Newcleo erhält 36 Millionen Euro für Europas bleigekühlte schnelle Reaktoren

Fernab der Schlagzeilen über Solarparks und Offshore-Windkraft entsteht eine neue Generation experimenteller Nuklearanlagen. Im Mittelpunkt dieses Wagnisses steht Newcleo, ein junges französisch-italienisches Unternehmen, das gerade 36 Millionen Euro erhalten hat, damit Europa bei einer risikoreichen, aber vielversprechenden Technologie vorangehen kann: dem bleigekühlten schnellen Reaktor.

Europas neue Nuklearwette nimmt in Rumänien Gestalt an

Die Finanzierung in Höhe von 36 Millionen Euro geht an S.R.S. Servizi di Ricerche e Sviluppo, ein italienisches Forschungs- und Ingenieurunternehmen im Besitz von Newcleo. Die Aufträge wurden im Rahmen des ALFRED-Programms vergeben, einer europäischen Initiative zur Entwicklung, Erprobung und schliesslich zum Bau eines Demonstrators für einen bleigekühlten schnellen Reaktor in Rumänien.

ALFRED steht für „Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator“ und soll belegen, dass diese Technologie der vierten Generation im industriellen Massstab funktioniert. Der Demonstrator ist am nuklearen Forschungsstandort rund um Pitești und Mioveni im Süden Rumäniens vorgesehen – einer Region, die zunehmend ins Zentrum der nuklearen Pläne des Landes rückt.

„ALFRED ist als Europas Testplattform im Vollmassstab für bleigekühlte schnelle Reaktoren konzipiert; die ersten Versuchsanlagen sollen noch vor 2030 bereitstehen.“

Das staatliche rumänische Nuklearforschungsunternehmen RATEN führt das Projekt. Um RATEN herum hat sich ein einflussreiches europäisches und transatlantisches Konsortium zusammengeschlossen, zu dem das belgische SCK CEN, Italiens Ansaldo Nucleare, die italienische Energieforschungsagentur ENEA und der US-Konzern Westinghouse gehören.

Der Fahrplan ist eindeutig: Bis zum Ende dieses Jahrzehnts sollen ausreichend Versuchsdaten vorliegen, damit zwischen 2035 und 2040 ein kommerzielles Reaktordesign bereitstehen kann. ALFRED soll anschliessend als Referenz für künftige kleine modulare bleigekühlte Reaktoren (SMR) dienen, die europaweit eingesetzt werden.

Weshalb bleigekühlte schnelle Reaktoren Aufmerksamkeit erhalten

Bleigekühlte schnelle Reaktoren, meist LFR genannt, gehören zur Kategorie der Nuklearsysteme der „Generation IV“. Sie unterscheiden sich deutlich von den Druckwasserreaktoren, die den heutigen Kraftwerkspark dominieren.

Statt Wasser kommt geschmolzenes Blei – beziehungsweise Blei-Bismut – als Kühlmittel zum Einsatz. Zudem arbeiten diese Anlagen mit schnellen Neutronen. Diese verhalten sich anders als die Neutronen konventioneller Reaktoren und können verändern, wie Brennstoff genutzt und radioaktiver Abfall behandelt wird.

„Befürworter sehen in LFR eine Möglichkeit, CO₂-arme Energie zu erzeugen, zugleich einen Teil langlebiger radioaktiver Abfälle zu verringern und die Sicherheitsreserven zu verbessern.“

Europäische Ingenieure und politische Entscheidungsträger interessieren sich besonders für mehrere Eigenschaften:

• Das Bleikühlmittel besitzt eine hohe thermische Trägheit und trägt damit zur Stabilisierung der Temperaturen bei.
• Der Reaktor arbeitet bei oder nahe dem Atmosphärendruck, was das Risiko von Leckagen unter hohem Druck reduziert.
• Schnelle Neutronen ermöglichen einen „geschlossenen Brennstoffkreislauf“, bei dem ein Teil des heutigen abgebrannten Kernbrennstoffs erneut verwendet wird.
• Einige Konzepte sollen langlebige Abfälle reduzieren, indem bestimmte Transurane verbrannt werden.

