Mythos CO2

(Man beachte die im Text blau gekennzeichneten Hyperlinks zu den Quellen.)

Prof. Dr. Thomas Stocker spricht für die Glarner Klimajugend,
Film zu dieser Veranstaltung am 21. August 2019. (Bild Bruno Fricker)

Mythen erheben Anspruch auf Geltung für die von ihnen behauptete Wahrheit (Wikipedia). Viele Politiker sind sich heute einig, dass Kohlendioxid das ultimativ böse Gas ist. Dabei ist der Anteil CO2 in der Atmosphäre nur etwa 0.04 Vol%. Jedwede CO2-Quelle, sofern sie menschlicher Einflussnahme entspringt, muss sofort abgestellt werden, verlangen sie. Dabei beträgt der menschengemachte Anteil an CO2 nur 0.001 Vol%. Dieser Hunderttausendstel also macht unsere Hitzesommer (obgleich Temperaturmittelwerte massiv manipuliert wurden), sorgt für das Abtauen der Polkappen (jedoch das Meereis am Südpol wächst) und Gletscher (ausser einer in Grönland), hebt den Meeresspiegel an (ausser eine absinkende tektonische Platte ist Ursache) und sorgt für gewaltige Stürme und Trockenheit (Tornados scheinen in den USA seit 1950 abzunehmen).  Ergo: Null menschengemachtes CO2 muss in die Tat umgesetzt werden, andernfalls droht der Untergang unserer Zivilisation in einer nie da gewesenen globalen Klimakatastrophe. Ich übertreibe nicht, die Grünen denken so. Und sie wähnen sich damit auf sicherem wissenschaftlichem Grund, durch das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) und durch unsere Berner Forscher vom Oeschger Zentrum für Klimaforschung OCCR. Hier sind 250(!) akademische Mitarbeiter beschäftigt plus 10 Gastprofessoren aus aller Welt. Der Einfluss dieses Zentrums muss schon rein zahlenmässig übermächtig sein, zumal für die kommende Generation, und für die Welt, da diese Leute massgebende Sitze im IPCC innehaben. Ist dort die Brutstätte für den Mythos des bösen Gases? Nur die Treibhaus-Gemüsebauern können das CO2 noch schätzen; sie fluten ihre Treibhäuser mit der vierfachen Menge des atmosphärischen Kohlendioxids. Das scheint pflanzliches Wachstum wie Dünger zu stimulieren. Doch diese Treibhaus-Pflanzen sind unter Glas oder Folie. Nun schreiben die vielen Forscher im Kanon seit Jahren vom Treibhaus-Effekt am offenen Himmel, als würde da oben die Wärme der Sonne unter einem CO2-Deckel eingesammelt. Diese Mär, die schon in unseren Schulbüchern illustriert eingepaukt wurde, erwies sich als unhaltbar. Hier eine Zusammenfassung der IPCC-Vorhersagen im Laufe der Zeit:

Im Dunstkreis des voll ausgebildeten Mythos ist es jedoch schwierig, einzelnen Wortführern Volksverhetzung nachzuweisen.

Auch mein verehrter Physikprofessor, Jean-Pierre Blaser (†29.8.2019),  ärgert sich in seinem letzten grossen Vortrag an der ETH darüber. Es ist alles viel komplizierter. Irgendwo in den gewaltigen Klimaberichten, die das IPCC herausgibt, ist ganz versteckt richtig zu lesen:

In der Klimaforschung und -modellierung müssen wir erkennen, dass wir es mit einem gekoppelten nichtlinearen chaotischen System zu tun haben, und dass daher eine langfristige Vorhersage zukünftiger Klimazustände nicht möglich ist. –

