Projekte
 

Entladung von Brennstäben mit Energiegewinn

Weltweit sind heute rund 450 Kernreaktoren im Betrieb, die etwa 16% des gesamten Elektrizitätsbedarfs decken. Für die Entsorgung radioaktiver Materialien werden  weltweit jährlich über 10 Milliarden Euro aufgewendet. Ein neues Verfahren mit induzierter Kopplung zwischen Kernschwingungen und Wärmeschwingungen ermöglicht es, die strahlenden Reststoffe schneller zu entladen und zusätzliche Energie zu gewinnen.
Es zeigt sich, dass die Raumzeit gemäss Einstein nicht nur bei Anwesenheit grosser Massen verzerrt wird, sondern dass sie infolge der metrischen Kopplung auch bei hochfrequenten Beschleunigungen kleiner Massen mitschwingt. Dies ermöglicht es, dass radioaktive oder stabile Kerne aus dem umgebenden Wärmebad zusätzliche Energie aufnehmen können, wodurch sich der Kernzerfall stark bis sehr stark beschleunigen lässt. Voraussetzung hierfür ist eine Kohärenz der Schwingungen.

Bei kleintechnischen Anwendungen lässt sich eine solche Kopplung dadurch realisieren, dass z.B. radioaktive Elemente in das Gitter eines Quarzkristalls eingelagert werden, dem in geeigneter Weise Vibrationsenergie zugeführt wird.

Für grosstechnische Lösungen ist geplant, komplette Castorbehälter  mit piezoelektrischen oder pyroelektrischen Wandlern in Vibration zu versetzen und die dabei zusätzlich freigesetzte Energie direkt in Elektrizität umzuwandeln. Auf diese Weise könnten Zwischenlager für hochaktive Abfälle zu Kraftwerken umfunktioniert werden, wobei bei fortgeschrittenem Betrieb die Aktivität der Reststoffe immer geringer wird, bis am Schluss stabiles Material anfällt.

Noch vorteilhafter ist die Umrüstung bestehender Leichtwasserreaktoren, wodurch diese den nuklearen Brennstoff vollständig nutzen können und stabile Reststoffe zurückbleiben. Dies ermöglicht eine stark unterkritische Betriebsweise eines Reaktors, bei dem z.B. die Spaltreaktionen auf 10% heruntergefahren werden. Da gleichzeitig über das Kühlwasser hochfrequente Schwingungsenergie zugeführt wird, werden die Zerfallsreaktionen beschleunigt und der Kreislauf mit Umsetzung der erzeugten Wärme wie bisher genutzt. Durch Abbrand auf fast Null Restaktivität kann ein Maximum an Energie gewonnen und der Restabbau im Castorbehälter wie oben beschrieben vollzogen werden.

Weitere Kontakte und Informationen über TransAltec AG.