Quelltext der Seite TerraPower

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| name = TerraPower, LLC
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| type = Private
| foundation = 2006
| founder = [[Bill Gates]]
| location_city = Bellevue, Washington
| location_country = United States
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| industry = Nuclear power
| products = Natrium Sodium-Cooled Fast Reactor, Molten Chloride Fast Reactor, Traveling wave reactor
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"TerraPower" ist ein amerikanisches Unternehmen für die Konstruktion und Entwicklung von Kernreaktoren mit Sitz in Bellevue, Washington. TerraPower entwickelt eine Klasse von schnellen Kernreaktoren, die als Wanderfeldreaktoren (TWR) bezeichnet werden.

Bei einem TWR befindet sich ein kleiner Kern aus angereichertem Brennstoff im Zentrum einer viel größeren Masse aus nicht spaltbarem Material, in diesem Fall abgereichertes Uran. Die bei der Spaltung im Kern entstehenden Neutronen "erbrüten" neues spaltbares Material in der umgebenden Masse und erzeugen dabei Plutonium-239. Mit der Zeit wird in der Umgebung des Kerns genügend Brennstoff erzeugt, sodass dieser gespalten werden kann, wodurch eine stationäre Reaktorzusammensetzung annähernd erreicht werden kann, indem äußere Brennstäbe in Richtung des Kerns bewegt werden, während ursprüngliche Kernbrennstäbe an den Rand bewegt werden.

Im September 2015 unterzeichnete TerraPower eine Vereinbarung mit der staatlichen China National Nuclear Corporation über den Bau einer Prototyp-Reaktoreinheit mit 600 MWe in Xiapu in der chinesischen Provinz Fujian von 2018 bis 2025. Für Ende der 2020er Jahre waren kommerzielle Kraftwerke mit einer Leistung von etwa 1150 MWe geplant. Im Januar 2019 wurde jedoch bekannt gegeben, dass das Projekt aufgrund von Beschränkungen des Technologietransfers durch die Trump-Regierung aufgegeben wurde.

Im Oktober 2020 wurde das Unternehmen vom Energieministerium der Vereinigten Staaten als Empfänger eines Matching Grant in Höhe von insgesamt 400 Millionen bis 4 Milliarden US-Dollar über die nächsten 5 bis 7 Jahre ausgewählt, um einen Demonstrationsreaktor nach ihrem "Natrium"-Design zu bauen. Natrium verwendet flüssiges Natrium als Kühlmittel (wodurch die Kosten durch einen Primärkreislauf mit Umgebungsdruck gesenkt werden). Anschließend wird die Wärme an geschmolzenes Salz abgegeben, das in Tanks gelagert und bei Bedarf zur Dampferzeugung verwendet werden kann. Dadurch kann der Reaktor kontinuierlich mit konstanter Leistung betrieben werden, während eine planbare Stromerzeugung möglich ist.

==Geschichte==

TerraPower wird teilweise vom US-Energieministerium (DOE) und dem Los Alamos National Laboratory finanziert. Einer der Hauptinvestoren von TerraPower ist [[Bill Gates]] (über Cascade Investment). Weitere Investoren sind Charles River Ventures und Khosla Ventures, die Berichten zufolge 2010 35 Millionen US-Dollar investiert haben. TerraPower wird von Geschäftsführer Chris Levesque geleitet. Im Dezember 2011 erwarb das indische Unternehmen Reliance Industries über eine seiner Tochtergesellschaften eine Minderheitsbeteiligung und sein Vorstandsvorsitzender Mukesh Ambani wurde Mitglied des Vorstands. Zu den weiteren TerraPower-Teilnehmern gehören Wissenschaftler und Ingenieure des Lawrence Livermore National Laboratory, der Fast Flux Test Facility, von Microsoft und verschiedener Universitäten sowie Manager von [[Siemens]], Areva NP, dem ITER-Projekt, der Ango Systems Corporation und dem US-Energieministerium.