Also kann doch das hunderttausendstel Kohlendioxid, das wir in Kürze auf „netto.null“ herunterfahren wollen, nie und nimmer eine Garantie dafür sein, dass wir damit das Klima „retten“. Zumal viele Länder sich dafür nicht einspannen lassen, sondern Wohlstand anstreben wie bei uns. Und wenn wir 2050 tatsächlich unseren CO2-Ausstoss in der Schweiz nullen könnten, was würde das nützen? Landfläche Schweiz/Welt: Dieser Beitrag wäre höchstens 0.1 Promille von diesem notwendigen Hunderttausendstel. Und wie läuft es in Deutschland, wo demnächst auch das letzte klimaneutralen AKW abgeschaltet wird? Hier steht, mangels Wasserkraft, eine Kompensation mit Gas- und Kohlekraftwerken bevor, in einem Ausmass, dass man nach Auswegen sucht und sie in der Verpressung der Abgase in 800 Meter Tiefe zu finden hofft. Diese sogenannte CO2-Sequestrierung ist aber eine Langzeit-Bombe, da Flüchtig-Gas-Lager lecken, im Gegensatz zu den radioaktiven Tiefenlager für langlebige festgepackte Nuklide. Kurzum: Statt Abbau steht fast überall eine Zunahme des menschengemachten Kohlendioxids bevor! Das Klima lässt sich überhaupt nicht retten. Unser Einfluss ist viel zu schwach. Klimaschutz geht nicht. Das Klima ist weit komplexer als unsere Schulbuch-Modelle. Das Klima ist ein gewaltiges oberirdisches und marines System, das unerhörte Energiemengen aus Sonne und Erdkern umwälzt, und das sich durch Tipping-Points, Hysteresen und extrem lange Verweildauern von Jahrhunderten für CO2 in der Atmosphäre auszeichnet. Umweltschutz geht sehr wohl, dieser beginnt in unseren eigenen vier Wänden. Was folgt daraus? Kluge Anpassung ist das Gebot der Stunde, wenn wir in bedrohlicher Lage diesem tatsächlichen Klimawandel widerstehen wollen. Das aber braucht Energie, insbesondere viel elektrische Energie, wie sie unsere Stauseen und unsere AKWs seit Jahrzehnten zuverlässig an die Steckdose liefern, auch im Winter und nachts. Auf keinen Fall dürfen wir unsere bewährte Grundversorgung 70% Wasserkraft und 30% Kernenergie preisgeben! Aber wir haben uns politisch genau in diese Zwickmühle hinein manövriert, indem wir die Erneuerung unserer AKWs verboten haben (Energiegesetz vom 30. September 2016, Volksabstimmung vom 21. Mai 2017). Noch in diesem Herbst 2019 wird das AKW-Mühleberg ersatzlos abgeschaltet. In Art. 12a des Kernenergiegesetzes heisst es seither „Rahmenbewilligungen für die Erstellung von Kernkraftwerken dürfen nicht erteilt werden“. Leider wird es noch eine Weile dauern, bis die Mehrheit in unserem Land erkennen wird, dass wir hier den Ast absägen, auf welchem wir sitzen.

Ein Musterbeispiel, wie der menschliche Einfluss auf das Klima als wissenschaftliche Tatsache hochgepokert wird, lieferte Raphael Neukom vom Oeschger Zentrum kürzlich in NATURE: sein Artikel „No evidence for globally coherent warm and cold periods over the preindustrial Common Era“. Diese Studie hat es schlagartig in die populäre Weltpresse und in die Schweizer Haupt-Tagesschau geschafft. Sie wird dort meist umgekehrt kolportiert: „Nur in der industriellen Epoche hat sich das Klima weltweit kohärent erwärmt.“ Hohe Kohärenz wäre in der Tat eine starke Eigenschaft, die zwingend auf eine gemeinsame Ursache hinweist. Sie ist unabhängig von der Stärke der Temperaturzunahme; dass diese überall gemeinsam verläuft, ist im Kern die spektakuläre neue Botschaft. Das hat vorher noch niemand auf den Punkt gebracht. Ich kenne die numerische Kohärenzfunktion von ihrer Anwendung in der Epilepsie- und Schlafforschung gut. Dort findet man damit den gemeinsamen Pacemaker, von welchem sich die Erregung ausbreitet. Das Hirn ist in seiner Komplexität durchaus vergleichbar mit der irdischen Atmosphäre. Wäre ja toll, dachte ich, wenn man das globalen Klimanetz (5x5-Winkelgrad-Raumraster in 51 Jahren Zeitepochen) mit der Kohärenzfunktion räumlich-zeitlich auf einen gemeinsamen Pacemaker hin untersuchen könnte, mit und ohne anthropogenen Einfluss. Ich kaufte den Artikel bei NATURE und war sogleich enttäuscht. Da steht noch im Textblock auf der ersten Seite versteckt in Klammer, dass nicht die mathematische Kohärenzfunktion, sondern ein trivialer Kohärenzbegriff gemeint ist, dem jedwede Beliebigkeit anhaftet! Die Beliebigkeit zeigt sich in der Vielfalt zusammengewürfelter statistischer Methoden für den Nachweis dieser prä-industriellen Nicht-Kohärenz. Ganz am Schluss der Studie kommt noch als Amen das Bekenntnis, dass doch nur der Mensch und seine Industrie dieser gemeinsame Pacemaker sein könne. Da ist keine Spur von selbstkritischer Diskussion, welche gemeinsame Ursache denn noch in Betracht käme, um den Temperatursprung in der industriellen Epoche zu erklären. Ein zeitliches Zusammentreffen ist noch lange keine Ursache. Korrelation und Kausalität sind nicht dasselbe! Es ist jedoch klar, dass diese Autoren von A bis Z nur auf diesen spektakulären "Beweis der anthropogenen Ursache" hin gearbeitet haben, und die PR-Maschine des Oeschger-Zentrums kann diese Resultate lukrativ für sich verbuchen. U.a. mit diesem publizistischen Wirtshaus-Schild-Trick „Kohärenz“, bei dem jede(r) Naturwissenschafter(in) erwacht und hinschaut, alimentiert sich das Oeschger-Zentrum, mit seinen 250 wissenschaftliche Mitarbeitern (und 10 Gastprofessoren). Ich bin kein Klimaskeptiker und sehe den Wandel des Klimas auch. Aber ich bin zutiefst unsicher, was ich von der gegenwärtigen klimawissenschaftspolitischen Propaganda der Schweiz noch halten soll, denn die wichtigste klimapolitische Staatsaufgabe, genug elektrische Band-Energie im Land zu haben, bleibt aussen vor. Man will das heisse Eisen AKW einfach nicht anpacken.

