Reaktorkonzepte

Reaktorkonzepte umfassen die unterschiedlichen Prinzipien und Technologien, die zur Erzeugung von Kernenergie verwendet werden. Grundlegend unterscheidet man Reaktoren nach dem Neutronenspektrum (Thermal- vs. schnelle Neutronen) und nach Moderator- bzw. Kühlmittelsystemen. Diese Grundglieder bilden die Basis für die Vielfalt moderner Kernkraftwerke und Forschungsreaktoren.

Zu den gebräuchlichsten Konzepten gehören Leichtwasserreaktoren (LWR) mit Druckwasserreaktoren (PWR) und Siedewasserreaktoren (BWR). Leichtes Wasser dient sowohl als Moderator als auch als Kühlmittel. Schwerwasserreaktoren (PHWR) wie CANDU verwenden schweres Wasser als Moderator und können Uran in natürlicher Form nutzen, was eine größere Brennstoffflexibilität ermöglicht.

Fortschrittlichere Konzepte umfassen schnelle Reaktoren (FBR/FNR), die kein Moderator in relevanter Menge benötigen und oft Natrium- oder gasgekühlte Systeme verwenden; sie zielen auf eine effizientere Brennstoffnutzung und Potenzial für Reststoff-Recycling. Gasgekühlte Reaktoren, darunter HTGR-Konzepte, nutzen Helium oder Kohlendioxid und erreichen hohe Betriebstemperaturen. Flüssigmetallgekühlte Reaktoren, etwa Natrium- oder Bleigekühlte Reaktoren, ermöglichen ebenfalls hohe Temperaturen und ein schnelles Spektrum.

Weitere Entwicklungen umfassen kleine modulare Reaktoren (SMR), die serienmäßig gefertigt und modular vor Ort installiert werden sollen, sowie Thorium- oder MOX-Brennstoffansätze. Sicherheitsaspekte betonen aktive und passive Systeme, Sicherheitskühlkreisläufe und robuste Behälterschutzstrukturen. Historisch reichen Meilensteine von frühen Graphitreaktoren bis zu modernen LWR-Designs; gegenwärtig prägen Forschung in Brennstoffhybridsystemen, Recyclingtechnologien und fortschrittlichen Brennstoffen die Weiterentwicklung der Reaktorkonzepte.