atw - International Journal for Nuclear Power | 6.2023

atw Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November
Dual Fluid-Reaktortechnologie:
Neue Kerntechnik in Ruanda
Götz Ruprecht
Einleitung
Die deutsch-kanadische Firma Dual Fluid arbeitet seit rund einem Jahrzehnt an einem völlig neuen Reaktordesign.
Wie es dazu kam, wie sich das Unternehmen bisher entwickelte und welche Schritte jetzt geplant
sind, um die Technologie zu realisieren, ist im folgenden Beitrag erläutert.
Weltweit werden gerade neue Reaktordesigns entwickelt.
Echte Innovationen sieht man dabei eher
selten, denn die meisten Konzepte ähneln verkleinerten
Leichtwasserreaktoren. Eine der wenigen
echten Neuerungen kommt aus Deutschland: Dual
Fluid, inzwischen eine kanadische Firma, verbindet
die Vorteile von flüssigem Brennstoff mit Bleikühlung.
Diese Kombination zweier bekannter Konzepte
könnte die Leistungsfähigkeit heutiger Kernkraft
um ein Vielfaches steigern. Geht das Konzept auf,
könnte es ein ganz neues Kapitel in der Energieversorgung
aufschlagen.
Die Anfänge
Im Jahr 2009 suchen die Physiker Ahmed Hussein
und Götz Ruprecht am TRIUMF National
Laboratory in Kanada wegen der Molybdän-Krise
nach einem neuen Weg, um seltene medizinische
Isotope mit Hilfe eines Ionenbeschleunigers herzustellen.
Die ersten Simulationen des Verfahrens
sind vielversprechend. Ruprecht ist fasziniert von
der Idee und entschließt sich, sie weiterzuverfolgen.
Zusammen mit Armin Huke, Postdoc an der
Technischen Universität Berlin, und Konrad Czerski,
Lehrstuhlinhaber für Kern- und Medizinphysik
an der Universität Stettin, rechnet er die Methode
grundlegend durch. Auch die neuen Ergebnisse bestätigen
das Funktionsprinzip, doch der gefundene
Weg, um die knappen Isotope bereitzustellen, wäre
wenig wirtschaftlich.
Um den Entwurf zu verbessern, erweitert Armin
Huke den Beschleuniger um eine Anordnung, die
den Neutronenfluss verstärken soll. Er entwirft
dafür zwei ineinander verschränkte Kreisläufe, in
denen jeweils flüssiger Kernbrennstoff und eine die
Wärme abführende Substanz zirkulieren. Bald ist
klar, dass Hukes Idee auch als eigenständiger Reaktor,
ohne den Beschleuniger, funktionieren würde.
Damit ist der Dual Fluid Reaktor geboren. Das neue
Design könnte den nuklearen Brennstoff bei höchsten
Temperaturen vollständig nutzen und so die
Grenzen aktueller Kernkraft aufheben.
Was seitdem passiert ist
In den folgenden Jahren versuchen die Erfinder,
Geld oder politische Unterstützung in Deutschland
aufzutreiben – nach dem Unfall von Fukushima
ein aussichtloses Unterfangen, trotz namhafter
Fürsprecher. Als der Dual Fluid Reaktor 2013 überraschend
die Publikumnominierung der „GreenTec
Awards“ gewinnt, schließen die Veranstalter das
Konzept kurzerhand nachträglich vom Wettbewerb
aus. Auch davon lassen sich die beiden Haupterfinder
Armin Huke und Götz Ruprecht nicht
entmutigen und verfolgten ihre Idee unbeirrt. Den
Rahmen dafür bietet das von ihnen mitgegründete
gemeinnützige Institut für Festkörper-Kernphysik,
das ihnen durch Spendenmittel erlaubt, das Konzept
zu vertiefen und um eine Brennstoff-Recyclinganlage
zu erweitern. Damit kann der Reaktor jeglichen
spalt- oder brütbaren Stoff nahezu vollständig verwerten.
Der Unterstützerkreis wächst derweil um
weitere Enthusiasten und Spezialisten, die das Projekt
jeweils auf ihre Art voranbringen.
Allen Widrigkeiten zum Trotz gründet das inzwischen
zwölf Personen zählende Team Anfang
2021 die Firma Dual Fluid Energy Inc., um das
Dual Fluid Prinzip erstmals in einem kleinen modularen
Reaktor (SMR) zu realisieren. Die Wahl
für die Rechtsform des neuen Unternehmens fällt
auf das Unternehmer- und Kernenergie-freundliche
Kanada. Mitte des Jahres schließt Dual Fluid
die Seed-Finanzierungsrunde erfolgreich ab und
sammelt über vier Millionen Euro von Investoren
aus dem deutschsprachigen Raum ein – überwiegend
Unternehmer, die den Wert einer stabilen und
bezahlbaren Energieversorgung erkennen. Die eingeworbenen
Mittel dienen dazu, die Firma weiter
aufzubauen, bestehende Kooperationen mit akademischen
Partnern zu festigen und neue einzugehen.
Neue Partner
Da es sich um ein völlig neues Reaktordesign handelt,
ist die Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen
Instituten ein wichtiger Eckpfeiler der Entwicklung.
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN
INNOVATION 41
Special Research | KERNTECHNIK and Innovation 2022
Dual Fluid: Neue Ehrenmitgliedschaft Kerntechnik Aus in den Ruanda ı Antwort Unternehmen
ı Götz Erwin Ruprecht Fischer