So kam es, dass noch ein Mythos – Atomangst – die Klimadiskussion höchst irrational befeuert, in unserem Land, genauso wie in Deutschland. Die damalige Bundesrätin Leuthard ist nach Fukushima leider in diese Falle getappt. Erstaunlicherweise will niemand wahrhaben, dass im Westen durch den Betrieb von Atomkraftwerken noch niemand zu Tode verstrahlt wurde. Mehr als sieben Jahre nach der Katastrophe in Fukushima hat Japan einen einzigen Strahlentoten offiziell bestätigt. Etwa 18‘500 Menschen starben oder verschwanden aber im Erdbeben und im Tsunami. Im krassen Gegensatz dazu haben die Betreiber von Kohlekraftwerken durch Luftverschmutzung schon viele Tausende Tote auf dem Gewissen. Radioaktive Kohlekraftwerke notabene, die alle abgestellt werden müssten, wenn sie der Nukleargesetzgebung unterstünden. Doch diese gilt nur für Kernkraftwerke. Der unabhängige Chemiker, Mediziner und Biophysiker James Lovelock begründete 1979 mit seinem Buch „Gaia: A new Look on Life and Earth“ die grüne Bewegung. Heute stösst er die Grünen vor den Kopf, indem er bereits in drei Büchern feststellt, nur durch die Nutzung von Atomenergie könnten die Menschen sich vor der gefährlichen Unbill des Klimas retten.

Einen Mythos zu dekonstruieren und gegen den anderen auszuspielen, scheint das Gebot der Stunde zu sein. Wir müssen die Atomangst überwinden, um den Klimaschwankungen zu widerstehen. In China geht in diesem Jahr ein wirklich eigensicherer Uranreaktor vom Typ HTR-PM in Betrieb. Der chinesische Chef dieses Projekts hat die Grundlagen dafür als Postdoc in Jülich-D gelernt. Ähnliche Beispiele gibt es auch im PSI, wo die erfahrenen Experten in den Ruhestand gehen und ausschliesslich Chinesen mit diesem Wissen nach China gehen, in das führende staatliche Institut für Kernenergie. Sogar Schweizer Experten zeigen sich eigenartig mutlos und sprechen von einer „Sauerei“, wenn es um die Trennung von radioaktivem Müll geht, wo unter schnellem Neutronenbeschuss langlebige Nuklide in relativ kurzlebige umgewandelt würden. Das Lagerproblem würde sich durch diese Transmutation deutlich entschärfen, da Endlager nur noch auf einige Hundert Jahre ausgelegt werden müssten. Die „Sauerei“ scheint den Chinesen weniger Kopfzerbrechen zu bereiten, denn sie haben einen neuartigen chemischen Weg gefunden, um die betreffenden Isotope sauber zu trennen. Man spricht von einem Durchbruch und wird die Technologie in den Brennstoffzyklus modernster Reaktoren einbauen, wodurch sich auch deren Abfallmenge massiv verkleinert. In der Schweiz nimmt das niemand zur Kenntnis. Über neue Atomkraftwerk-Technologie zu sprechen ist in der Öffentlichkeit tabu. Bei ProClim, dem Forum für Klimawandel, das zwischen Politik und Wissenschaft in der Schweiz vermittelt, kommt der Begriff Kernenergie überhaupt nicht mehr vor.

