Urananreicherung
Verfahren, das den Anteil des spaltbaren U-235 über die natürlichen 0,711 % hinaus erhöht, für Reaktorbrennstoff oder, bei sehr hohen Graden, für Waffenmaterial.
Natururan besteht zu 99,28 % aus U-238 und zu 0,711 % aus U-235. Leichtwasserreaktoren brauchen schwach angereichertes Uran (LEU) mit 3–5 % U-235, neuere Brennstoffe gehen bis 5–10 % (LEU+). HALEU (High-Assay LEU) mit 5 bis 20 % benötigen viele fortgeschrittene Reaktoren und SMR. Ab 20 % spricht man von hochangereichertem Uran (HEU), waffenfähiges Material hat etwa 90 %.
Das Uran wird in Uranhexafluorid (UF6) umgewandelt und fast ausschließlich in Gaszentrifugen angereichert. Sie brauchen etwa 50 kWh pro Urantrennarbeitseinheit (UTA, englisch SWU), rund 2 % der Energie der Gasdiffusionsanlagen, die sie abgelöst haben.
Für 1 kg LEU mit 4,5 % bei 0,25 % Restgehalt (Tails) braucht man etwa 8,9 kg Natururan und 6,9 UTA. Ein Druckwasserreaktor mit 1 GWe verbraucht pro Jahr rund 20–25 t angereicherten Brennstoff, wofür etwa 150.000 UTA und rund 200 t Natururan nötig sind.
Die weltweite Kapazität liegt bei etwa 60 Millionen UTA pro Jahr, verteilt auf Rosatom (rund 40 %), Urenco, Orano und CNNC. Das US-Importverbot für russisches angereichertes Uran (Ausnahmen laufen 2028 aus) hat Erweiterungen bei Urenco USA und in Oranos Anlage Georges Besse II sowie eine geplante Orano-Anlage in Tennessee angestoßen.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Kernspaltung
Die Spaltung eines schweren Atomkerns wie Uran-235 oder Plutonium-239 in leichtere Kerne nach dem Einfang eines Neutrons; dabei werden etwa 200 MeV Energie und weitere Neutronen frei.
- Druckwasserreaktor (DWR/PWR)
Der häufigste Reaktortyp: Wasser unter hohem Druck kühlt den Kern, ohne zu sieden, und gibt die Wärme an einen getrennten Dampfkreislauf ab.
- SMR (Small Modular Reactor, kleiner modularer Reaktor)
Kernreaktor mit bis zu etwa 300 MWe pro Modul, ausgelegt auf Fertigung in der Fabrik und modularen Aufbau, um Bauzeit und Finanzierungsrisiko zu senken.
- Abbrand
Die aus Kernbrennstoff gewonnene thermische Energie pro Masseneinheit des ursprünglichen Schwermetalls, meist in Gigawatttagen pro Tonne (GWd/tSM) angegeben.
- Thorium-Brennstoffkreislauf
Kernbrennstoffkreislauf auf Basis von brütbarem Thorium-232, das ein Neutron einfängt und zu spaltbarem Uran-233 zerfällt; Alternative zum Uran-Plutonium-Brennstoff.