Mit Thorium als Brennstoff und Flüssigsalz als Kühlmittel will die Volksrepublik China auf dem Weg zur klimaneutralen Energieerzeugung einen bedeutenden Schritt weiterkommen. Ein erster Versuchsreaktor steht inzwischen. Am Rande der Wüste Gobi, im chinesischen Ort Wuwei in der Provinz Gansu soll in diesem Monat ein Zwei-Megawatt-Reaktor in den Testbetrieb gehen.

Wie das Wissenschaftsmagazin Nature berichtet, ist China in Sachen Thorium-Reaktoren weltweit führend. Der Erfolg, die Technologie zu kommerzialisieren, wird am ehesten der Volksrepublik zugetraut. Auch westliche Wissenschaftler sehen in Thorium und Salzschmelzenreaktoren großes Potenzial. Lyndon Edwards, Nuklearingenieur bei der „Australian Nuclear Science and Technology Organisation“ in Sydney, etwa sieht in dem gegenüber Uran viel ergiebigeren Thorium eine Technologie, die in 50 oder 100 Jahren, wenn die Uranreserven zur Neige gehen, sehr nützlich werden könnte. Dafür müsste man sie aber bereits zum jetzigen Zeitpunkt entwickeln, denn bis zur Serienreife würden sicherlich noch Jahrzehnte benötigt.

In China geht man von einem weitaus schnelleren Entwicklungsfortschritt aus. Seit 2011 läuft das staatliche Forschungsprogramm für Salzschmelzenreaktoren. Rund eine halbe Milliarde US-Dollar hat der Staat bislang investiert. Laufen die Experimente im Thorium-Reaktor Wuwei erfolgreich, will die Volksrepublik schon bis 2030 einen Reaktor bauen, der eine Leistung von 373 Megawatt Strom aufbieten würde. Verglichen mit einem mittleren konventionellen Atomkraftwerk, das etwa 1.400 Megawatt leisten kann, wäre das zwar immer noch relativ wenig, aber an die typischen Nennleistungen heute üblicher Kraftwerke, die mit Kohle oder Gas betrieben werden, käme eine solche Anlage durchaus heran.

Thorium ist für die Volksrepublik ein naheliegender Energieträger. Denn während Uran teuer importiert werden muss, entsteht Thorium als Abfallprodukt aus dem Abbau der sogenannten seltenen Erden, bei den China ebenfalls weltweit führend ist. Thorium ist dabei ein schwach radioaktives, silbriges Metall, das in der Natur in Gesteinen vorkommt und derzeit kaum industriell genutzt wird.

Im Gegensatz zu Uran kann das in der Natur vorkommende Isotop Thorium-232 nicht gespalten werden. Wenn es aber in einem Reaktor bestrahlt wird, absorbiert es Neutronen und bildet Uran-233, ein spaltbares Material, das Wärme erzeugt. Dieser zusätzliche Schritt macht die Nutzung von Thorium im Vergleich zu Uran teurer.

Die Kombination des Brennstoffs mit einem Salzschmelzenreaktor lässt indes einen Betrieb bei weitaus höheren Temperaturen als einem konventionellen Leichtwasserreaktor zu. So soll der chinesische Reaktor Salze auf Fluoridbasis verwenden, die bei einer Temperatur von etwa 450 Grad Celsius zu einer farblosen, transparenten Flüssigkeit schmelzen. Das so geschmolzene Salz transportiert die Wärme aus dem Reaktorkern ab. Ebenso bildet das Salz das Substrat für das Thorium, das direkt im Kern gelöst wird.

Dadurch, dass der Brennstoff im Salz gelöst ist und der Reaktor mit geringerem Druck als ein Leichtwasserreaktor arbeitet, sinkt die Gefahr explosiver Kernschmelzen, weshalb die Salzschmelzenreaktoren als relativ sicher gelten. Zudem gelten ihre Abfallprodukte als weniger waffenfähig. Dieser Punkt wird indes von Forschenden nicht einheitlich beurteilt. Als problematisch stellt sich die Endlagerung der entstehenden Abfälle dar, weil sie hochenergetische Gammastrahlung abgeben. Das bedeutet, dass der Atommüll im Endlager gekühlt werden muss.

Thorium ist nur eine der neuen Nukleartechnologien, an denen in China mit staatlicher Förderung geforscht wird. Schon seit 2002 arbeiten chinesische Atomforscher an einem halben Dutzend verschiedener Reaktortechnologien, darunter auch solche, die mit Blei- oder Natriumflüssigkeit gekühlt werden sollen. Greifbare Ergebnisse sollen bis 2030 vorgelegt werden.