Lässt sich unser Handeln in der Klimawende wissenschaftlich fundieren? Zumindest wird es in der Schweiz mit grossem Aufwand versucht. Es ist zu hoffen, dass dies bei uns die richtigen Früchte trägt. Wissenschaft ist nur, was sich falsifizieren lässt. Werden die Events jedoch zu einer endlosen Serie selbstbestätigender Verkündigungen immer gleicher Ideen einer Handvoll Super-Meinungsmachern unter dem Applaus grüner Politiker, die nach „Massnahmen“ rufen, aber ausser Flugticketzuschlag und Benzinabgabe keine Ideen haben, dann ist Vorsicht geboten. Leider werden erst unsere Urenkel dereinst genau wissen, ob die heutigen Mythen CO2 und Atomangst Hand und Fuss hatten. Die Klimaforscher haben ja nur ihre programmierten Computerspiele, virtuelle Modelle, mit denen sie die Zukunft antizipieren und die Politik auf Trab bringen. Mit dem Treibhauseffekt durch Kohlendioxid lässt sich die Erde mit der Bestätigung Zeit, viel Zeit! Und ein sehr erfahrener Physiker sagte mir kürzlich, die irrationale Atomangst werde vielleicht erst dann abnehmen, wenn die Schweiz einen massiven Blackout der Stromversorgung erleben werde. Dieser könnte für viele Menschen tödlich sein. Die Glarner Klimajugend hatte einen guten Riecher, als sie dem Referenten Prof. Dr. Thomas Stocker und den vier wichtigsten Glarner-Politikern zum Schluss einer gelungenen Grossveranstaltung (s. Bild) in der Aula der Kantonsschule Glarus „Globis Reise in die Energiezukunft“ schenkten. Darin wird auch Kernenergie erklärt. Es war ein Hinweis mit Augenzwinkern, dass die spröden und schwer verdaulichen Monster-Klimaberichte der IPCC wenig nützen, wenn sie nicht auf Laienstufe heruntergebrochen werden. Auch ich habe sie kaum gelesen und abgeschreckt abgespeichert. Von den jüngsten Büchern von James Lovelock „The Vanishing Face of Gaia (2009), A Rough Ride to the Future (2014) und Novacene (2019)“ mit ihren visionären Zukunftsentwürfen und technologischen Abwehrmassnahmen, die vom erfahrenen Autor kritisch bewertet werden, zieht mich indessen jede Seite in ihren Bann.

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Für eine harmlose Kernenergie

Denkschrift für eine bürgerliche Energiepolitik

„Die Zurückhaltung der für die Energiezukunft zuständigen politischen Behörden ist ein Rätsel“, schreibt Pascal Couchepin im Vorwort zum 500-seitigen Kongressband Thorium Energy for the World, am CERN in Genf 2013, den ich in der ETH-Bibliothek entdeckt habe.¹ In der Tat: Fachkompetenz und teilweise auch die Hardware für eine harmlose Kernenergie wären am Paul Scherrer Institut PSI im ländlichen Aargau vorhanden, doch es fehlte bisher am politischen Willen, diesem einzigartigen Forschungsplatz finanziell zu ermöglichen, einen nachhaltigen Forschungs-Kernreaktor zu bauen, mit dem wichtigen Ziel, das radioaktive Abfallproblem unserer veralteten vier KKWs durch Transmutation zu entschärfen.² Stattdessen exportiert der Bund hiesiges Plutonium in den Stockpile der USA.³ Das PSI ist mit seinen vier Teilchenbeschleunigern weltweit führend in der Materialforschung, und es hatte für die Krebsbehandlung schon Ende 2010 rund 5500 Patienten mit Protonen bestrahlt, in mehr als 98% der Fälle mit Erfolg. Damit wurde das PSI weltweit zum Schrittmacher in der Partikeltherapie.⁴ Die Internationale Atomenergie-Organisation IAEA unterstreicht an ihrem Advisory Group Meeting⁵ zur Jahrtausendwende: Obgleich die Schweiz an den nuklearen Energieverstärker- und Transmutationsprogrammen nicht direkt beteiligt ist, wurde dem Paul Scherrer Institut das höchste technische Potenzial in Europa bei den Beschleunigern und bei den Spallationsneutronenquellen (1MW für die Produktion von Neutronen) attestiert.⁶ Neu im Bau ist die europäische Neutronenquelle in Lund, Schweden. Dort ist eine 5MW Strahlleistung geplant. Um das in der Schweiz anfallende radioaktive Material mit Spallationsquellen zu transmutieren, würden etwa 30 MW benötigt. Dass am PSI mit wenigen Mitarbeitern binnen 40 Jahren eine 24x höhere Strahlleistung erreicht werden konnte, zeigt doch, dass dieses Ziel, den KKW-Abfall in der Schweiz zu verkleinern, nicht unerreichbar ist.