Die SK Group erklärte sich bereit, im Jahr 2022 250 Millionen US-Dollar zu investieren. Die Finanzierungsrunde wurde von SK Inc und SK Innovation sowie Gates gemeinsam geleitet. Das Energieministerium stellte TerraPower über das Advanced Reactor Demonstration Program (ARDP) eine Kostenbeteiligung zur Verfügung, um innerhalb von sieben Jahren einen fortschrittlichen Reaktor zu testen, zu lizenzieren und zu bauen.

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TerraPower wählte Kemmerer, Wyoming, als Standort für einen 345-MWe-Natriumreaktor mit einem Salzschmelze-Energiespeichersystem. Der Reaktor kann die Leistung vorübergehend auf 500 MWe erhöhen, wodurch die Anlage in erneuerbare Ressourcen integriert werden kann. Im Juni 2024 wurde mit den Vorbereitungen für den Bau des noch nicht genehmigten Reaktors begonnen.  Die Kosten werden auf 4 Milliarden US-Dollar geschätzt, wobei das Energieministerium die Hälfte dieser Kosten übernimmt und Gates 1 Milliarde US-Dollar seines Geldes beisteuert.

== Mission ==
Zu den Unternehmenszielen gehören:
* Erforschung signifikanter Verbesserungen der Kernenergie unter Verwendung von Technologien des 21. Jahrhunderts, modernster Rechenkapazitäten und erweiterter Daten.
* Bewertung der Auswirkungen neuer Konzepte auf den Brennstoffkreislauf, vom Abbau bis zur Entsorgung abgebrannter Brennelemente.
* Suche nach unabhängigen privaten Finanzierungen.

== Entwürfe ==

=== Wanderfeldröhre ===

TerraPower hat sich für die Primärtechnologie der Wanderfeldröhre (TWR) entschieden. Deren Hauptvorteil ist die hohe Brennstoffausnutzung, die keine nukleare Wiederaufbereitung erfordert und die Notwendigkeit der Urananreicherung beseitigen könnte. TWR sind so konzipiert, dass sie normalerweise nicht spaltbare, fruchtbare Nuklide (U-238) vor Ort in spaltbare Nuklide (Pu-239) umwandeln und dann die Stromerzeugung von der "abgebrannten" Region in die "erbrütete" Region verlagern. Dies ermöglicht die Vorteile eines geschlossenen Brennstoffkreislaufs ohne die Kosten und das Verbreitungsrisiko von Anreicherungs-/Wiederaufbereitungsanlagen. Bei der Herstellung des Reaktors könnte genügend Brennstoff für einen Betrieb von 40 bis 60 Jahren eingebaut werden. Der Reaktor könnte unterirdisch installiert werden, wo er schätzungsweise 100 Jahre lang betrieben werden könnte. TerraPower beschrieb sein Reaktordesign als ein Design der Generation IV.

==== Umweltauswirkungen ====

Durch die Verwendung von abgereichertem Uran als Brennstoff könnte der neue Reaktortyp die Bestände an abgereichertem Uran reduzieren. TerraPower weist darauf hin, dass in den USA 700.000 metrische Tonnen abgereichertes Uran gelagert werden und dass 320 metrische Tonnen ausreichen würden, um 100 Millionen Haushalte ein Jahr lang mit Strom zu versorgen. Berichten zufolge bedeutet die hohe Brennstoffeffizienz des TWR in Kombination mit der Möglichkeit, aus Fluss- oder Meerwasser gewonnenes Uran zu verwenden, dass genügend Brennstoff zur Verfügung steht, um über einen Zeitraum von Millionen von Jahren Strom für 10 Milliarden Menschen bei einem Pro-Kopf-Verbrauch in den USA zu erzeugen.

==== Forschung und Entwicklung ====

Das TWR-Design befindet sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase. Der konzeptionelle Rahmen wurde von Supercomputern simuliert, wobei empirische Belege für die theoretische Machbarkeit erbracht wurden. Am 6. November 2009 besuchten Führungskräfte von TerraPower und [[Bill Gates]] die Toshiba-Werke in Yokohama und Keihin in Japan und schlossen am 1. Dezember eine Geheimhaltungsvereinbarung mit ihnen ab. Toshiba hatte einen ultrakompakten Reaktor, den 4S, entwickelt, der 30 Jahre lang ohne Brennstoffhandhabung betrieben werden konnte und 10 Megawatt erzeugte. Einige der 4S-Technologien gelten als auf TWR übertragbar.