Für Regierungen, die verlässliche CO₂-arme Leistung als Ergänzung zu Wind- und Solarenergie suchen, ist diese Kombination attraktiv. LFR werden als kompakte Einheiten vermarktet, die neben erneuerbaren Energien betrieben werden und nicht nur Strom, sondern auch Prozesswärme für die Schwerindustrie liefern könnten.

Newcleos Mission über 36 Millionen Euro: drei zentrale Anlagen

Die an Newcleos S.R.S. vergebenen Verträge umfassen Planung, Bau und Inbetriebnahme von drei grossen Versuchsanlagen in Mioveni. Sie sollen genau jene schwierigen Fragen klären, die Regulierungsbehörden stellen, bevor ein neuer Reaktortyp überhaupt in die Nähe des Stromnetzes gelangen darf.

Welche Aufgaben die neuen Anlagen übernehmen

Die drei Forschungsplattformen sollen unter streng kontrollierten Bedingungen die Belastungen und Störungen nachbilden, denen ein künftiger Reaktor ausgesetzt sein könnte.

• HELENA-2: ein bleigekühlter Kreislauf zur Untersuchung des Verhaltens von geschmolzenem Blei beim Durchströmen von Rohren und Wärmetauschern, mit Schwerpunkt auf Thermohydraulik.
• ELF: eine Anlage vom Pooltyp, welche die Geometrie und Betriebsbedingungen eines realen Reaktorkerns mit Bleikühlung nachstellt.
• MELTIN’POT: ein stark abgeschirmtes Modul zur Analyse dessen, was geschieht, wenn Brennstoff bei Unfallszenarien beschädigt wird und mit flüssigem Blei in Berührung kommt.

Nach der Inbetriebnahme werden die Anlagen mehrere Problembereiche untersuchen, die Nuklearingenieure seit Langem beschäftigen:

• Strömungsmuster und lokale Überhitzungen in bleigefüllten Kreisläufen
• Korrosion und Erosion von Stählen sowie modernen Legierungen im Kontakt mit flüssigem Blei
• Qualifizierung von Pumpen, Ventilen und weiteren Kernkomponenten
• Brennstoffverhalten bei aussergewöhnlichen und schweren Ereignissen

„Diese rumänischen Labore werden als Probenraum für künftige kommerzielle Reaktoren dienen: Ingenieure können Störungen kontrolliert untersuchen, bevor sie jemals ein Kernkraftwerk erreichen.“

Italienische Expertise im Zentrum eines paneuropäischen Projekts

S.R.S. wurde 1976 gegründet und hat sich auf die Entwicklung experimenteller Nuklearanlagen spezialisiert – von Kreisläufen bis zu Testständen im Vollmassstab. Mit der Übernahme des Unternehmens durch Newcleo im Jahr 2023 sicherte sich der Konzern sowohl erfahrenes Personal als auch ein Portfolio spezialisierter Projekte für bleigekühlte Reaktoren.

Über Jahrzehnte arbeitete S.R.S. mit Akteuren wie Westinghouse und unterschiedlichen EU-Forschungsprogrammen zusammen. Diese Erfahrung trug dazu bei, dass das Unternehmen die ALFRED-Aufträge trotz starker Konkurrenz erhielt. Bei dem rumänischen Projekt wird S.R.S. von den Laboren und Fachleuten der ENEA unterstützt, insbesondere durch deren langjährige Arbeit an Flüssigmetalltechnologien.

Die Zusammenarbeit zeigt, wie europäische Nuklearforschung heute häufig organisiert ist: Nationale Institute, private Start-ups und grosse Industrieunternehmen teilen Kosten und Fachwissen, anstatt jeweils allein vorzugehen.

Bestehende Teststände: OTHELLO und PRECURSOR

Newcleo und S.R.S. beginnen nicht bei null. In Italien bestehen bereits zwei bedeutende Testplattformen oder stehen kurz vor ihrer Fertigstellung; beide konzentrieren sich auf Systeme mit Bleikühlmittel.