Verpasste Chancen

In Bezug auf Forschung und Entwicklung der Kernenergie jedoch hat die Schweiz leider grosse Chancen verpasst. Zwar war sie historisch mit Versuchsreaktoren bis 1977 gut aufgestellt. Doch nach einer Explosion am 21. Januar 1969 in Lucens erlahmte der politische Wille, in diesem wichtigen Bereich weiter Pionierarbeit zu leisten. Aus dem Debakel KKW Kaiseraugst gingen die Atomenergie-Gegner in der Schweiz als Sieger hervor. Schliesslich lieferte Fukushima 2011 die letzten Sargnägel der hiesigen Reaktorforschung. Das ist nicht im Interesse der Schweiz. Selbst in Japan gingen viele Kernkraftwerke danach wieder ans Netz. Zwar untersuchte das PSI mit seiner Forschungsgruppe Schwere Nuklearunfälle das Desaster minutiös, das ist gut so. Noch besser wäre es, dieses Wissen jetzt auf unsere zukünftige Versorgung mit Kernenergie anzuwenden. Aber die Reaktorphysik ist in der Schweiz schon lange defensiv. Sie befasste sich nie mit der Planung eines nachhaltigen Versuchsreaktors. Man hätte 1993 Carlo Rubbias Reaktor-Konzept aufnehmen können, als dieser am CERN noch Generaldirektor war und den Nobelpreis erhalten hatte.⁷ Stattdessen gehen nun unsere Kinder auf die Strasse, weil sie spüren, dass für unsere Energiezukunft zu wenig geschehen ist. Wind und Sonne wollen unsere Kinder endlich nutzen. Vielleicht wären sie sogar bereit, ihre Wäsche wieder an der Leine statt im Tumbler zu trocknen, um damit einen Viertel KKW einzusparen. Unsere Dächer sind noch kaum solar verdrahtet, PV-Fassaden kann man an einer Hand abzählen. Wegen Windgeneratoren hat Seldwyla Streit im Dorf. Die Bevölkerung hat den fünf geplanten 4MW-Rotoren in der Linthebene eine Abfuhr erteilt. Jedwedem Ausbau der Wasserkraft halten Natur- und Landschaftsschutz dagegen. Weiterhin bezieht unser Land den Strom aber aus 40% Kernenergie (Beznau I und II, Gösgen, Leibstadt, Mühleberg). Doch diese 1969-84 zugekauften Leichtwasser-Uran-Reaktoren werden immer älter und dürften im innovativsten Land der Welt bald abgeschaltet werden. Und dann? –

Die Zwickmühle

Derzeit ist nicht absehbar, wie Bundesrat und Parlament künftig die Stromversorgung der Schweiz sicherstellen wollen. Weltweit wächst der Energiehunger um Prozente Jahr für Jahr. Eine Trendwende ist nicht in Sicht. Auch in der Schweiz wird der Strombedarf nicht abnehmen, wenn die Häuser nicht mehr mit Öl und Gas beheizt werden und die Autos bald vollelektrisch zirkulieren. Unsere Kinder spüren, dass ein Riesenproblem auf sie zukommen wird. Sie werden die Zeche zahlen für die heutige mutlose Energiepolitik. Grüne und Linke mögen vorwärts machen mit Sonne und Wind (und Vorschriften und Abgaben), nur zu! Der Kanton Zürich will sein Klimaziel "Null CO2" statt 2050 jetzt 2030 erreichen. Aber alle werden bald zur Kenntnis nehmen müssen, dass dies nicht reichen wird. Die Bürgerlichen zerfleischen sich im Katzenjammer der letzten Wahlen und stehen mit immer grösseren SUVs im Stau. Ihnen gelten die folgenden Zeilen.

