Erster konzeptioneller Entwurf eines Kernreaktors mit hohem Plutoniumertrag durch Leichtwasserkühlung der Welt: Professor Yoshiaki Oka des kooperativen Fachbereichs Nuklearenergie an der Waseda University sowie dessen Team

12 Mär, 2013, 05:00 GMT von Waseda University

 

TOKIO, 12. März 2013 /PRNewswire/ -- Unter der Leitung von Prof. Yoshiaki Oka der Waseda University ist es einem Forscherteam gelungen, den weltweit ersten konzeptionellen Entwurf eines Kernreaktors mit hohem Plutoniumertrag durch Leichtwasserkühlung zu entwickeln. Das Team hat ein neues Brennelement konzipiert, bei dem Brennstäbe sehr eng beieinanderliegen, um die Reaktorkühlung auf einen Bruchteil des Brennstoffvolumens leistungsfähiger Brutreaktoren zu senken. Prof. Oka gelang es, mithilfe von Computerberechnungen einen hohen Plutoniumertrag durch Leichtwasserkühlung zu erzielen.

Schnelle Brutreaktoren (FBR) produzieren mehr Spaltmaterial als sie verbrauchen und erzeugen zeitgleich elektrischen Strom. Dies ist ein „Traum der Kernkraft". Im Mittelpunkt der FBR-Entwicklung stehen schnelle Brutreaktoren mit Flüssigmetallkühlung (LMFBR). Aufgrund der Komplexität des Kraftwerks, für das flüssiges Natrium als Kühlmittel erforderlich ist, sind diese Reaktoren noch nicht kommerziell verfügbar.

Neben FBR ist auch ein Kernbrennstoffkreis zur Senkung des verbrauchten Kernbrennstoffs von Leichtwasserreaktoren (LWR) und zur effizienten Nutzung von Uranressourcen wichtig. Bei der Nutzung von Kernenergie werden in Entwicklungsländern Fortschritte gemacht. Die Kommerzialisierung von wiederaufbereitetem Kernbrennstoff in fortschrittlichen Ländern erhöht die nukleare Sicherheit der Welt.

Bei diesem Konzeptentwurf beträgt die Brutleistung 40 Jahre – das Verbundsystem verdoppelt die Zeit. Dies bedeutet, dass das von einer FBR-Gruppe erzeugte Spaltmaterial ebenso wie die gewonnene Elektrizität innerhalb von 40 Jahren verdoppelt werden kann. Der Energiebedarf verläuft proportional zum Bruttoinlandsprodukt (BIP). In den vergangenen 10 Jahren lagen die BIP-Wachstumsraten der sieben fortschrittlichsten Länder der OECD bei 1,4 %. Dies bedeutet, dass sich das BIP und der Energiebedarf in den nächsten 50 Jahren verdoppeln werden. Die Brutleistung entspricht der Wachstumsrate des Energiebedarfs in fortschrittlichen Ländern.

Die Studie ebnet den Weg für die Kommerzialisierung von FBR und eines Brennstoffkreislaufs, die auf der ausgereiften Leichtwasser-Kühltechnologie basieren und daher zur friedlichen Nutzung von Kernenergie geeignet sind. Die Atomic Energy Society of Japan (AESJ) hat das Ergebnis der Studie in der Januar-Ausgabe des „Journal of Nuclear Science and Technology" veröffentlicht.

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