19. April 2024
Das französische Unternehmen Framatome und die Technische Universität München (TUM) in Deutschland haben vereinbart, den Industrialisierungsprozess für die Herstellung von monolithischem Molybdän-Uran-Brennstoff (U-Mo) für den Forschungsreaktor FRM II der Universität zu etablieren. Framatome stellte fest, dass dieser niedrig angereicherte Brennstoff von der höchsten Uranbrennstoffdichte profitieren wird, die jemals in Europa für den Betrieb von Forschungsreaktoren realisiert wurde.
Die Unterzeichnung der Vereinbarung (Bild: Christoph Kreileder, FRM II / TUM)
Der seit 2005 in Betrieb befindliche 20 MWt FRM II ist eine der effektivsten und modernsten Hochfluss-Neutronenquellen der Welt. Der Reaktor dient nicht der Stromerzeugung, sondern dient der Bereitstellung einer Neutronenquelle für industrielle und wissenschaftliche Zwecke. Seine Neutronen werden auch zur Herstellung medizinischer Radioisotope und zur Dotierung von hochreinem Silizium für die Halbleiterindustrie verwendet. Darüber hinaus verfügt der Reaktor über eine Anlage zur Teletherapie bösartiger Tumore mit schnellen Neutronen.
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Der Forschungsreaktor FRM II der TUM (Bild: B Ludewig / Framatome)
Allerdings verwendet FRM II derzeit Brennstoff, der auf über 95 % Uran-235 angereichert ist, um seinen dichten Neutronenfluss zu erzeugen – und solch hochangereichertes Uran (HEU) wird als Risiko für die nukleare Proliferation angesehen. Die TUM hat mit der Bundesregierung und dem bayerischen Staat, die den Reaktor finanzieren, vereinbart, darauf hinzuarbeiten, ihn auf Brennstoff mit geringerer Anreicherung umzustellen, sobald ein geeigneter Brennstoff verfügbar ist. Dies ist auch eine Bedingung der 2003 erteilten Betriebsgenehmigung des Reaktors.
Laut TUM ist monolithisches U-Mo der einzige Brennstoff, der es dem Reaktor ermöglichen kann, die vorgesehene Leistung zu erbringen und dabei eine geringe Anreicherung von weniger als 20 % Uran-235 zu verwenden. Dies sei aufgrund der hohen Urandichte im Brennstoff möglich, sagte Framatome.
Im Jahr 2019 beauftragte die TUM Framatome mit der Entwicklung der U-Mo-Folien-Herstellungstechnik, um die bestehende Technologie eingebetteter Folien in einer Aluminiumverkleidung zu unterstützen. Die ersten U-Mo-Folien wurden 2022 erfolgreich im CERCA Research and Innovation Laboratory (CRIL) von Framatome in Romans-sur-Isère in Frankreich hergestellt. CRIL wurde 2019 eingeweiht und widmet sich der Entwicklung uranbasierter Brennstoffe für die internationale Forschung in der Physik und Nuklearmedizin.
CRIL entwickelte in Zusammenarbeit mit der TUM die Schlüsselschritte des Herstellungsprozesses für einen hochwertigen U-Mo-Kraftstoff, einschließlich der Herstellung kleiner Prototypen, etablierte ein Qualifizierungsverfahren und installierte eine Pilotlinie in seiner Forschungseinrichtung in Romans .
Die Bestrahlung des ersten monolithischen U-Mo-Brennstoffplatten-Prototyps ist für Ende 2024 geplant.
„Wir arbeiten seit 2019 an diesem Projekt und sind stolz, diesen wichtigen Meilenstein mit unserem Kunden zu feiern“, sagte François Gauché, Vizepräsident von CERCA. „Unsere Teams haben sich der Herausforderung gestellt, einen High-Tech-Brennstoff zu entwickeln, der den Anforderungen von Forschungsreaktoren gerecht wird und deren Nachhaltigkeit gewährleistet. Jetzt sind wir bereit, dies auf die nächste Stufe zu heben und diesen innovativen Brennstoff herzustellen.“
„FRM II und Framatome arbeiten seit 2019 daran, eine europäische Produktionslinie für monolithischen U-Mo-Brennstoff aufzubauen“, fügte Christian Pfleiderer, wissenschaftlicher Leiter des FRM II, hinzu. „Die harte Arbeit unserer Teams hat sich gelohnt. Dieser neue Brennstoff ist der Garant für eine zuverlässige und nachhaltige Neutronenversorgung für Forschung und Innovation.“
Recherchiert und geschrieben von World Nuclear News