Thorium und Teilchenbeschleuniger eröffnet einen Ausweg

Man nehme doch zur Kenntnis, dass es die Kernenergie weiterhin braucht, aber eine harmlose Kernenergie muss es sein! Der Brennstoff ist nicht mehr Uran, sondern Thorium. In Genf am CERN gab es einen klugen Direktor, Nobelpreisträger Carlo Rubbia. Er publizierte 1995 das „Rubbiatron“, einen eigensicheren Kernreaktor, ohne gefährlichen Abfall, ohne unkalkulierbares Restrisiko, ohne Atomwaffen-Proliferationsrisiko.⁸ Rubbia erklärt noch heute der Welt unermüdlich, wie der Ausstieg aus der fatalen Uran-Plutonium-Wirtschaft gelingen kann, nämlich mit Beschleunigern. Im Reaktorgefäss befindet sich als Kernspaltstoff Thorium in unterkritischer Form. Thorium hat eine hundertmal höhere kritische Masse als Uran oder Plutonium. Ein unterkritischer Thorium-Reaktor kann nicht durchbrennen. Eine Kernschmelze ist nicht nur statistisch unwahrscheinlich, sondern prinzipiell unmöglich. Th-232 ist auf allen Kontinenten in grossen Mengen als unlösliches Mineral fast ohne CO₂-Freisetzung leicht abbaubar. Die bekannten Vorkommen reichen für Jahrtausende. Interessant ist folgende Überlegung: Ein Kohlekraftwerk produziert Asche, aus welcher eine Menge Thorium gewonnen werden kann.⁹ Diese Menge Thorium würde genügen, um 13 ebenso leistungsfähige Rubbiatrons zu betreiben. Das Endprodukt aus diesem nuklearen Energie-Verstärker ist Material mit nur geringer Radiotoxizität, mit einer Halbwertszeit von nur wenigen Jahren. Nach 500 Jahren strahlen die Spaltprodukte sogar weniger als Kohleasche. Niemand würde auf die Idee kommen, sie für Jahrtausende zu vergraben.

Der Energie-Verstärker

Die für die Spaltung von Thorium nötigen schnellen Neutronen werden dem Reaktor durch einen mächtigen Protonen-Beschleuniger zugeführt, wie man ihn im PSI seit Jahrzehnten optimierte und mit Weltspitzenleistung zuverlässig betreibt. Im Reaktor trifft der Strahl der Protonen aus dem Beschleuniger auf das Spallationstarget. Dort werden Neutronen freigesetzt, um die Zerfallskaskade anzustossen. Damit wird, wie in den bisherigen KKWs, Energie erzeugt. Trifft ein Neutron aus dem Beschleuniger-Target mit 1MeV Energie auf einen Thorium Kern, entstehen zwei leichte Spaltkerne + 2.53 Neutronen + 200MeV Energie, womit über Dampfturbinen elektrischer Strom und Fernwärme generiert wird. In der nuklearen Fernwärme liegt ein beträchtliches CO₂ Sparpotenzial.  Dabei bleibt der Reaktorkern stets unterkritisch. Er wird durch den Strahl aus dem Beschleuniger an die Kritikalität herangeführt. Fällt der Strahl aus, kann sich keine Kettenreaktion bilden. Mit der variablen Strahlstärke des Beschleunigers kann die Reaktorleistung wie ein Verstärker flink und präzis gesteuert werden. Das Rubbiatron ist deshalb ein Energieverstärker (Energy Amplifier EA). Es wird in diesem Prozess nie waffenfähiges Plutonium erbrütet. Das im Prozessgleichgewicht entstehende leicht spaltbare Uran 233 dient der Energiegewinnung und ist mit allen zu transmutierenden Atom-Abfällen in einem gekapselten Brenntank überprüfbar versiegelt. Dieser Tank enthält keine aktiven Vorrichtungen wie Pumpen oder Ventile nach aussen. Der Austausch des Tanks wird nur alle 5 oder 10 Jahre vorgenommen. Somit besteht keine Proliferationsgefahr. Im Rückblick ist militärische Nutzung der supponierte Hauptgrund der alten uranfixierten Reaktortechnik der Atommächte.¹⁰ Fällt im neuen Konzept der Strahl in einem Störfall aus, versiegt die Kernspaltung sofort und die Energieproduktion klingt zwangsläufig rasch ab. Im grössten Schadensfall würde der Beschleuniger zerstört, womit einige Metallteile versengen könnten. Der Reaktor jedenfalls könnte niemals so durchbrennen, wie es in Fukushima passierte. Sein Inhalt bleibt unter allen Umständen unterkritisch. Es gibt bereits umfangreiche Untersuchungen, die zeigen, es ist machbar. Damit ist eine spontane Erhitzung mit Kernschmelze nach dem Störfall unmöglich. Es entstehen im Thorium-Zyklus des Rubbiatrons keine langlebigen Spaltprodukte, im Gegenteil. Mit den 2.53 Neutronen können im Thorium-Brenntank Plutonium sowie Transurane – Abfall aus den bestehenden KKWs – in kurzlebigen Abfall umgewandelt werden. Man spricht von „Transmutation“. Dieser dann noch maximal 500 Jahre strahlende Abfall aus den nationalen KKWs würde das Tiefenlager-Problem ausserordentlich entschärfen, da man die Lagerstätten nicht mehr für eine „Ewigkeit“ auslegen müsste. Sie könnten eventuell sogar zugänglich bleiben für eine künftige Nutzung der hier versammelten Substanzen und für die Entsorgung durch kommende Technik.¹¹