Anlage	Leistung	Standort	Hauptzweck
OTHELLO	2 MW	Italien	Qualifizierung von Materialien und Komponenten in flüssigem Blei
PRECURSOR	10 MW	Italien	Nichtnukleare Erprobung von Systemen im Reaktormassstab
HELENA-2	k. A.	Rumänien	Thermohydraulische Untersuchungen in Bleikühlmittelkreisläufen
ELF	k. A.	Rumänien	Simulation eines bleigekühlten Reaktorbeckens
MELTIN’POT	k. A.	Rumänien	Untersuchungen zu Unfällen und Brennstoff-Kühlmittel-Wechselwirkungen

OTHELLO ist ein experimenteller Kreislauf mit 2 MW und ermöglicht es Ingenieuren, Komponenten unter realistischen Temperatur- und Strömungsbedingungen zu betreiben und anschliessend ihren Alterungszustand zu prüfen. PRECURSOR wird am ENEA-Standort Brasimone nahe Bologna errichtet und erweitert dieses Konzept auf 10 MW. Die Anlage ist nichtnuklear, enthält also keinen Brennstoff, bringt Pumpen, Wärmetauscher und Steuerungssysteme jedoch nahe an industrielle Betriebsbedingungen.

Von rumänischen Laboren zum französischen Demonstrationsreaktor

Die Arbeiten in Rumänien sind unmittelbar mit Newcleos Vorzeigeprojekt in Frankreich verknüpft: dem LFR-AS-30, einem bleigekühlten schnellen Reaktor mit 30 MWe, der in Indre-et-Loire nahe Chinon geplant ist. Der fortschrittliche modulare Reaktor wird durch das Innovationsprogramm France 2030 unterstützt und als Anlage mit mehreren Funktionen positioniert.

Newcleo möchte mit dem LFR-AS-30 drei Ziele gleichzeitig erreichen: CO₂-armen Strom erzeugen, intensive Testprogramme für neue Materialien ermöglichen und bestimmte medizinische Radioisotope herstellen, deren Nachfrage für Krebsdiagnostik und -behandlung wächst.

„Die Inbetriebnahme von Newcleos französischem Demonstrator ist für etwa 2033 vorgesehen, sofern Genehmigungen und Lieferketten rechtzeitig zusammenkommen.“

Daten aus OTHELLO, PRECURSOR und den rumänischen Anlagen sollen das Genehmigungsverfahren für den LFR-AS-30 verkürzen. Sie liefern den Aufsichtsbehörden belastbare Werte zum Verhalten des Kühlmittels, zu Korrosionsraten und zu Sicherheitsreserven.

Warum Rumänien in der ersten Reihe sitzen will

Rumänien betreibt bereits zwei CANDU-Reaktoren in Cernavodă, die auf der in Kanada entwickelten Schwerwassertechnologie basieren. Diese Einheiten liefern ungefähr ein Fünftel des Stroms des Landes und verschaffen Bukarest wertvolle Betriebserfahrung in der Kernenergie.

Mit der ALFRED-Infrastruktur in Mioveni und Pitești verfolgt Rumänien folgende Ziele:

• Ausbau der Forschungskapazitäten über klassische Reaktortypen hinaus
• Positionierung lokaler Unternehmen in künftigen europäischen Lieferketten für fortschrittliche Reaktoren
• Signal an Brüssel und Investoren, dass das Land über Jahrzehnte ein Akteur im Nuklearbereich bleiben will

Die Strategie hat auch eine geopolitische Dimension. Während die USA, China und Russland jeweils eigene Konzepte für fortschrittliche Reaktoren vorantreiben, wollen Rumäniens Verantwortliche nicht, dass Osteuropa ausschliesslich von importierter Technologie abhängt.

