Die Kernenergie wird weltweit immer stärker genutzt. Innerhalb der nächsten acht bis zehn Jahre plant China, 41 neue Atomreaktoren in Betrieb zu nehmen. Auch in anderen Ländern wie den USA, Frankreich und Russland werden weiterhin neue Kernkraftwerke gebaut. Die heutigen Leichtwasserreaktoren nutzen allerdings nur etwa 5 % der Energie, die in neuen Brennelementen vorhanden ist.
Durch die zahlreichen Kernspaltungen im Reaktor entstehen jedoch Isotope und Transurane, wodurch der Abfall strahlenintensiver ist als das ursprüngliche Ausgangsmaterial. Weltweit bleiben jährlich rund 12’000 Tonnen hochradioaktives Material übrig. Die Wiederaufbereitung und Nutzung hat den Nachteil, dass der verbleibende Rest noch mehr Strahlung emittiert als der Müll vor seiner Verwendung. Doch warum sollte sich diese Energie in Endlagern mehrere tausend Jahre lang ungenutzt freisetzen dürfen? Die Forschung schafft vielleicht neue Möglichkeiten. Inzwischen gibt es mehrere Methoden, radioaktive Strahlung in elektrische Energie umzuwandeln.
Bei der Betavoltaik werden Halbleiterstrukturen, ähnlich wie bei Solarzellen, genutzt, um Beta-Strahlung, also emittierte Elektronen, direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Forscher in den USA haben haben zudem eine Methode entwickelt, bei der mit Gold verbundene Kohlenstoff-Nanoröhrchen, ummantelt mit einer Folie aus Lithium-Hydriden, die kinetische Energie der radioaktiven Zerfallsprodukte direkt in elektrische Energie umwandeln. Die sogenannte Nanoröhrchen-Technologie soll bis zu zwanzigmal effektiver sein als herkömmliche nuklear-thermische Generatoren. Bei der thermoelektrischen Umwandlung, einer weiteren Methode, wird die Wärme, die durch radioaktiven Zerfall entsteht, mittels Thermoelementen in elektrische Energie umgewandelt.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Technologien noch in der Entwicklung sind und der Wirkungsgrad bei der direkten Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie derzeit noch gering ist. Es wird jedoch eine deutliche Effizienzsteigerung erwartet, wobei die Weiterentwicklung zu einem technisch ausgereiften Produkt noch mindestens ein Jahrzehnt dauern könnte.
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