Fazit für eine zukunftsweisende Energiepolitik

Es genügt nicht, den dreissigjährigen Winterschlaf der schweizerischen Energiepolitik zu beklagen. Nach dem Jammern müssen Taten folgen. Fakt ist, in der Schweiz ist derzeit ein grosses Potenzial an Wissen und Können vorhanden, mit welchem rasch eine Kursänderung eingeleitet werden kann. Dabei könnte das PSI den Lead übernehmen. Es verwaltet zuverlässig die zwischengelagerten Abfälle aus den hiesigen KKWs. Es bildet Fachleute aus, welche die heutigen KKWs bedienen. Es kennt sich aus in Sachen Radioaktivität und Sicherheit wie keine Stelle sonst. Es hat Erfahrung im Betrieb von Forschungsreaktoren. Es kann auch in der Kernenergieforschung an den Schwung und die Begeisterung früherer Jahrzehnte anknüpfen. Als heute entscheidender Vorteil der Kernenergie fällt ins Gewicht: Die Leistung eines KKWs kann sich mit den modernsten fossilen Kraftwerken und mit der Wasserkraft messen. Dabei entsteht, wie bei Wasserkraft, fast kein CO₂. In der kommenden Generation harmloser Fissionskraftwerke, die mit Neutronen durch einen leistungsfähigen externen Beschleuniger im Sinne eines Energie-Verstärkers betrieben werden (Accelerator Driven System ADS), sind die Gefahren – Kernschmelze, Verstrahlung, militärische Nutzung, problematische Lagerung strahlender Rückstände – allesamt und jederzeit beherrschbar unter allen denkbaren Szenarien. Ein solches Kraftwerk hat eine berechenbare Sicherheit und ist viel umweltfreundlicher als ein fossiles Kraftwerk. Es verbrennt nicht mehr Uran probabilistisch, sondern Thorium deterministisch. Nicht zuletzt kann es die Radioaktivität eingelagerter Abfälle der heutigen KKWs energetisch gewinnbringend durch Transmutation abbauen (Accelerator Driven Transmutation Technology ADTT).¹¹

Ist es ein Wunder, dass benachbarte Staaten das Heft in die Hand nehmen, wenn in der Schweiz das Interesse an harmloser Kernkraft fehlt? Das Grossvorhaben MYRRHA im Kernforschungszentrum in 2400 Mol, Belgien, hat den ersten Prototypen eines subkritischen Thoriumreaktors mit Antrieb aus einem externen Protonengenerator bei gesicherter Finanzierung auf den Weg gebracht.¹² Es musste bei null anfangen, da weder ein kräftiger Protonenbeschleuniger noch eine Spallationsneutronenquelle vorhanden waren. Inzwischen hat man in Belgien den Linear-Beschleuniger für Protonen gebaut, derzeit auf einer noch bescheidenen Leistungsstufe. Erst 2026 wird die nötige Strahlenergie von 600MeV erreicht. Dann wird ein dazu passender Reaktor für MOX-Brennstoff und Blei-Wismut-Kühlung angeschlossen. 2033 wird mit dem Start der Kernspaltung gerechnet. Es ist ein typisches Rubbiatron. Das Vorhaben erregte an der IAEA-Weltkonferenz 2018 in Wien grosses Interesse.¹³

Das PSI optimierte seit 45 Jahren ein Ring-Zyklotron mit 590MeV Partikelenergie, 2.4mA Stromstärke und 1.4Megawatt Leistung. Daran angekoppelt ist seit einigen Jahren ein flüssiges Blei-Wismut-Target (SINQ mit MEGAPIE¹⁴) für einen kontinuierlichen Neutronenfluss von 10¹⁴ Neutronen pro Sekunde. Diese Eckdaten sind in Kombination weltweit unerreicht. Es wären die Hauptkomponenten für einen ADS-Versuchsreaktor für Thorium und radioaktive Abfälle aus dem Zwischenlager in Würenlingen. Um die Schweiz zu versorgen, wären 30 Anlagen dieses Typs nötig. Die erste Versuchsanlage könnte das PSI und seine Umgebung mit Strom und Wärmeenergie versorgen. Das PSI hat neuerdings auch einen 700 Meter langen Elektronen-Linearbeschleuniger und Femto-Röntgenlaser namens SwissFEL¹⁵ in Betrieb genommen. Seit der Idee bis zur Realisierung dauerte es bei uns 40 Jahre. Er dient der dynamischen Molekülforschung, aber nicht der Energie. Mit SwissFEL hat die das PSI seine internationale Führungsrolle bestätigt, wie Direktor Mesot vor 10 Jahren schrieb: „It shows that Switzerland has an active scientific community eager to use the unique properties of SwissFEL, be it for optimizing catalytic processes, identifying polluting molecules, designing new pharmaceutical drugs or studying defects in engineering materials. As is usual with new facilities, new applications will emerge that no-one had ever imagined.“ So könnte vielleicht der Funke hinüberspringen. Der grundlegende Bereich der nuklearen Energieforschung für die Landesversorgung wurde seit einer Generation vernachlässigt. Das Instrumentarium ist hier vorhanden, um die verlorene Expertise rasch wieder aufzubauen. Wir sollten nicht tatenlos zuschauen, wie in der Willensnation einem KKW nach dem andern die Lichter ausgehen.