Ein dichtes Rennen um fortschrittliche Reaktoren

LFR sind keineswegs die einzigen Reaktorkonzepte der nächsten Generation. Weltweit fördern Regierungen verschiedene Ansätze:

• kompakte SMR auf Basis bestehender Leichtwassertechnologie
• natriumgekühlte schnelle Reaktoren, die in Russland bereits erprobt wurden und in den USA sowie Frankreich entwickelt werden
• gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren für Wasserstoffproduktion und industrielle Prozesswärme
• Salzschmelzenreaktoren, bei denen der Brennstoff in einer flüssigen Salzmischung gelöst ist

Alle diese Konzepte verfolgen ähnliche Ziele: geringere Baukosten, verbesserte Sicherheitsmerkmale, kleinere und flexiblere Einheiten sowie eine effizientere Brennstoffnutzung. Einige werden speziell für Hochtemperaturwärme entwickelt, die Emissionen in Stahl-, Zement- und Chemiewerken senken könnte – Branchen, die derzeit stark von Gas und Kohle abhängen.

Vor diesem Hintergrund ist Europas Einsatz für bleigekühlte schnelle Reaktoren sowohl eine technologische als auch eine strategische Entscheidung. Falls ALFRED und LFR-AS-30 erfolgreich sind, verfügt die EU über ein eigenes fortschrittliches Reaktordesign, statt auf Anbieter aus Übersee angewiesen zu sein.

Risiken, Vorteile und mögliche Probleme

Bei aller Begeisterung für LFR sind die Herausforderungen erheblich. Flüssiges Blei ist dicht und schwer, weshalb robuste Strukturen und leistungsstarke Pumpen erforderlich sind. Insbesondere bei hohen Temperaturen kann es Metalle korrodieren; eine falsche Materialwahl könnte die Lebensdauer von Komponenten daher drastisch verkürzen.

Hinzu kommen Kosten und öffentliche Akzeptanz. Mehrere Versuchskreisläufe, Demonstratoren und Teststände summieren sich auf Milliarden Euro. Bleiben Strommärkte volatil oder werden erneuerbare Energien inklusive Speicher deutlich günstiger, könnten Regierungen die langfristige Unterstützung infrage stellen.

Auf der Vorteilsseite würde ein funktionierender bleigekühlter schneller Reaktor, der einen Teil bereits abgebrannten Brennstoffs wiederverwenden kann, Europa mehr Spielraum in der Politik für nukleare Abfälle geben. Statt jeden gebrauchten Brennstoff vollständig als Abfall zu behandeln, könnte ein Teil als Einsatzstoff für LFR dienen, Uranressourcen schonen und das Volumen langlebiger Rückstände verringern.

Einige zentrale Begriffe erklärt

Für Menschen, die mit dem Fachjargon der Kernenergie nicht vertraut sind, sind einige Begriffe dieser Debatte wichtig.

• Schneller Reaktor: ein Reaktor, der hochenergetische, also schnelle, Neutronen einsetzt. Dadurch kann er Isotope „verbrennen“, die normale thermische Reaktoren nicht effizient nutzen können, darunter auch einige aus abgebranntem Brennstoff.
• Geschlossener Brennstoffkreislauf: ein System, in dem gebrauchter Brennstoff wiederaufbereitet und teilweise erneut als neuer Brennstoff in Reaktoren eingesetzt wird, anstatt vollständig als Abfall behandelt zu werden.
• Bleikühlmittel: geschmolzenes Blei, das Wärme aus dem Reaktorkern abführt. Es moderiert, also verlangsamt, Neutronen nicht und unterstützt damit das für diese Konzepte erforderliche schnelle Spektrum.

Wenn die rumänischen Anlagen planmässig starten und verlässliche Daten liefern, könnte Europa Mitte der 2030er-Jahre einen glaubwürdigen Kandidaten für einen kommerziellen bleigekühlten SMR haben. Häufen sich Verzögerungen oder erweisen sich Korrosions- und Kostenprobleme als schwieriger als erwartet, könnten LFR länger ein elegantes Laborkonzept bleiben, als ihre Befürworter hoffen.