=== Salzschmelze-Reaktor ===

Im Oktober 2015 wurde berichtet, dass das Unternehmen mit der Southern Company als Technologiealternative ein Salzschmelze-Reaktordesign untersucht. Im Februar 2022 wurde bekannt gegeben, dass die beiden Unternehmen vereinbart haben, einen Demonstrations-Salzschmelze-Reaktor mit schnellem Spektrum am Idaho National Laboratory (INL) zu bauen. Im Jahr 2023 kündigte das US-Energieministerium ein Projekt zum Bau eines Testreaktors mit hochangereichertem Brennstoff (HEU) an, der bis zu 90 % {{Chem|235|U}} enthält, was im Widerspruch zum längerfristigen Projekt des Landes steht, HEU aus allen Reaktoren zu entfernen.

=== Natrium-Schnellreaktor (Natrium) ===
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Natrium kombiniert einen Reaktor mit geschmolzenem Natrium mit einem 1-GWh-Salzschmelze-Energiespeichersystem. Natrium bietet einen Temperaturbereich von 785 Kelvin zwischen seinem festen und gasförmigen Zustand, fast das Achtfache des 100-Kelvin-Bereichs von Wasser. Ohne kostspielige und riskante Druckbeaufschlagung kann Natrium große Wärmemengen aufnehmen. Es besteht nicht die Gefahr der Zersetzung bei hohen Temperaturen wie bei Wasser. Natrium verwendet hauptsächlich austenitische Edelstähle für Komponenten, die mit geschmolzenem Natrium in Kontakt kommen. Aufgrund der Beschaffenheit der beteiligten Komponenten bildet sich in Gegenwart von Natrium eine schützende Oxidschicht auf den Stählen, die eine weitere Korrosion verhindert. Korrosionsüberwachungssysteme mit Ultraschallprüfung sind vorhanden, um potenzielle Probleme zu erkennen. Regelmäßige Wartungen und Inspektionen helfen, Korrosionsprobleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie sich auswirken.

Natrium wird mit hochangereichertem, schwach angereichertem Uran (HALEU) als Brennstoff betrieben. HALEU ist auf einen Urangehalt zwischen 5 und 20 Prozent angereichert und kann aus abgebrannten Brennelementen hergestellt werden. Die Anlagenstandorte sollen kleiner und viermal effizienter sein als herkömmliche Anlagen. Natrium-Steuerstäbe werden im Falle einer Beschädigung/eines Ausfalls der Ausrüstung nur mithilfe der Schwerkraft abgesenkt. Die Leistung beträgt konstant 345 MWe. Die Anlage ist für einen Betrieb mit 100 Prozent Leistung rund um die Uhr ausgelegt. Das Speichersystem ist für den Betrieb mit intermittierenden Energiequellen ausgelegt und reagiert auf deren Spitzen und Ausfälle. Es kann 150 % der Nennleistung oder 500 MWe für 5,5 Stunden erzeugen.

Im Juni 2021 kündigten TerraPower und PacifiCorp (Warren Buffett) Pläne zum Bau eines gemeinsamen Natriumreaktors an. Vier Städte in Wyoming, die von der Schließung von Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen betroffen waren, kamen für den Demonstrationsreaktor in Frage: Gillette, Kemmerer, Glenrock und Rock Springs, Wyoming. PacificCorp ist in Wyoming als Rocky Mountain Power tätig und betreibt an jedem der in Frage kommenden Standorte ein Kohlekraftwerk. Am 16. November 2021 wurde bekannt gegeben, dass Kemmerer ausgewählt wurde. Der erste Spatenstich erfolgte am 10. Juni 2024. Das Kraftwerk soll aus zwei benachbarten Teilen bestehen – einer "Energieinsel" und einer "Nuklearinsel". Der Baubeginn einer "Nuklearinsel" ist für 2026 geplant. Das kommerzielle Kraftwerk könnte bis 2030 in Betrieb gehen.

== Externe Links ==

* {{Official website}}

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