Bruno Fricker, dipl. Physiker ETH, CH-8802 Kilchberg ZH, bruno.fricker@spectralab.ch, Ostern 2019

Quellen:

[1] Jean-Pierre Revol et.al. (Eds.): Thorium Energy for the World. Proceedings of the ThEC13 Conference, CERN, Globe of Science, Geneva, Switzerland, October 27-31, 2013.

[2] http://static.ensi.ch/1364463179/ensi_faktenblatt_transmutation_final.pdf

[3] https://www.parlament.ch/de/ratsbetrieb/suche-curia-vista/geschaeft?AffairId=20163033

[4] https://www.ptcog.ch/

[5] https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/te_1365_web.pdf  Siehe Seite 16.

[6] https://www.psi.ch/info/MediaBoard/MM070131_PSI_MM_Megapie_Jan07_BgInfo_D.pdf

[7] Rubbia, C. et.al.: Conceptual design of a fast neuron operated high power energy amplifier. CERN/AT/95-44 (ET), 29 Sept 1995. (Link)

[8] https://de.wikipedia.org/wiki/Accelerator_Driven_System

[9] https://www.bund-nrw.de/fileadmin/nrw/dokumente/braunkohle/2008_11_BUNDhintergrund_Radioaktivitaet_aus_Kohlekraftwerken.pdf

[10] Carlo Rubbia: Harmless Energy from Nuclei. In Albert Einstein Memorial Lectures, 2012, The Israel Academy of Sciences and Humanities, Jerusalem, p.109-135

[11] https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=30396&pNid=0

[12] https://myrrha.be/ und https://sckcen.be/en/Technology_future/MYRRHA

[13] https://www.iaea.org/search/google/MYRRHA

[14] https://www.epj.org/images/stories/news/2016/10.1140--epjp--i2016-16233-1.pdf

[15] https://www.psi.ch/de/media/der-schweizer-freie-elektronen-roentgenlaser-swissfel

[16] Aus dem neuen Buch von Werner Joho: The Accelerator Facilities at the Paul Scherrer Institute PSI. Verlag BOD, 2019, 64 Seiten, ISBN 978-3-7528-4711-6

Bild Werner Joho, aus  seinem oben zitiertem Buch

Ein grosses Dankeschön geht an Werner Joho vom PSI. Er wies mich auf Carlo Rubbia hin und gab mir viele nützliche Hinweise für diese Denkschrift.  
Dr. Joho war unter anderem für Bau, Bahnberechnungen und viele Leistungsverbesserungen des grossen PSI-Ring-Zyklotrons verantwortlich.

Bild PSI (Link zum neuen Buch[16] von Werner Joho, der diese Maschine über viele Jahre optimiert hat.)

Wird dieses Tafelsilber des innovativsten Landes der Welt nach China verscherbelt?
Oder werden künftige neue KKWs in der Schweiz dereinst von China geliefert? 

Lies dazu: https://journals.aps.org/prab/pdf/10.1103/PhysRevSTAB.14.054402
Warum sind keine junge Studierende unter den Autoren? In der Schweiz werden sie leider kaum noch ausgebildet! Dabei könnten sie an dieser gewaltigen CH-Maschine viel lernen und dafür sorgen, das wertvolle Knowhow zu erhalten und zu entwickeln.

Siehe auch:

a) SPG/CHIPP-Jahrestagung: Maurice Bourquin über die Rolle von Thorium in einem zukünftigen Energiesystem (Link zum Interview,  Link zum Vortrag als pptx-download)

b) Revol, Jean-Pierre. (2019). A Proposal for a First ADS Demonstrator: Selected Papers from ThEC15. 10.1007/978-981-13-2658-5_12. (Link1 und Link2)

c) Wie denkt die Welt über Kernenergie und was trägt die Schweiz dazu bei?

 www.nuklearforum.ch/de/aktuell/medien/medienmitteilungen/neun-neue-kernkraftwerke-im-jahr-2018

Last not least:
d) https://www.win-global.org Frauen für Kernenergie