Billig-Brennstoff für Atomkraftwerke

Die Erfolgsmeldungen übersdilagen sich, förmlidi. Vor ein paar Wochen erst wurde bekannt, daß es Wissenschaftlern des Los Alamos Laboratoriums in New Mexico erstmalig gelungen sei, mit Hilfe von Laserlicht bei drei verhältnismäßig leichten chemischen Elementen Isotopen zu trennen (solche Atome von anderen des gleichen Elements auszusondern, die eine bestimmte Anzahl von Neutronen im Kern besitzen). Es handelte sich dabei allerdings nur um winzige Mengen.

Dann meldeten Physiker des National Bureau of Standards in Washington, daß sie ebenfalls mit einer Laser Methode und ebenfalls bei relativ leichten Elementen Isotopen zu trennen vermochten. Gleichzeitig kam aus der Sowjetunion die Kunde, daß dies auch dort einer Arbeitsgruppe gelungen sei.

Und jetzt konnten bei einer Tagung in Washington Physiker des Lawrence Livermore Labors an der Universität von Kalifornien mit der Sensation aufwarten: Sie haben mit einem LaserVerfahren Uran 235 aus Natur Uran abgetrennt, also Reaktorbrennstoff gewonnen.

Bis jetzt können die Forscher soviel des spaltbaren Urans vorweisen, daß damit gerade der Boden eines Reagenzglases bedeckt ist, aber Teamchef Sam Tuccio versichert: „Eine Versuchsproduktionsstätte für U 235 nach diesem Verfahren ist bereits in greifbarer Nähe Immerhin haben die Wissenschaftler 0 004 Gramm des begehrten Stoffs in zwei Stunden gewonnen, das Zehnmillionenfache der Isotopenrnenge, die mit LaserHilfe bisher aus anderen Elementen hergestellt wurde.

Sensationell ist das Resultat der LivermoreVersuche, weil die Laser Isotopentrennung die Urananreicherung wesentlich effektiver und insbesondere wesentlich billiger ermöglicht als bisher bekannte Verfahren.

Die gegenwärtig ausschließlich angewendete Methode, mittels Gasdiffusion das kostbare Uranisotop 235 aus dem in der Natur vorkommenden Uran abzutrennen, ist kaum noch zu verbilligen. Die in Europa entwickelte Isotopentrennung mit einer Gaszentrifuge würde die Kosten für die Nuklea rbrennstoffgewinnung allenfalls um etwa dreißig Prozent verringern. Das LaserTrennverfahren aber dürfte eine Kostensenkung von 90 Prozent oder gar mehr bringen.

Fast jedes in der Natur vorkommende Element stellt ein Gemisch aus verschiedenen Atomen dar, die sich zwar chemisch vpjlig gleich verhalten, jedoch im Kern unterschiedliche utronehzahlen besitzen und sich daher im Gewicht unterscheiden, Außer, diesen natürlichen Isotopen kennt man viele künstliche "Isotope, die bei der radioaktiven Bestrahlung im Kernreaktor entstehen und häufig selbst, mit unterschiedlichen Halbwertzeiten, radioaktiv sind. Sie haben eine umfassende Anwendung in Medizin, Wissenschaft und Technik gefunden. Weil sich die Isotope desselben Elements chemisch gleichen, lassen sie sich nicht auf chemischem Wege trennen. Hier helfen nur physikalische Methoden, die die geringen Unterschiede in der Masse ausnutzen. Die bekannteste Isotopentrennanlage, das amerikanische Urananreicherungswerk in Oak Ridge im USBundesstäat Tennessee, nutzt zum Beispiel die unterschiedliche Geschwindigkeit aus, mit der verschieden schwere Isotope durch poröse Wände diffundieren. Der Effekt ist jedoch so gering, daß diese Diffusion viele tausendmal wiederholt werden muß, um zum gewünschten Trennungsgrad zu führen. Eine andere, viel diskutierte, jedoch nicht weniger mühsame Möglichkeit ist die Trennung mittels Zentrifugen , Alle diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie sehr viel Energie benötigen. Sieht man sich die Energiebilanz an, so stellt man zudem fest, daß der größte Teil der verbrauchten Energie gar nicht dem erwünschten Isotop zugute kommt, sondern dem meist in viel größerer Menge vorhandenen unerwünschten. Nur eine Methode, die es erlaubt, die Energie gezielt dem erwünschten Isotop zuzuführen, kann hier Abhilfe schaffen. Es lag nahe, sich hierfür des Lasers mit seiner präzisen Frequenz zu bedienen.