-01| V-Datum=2020-05-07| Anmelder=Armin Huke| Erfinder=Armin Huke et al}}</ref> Derzeit (Stand Januar 2022) gibt es noch keinen Prototyp des Reaktors.
 
Bisher wurde ein Patent auf das Funktionsprinzip des Reaktors erteilt,<ref>{{Patent| Land=WO| V-Nr=2013041085| Code=A2| Typ=Patentanmeldung| Titel=Dual Fluid Reaktor| A-Datum=2012-09-21| V-Datum=2013-03-28| Erfinder=Armin Huke, Götz Ruprecht, Ahmed Hussein, Konrad Czerski, Stefan Gottlieb}}</ref> ein weiteres auf den Flüssigmetall-Brennstoff ist beantragt.<ref>{{Patent| Land=WO| V-Nr=2020088707| Code=A1| Typ=Patentanmeldung| Titel=Dual Fluid Reaktor - Variante mit Flüssigmetallspaltstoff| A-Datum=2019-11-01| V-Datum=2020-05-07| Anmelder=Armin Huke| Erfinder=Armin Huke et al}}</ref> Derzeit (Stand JanuarApril 20222024) gibt es noch keinen Prototyp des Reaktors.
 
Das Unternehmen Dual Fluid Inc. rechnete 2022 mit einem Baubeginn eines Prototyps im Jahr 2028 und einer Bauzeit von drei Jahren.<ref name="p26">[https://dual-fluid.com/wp-content/uploads/2022/03/Dual-Fluid_Whitepaper_DE_screen.pdf ''Reinventing Nuclear: Wir erfinden die Kernkraft neu.''] [[White Paper]] der Dual Fluid Inc., 2022, S.&nbsp;26. (PDF)</ref> Die Entwicklungskosten für den Prototyp mit einer elektrischen Leistung von 300 [[Megawatt|MW]] sollen nach Angaben des Unternehmens bei ca. 6 Mrd. US$ liegen.<ref>[https://dual-fluid.com/wp-content/uploads/2022/03/Dual-Fluid_Whitepaper_DE_screen.pdf ''Reinventing Nuclear: Wir erfinden die Kernkraft neu.''] [[White Paper]] der Dual Fluid Inc., 2022, S.&nbsp;21. (PDF)</ref>
 
Im September 2023 verkündete das Unternehmen eine Einigung mit der Atomaufsicht Ruandas über den Bau und Betrieb eines Demonstrationsreaktors.<ref>"Rwanda Signs Deal To Build First Dual Fluid Demo Nuclear Reactor In The World", KT Press Rwanda, 12. September 2023, abgerufen am 12. September 2023 [https://www.ktpress.rw/2023/09/rwanda-signs-deal-to-build-first-dual-fluid-demo-nuclear-reactor-in-the-world/] </ref> Der Demonstrator solle in zwei bis drei Jahren fertiggestellt sein und diene der Überprüfung von theoretischen Berechnungen und der Erforschung von Materialeigenschaften im Hinblick auf die Genehmigung eines großen Leistungsreaktors.<ref name=":0">{{Internetquelle |url=https://www.welt.de/wissenschaft/plus247419906/Atomenergie-Deutsche-Physiker-bauen-Dual-Fluid-Kernreaktor-in-Ruanda.html |titel=Atomenergie: Deutsche Physiker bauen Dual-Fluid-Kernreaktor in Ruanda - WELT |datum=2023-09-12 |sprache=de |abruf=2023-09-12}}</ref>
 
== Weblinks ==
* [http://dual-fluid.com Webauftritt von Dual Fluid Inc.] Webpräsenz des deutschen Unternehmens mit Sitz in [[Vancouver]], Kanada
* [http://industr.com/Energy20-Magazin/de_DE/themen/Panorama/ist-der-dfr-die-loesung-unserer-energieprobleme-195243 ''Ist der DFR die Lösung unserer Energieprobleme?''] In:Artikel 2013 im Webmagazin ''Energy 2.0.''<!--neuerdings Ausgabe&nbsp;8nennt man sich 4.0, 2013, S.&nbsp;16.aber nicht!-->
 
; Videos
* {{YouTube | id=6eq4WC4W7Bg aRkNChZ2puo| title=Update Atomkraft:Der Dual -Fluid -Reaktor: bietetEin sauberesinnvolles EnergieKonzept?}} der Zukunft2020, Breaking Lab, 2020-12-17}}48&nbsp;min.
* {{YouTube | id=aRkNChZ2puo 6eq4WC4W7Bg|Update title=DerAtomkraft: Dual- Fluid- Reaktor: Einbietet sinnvollessaubere Konzept?,Energie energieinfo,der 2020-06-10Zukunft}} 2020, 7&nbsp;min.
 
== Einzelnachweise ==