Startup stellt kleine Kernkraftwerke aus dem 3D-Drucker vor

Das US-Startup Ampera hat nach eigenen Angaben das weltweit erste vollständig 3D-gedruckte Kernreaktor-Modul vorgestellt. Dieses will man zukünftig unter anderem an Betreiber von Datenzentren vermarkten.

An jeder Ecke ein Mini-AKW

Im Mittelpunkt der Präsentation stand ein Mikroreaktor mit einem vollständig im 3D-Druckverfahren hergestellten Reaktorkern sowie einem ebenfalls gedruckten Druckbehälter aus Siliziumkarbid. Firmenchef und Gründer Brian Matthews bezeichnete die Technologie als Grundlage für eine neue Generation industriell gefertigter Kernkraftwerke. Durch moderne Fertigungsmethoden könne die Markteinführung neuer Reaktorkonzepte deutlich beschleunigt werden.

Ampera entwickelt einen thoriumbasierten Reaktor, der als sogenanntes unterkritisches System ausgelegt ist. Dabei kann der Brennstoff keine sich selbst erhaltende Kettenreaktion erzeugen. Nach Angaben des Unternehmens soll dieses Konzept das Risiko unkontrollierter Leistungsanstiege erheblich reduzieren. Zum Einsatz kommen feste Brennstoffe auf Basis von TRISO-Partikeln. Diese bestehen aus einem Brennstoffkern mit Thorium, der von mehreren Schutzschichten aus Keramik und Kohlenstoff umgeben ist.


Das System benötigt eine externe Neutronenquelle, um den Reaktorbetrieb zu starten und aufrechtzuerhalten. Ampera verweist dabei auf einen firmeneigenen "Neutron Driver", macht jedoch keine näheren Angaben zur technischen Umsetzung.

Besonderes Augenmerk legt das Unternehmen auf die Konstruktion des Reaktorkerns. Dieser besitzt eine komplexe gyroidartige Struktur mit großer Oberfläche, die eine effiziente Wärmeübertragung ermöglichen soll. Solche Geometrien gelten mit herkömmlichen Produktionsverfahren als schwer herstellbar und eignen sich daher besonders für den 3D-Druck. Laut Ampera soll der Reaktorkern bis zu 30 Jahre ohne Brennstoffwechsel betrieben werden können.

Ab 2030 verfügbar

Die geplanten Anlagen sollen je nach Ausführung eine elektrische Leistung von 15 oder 30 Megawatt liefern und damit beispielsweise den Energiebedarf eines typischen Rechenzentrums decken. Größere Varianten seien aber bereits in Planung.

Für die Brennstoffversorgung hat Ampera kürzlich eine Tochtergesellschaft in Australien gegründet, um den Zugang zu Thorium zu sichern. Die Produktion der Brennstoffkerne soll dann in den USA erfolgen. Nach Unternehmensangaben könnte der konventionelle Stromerzeugungsteil des Systems bereits ab 2027 verfügbar sein. Das eigentliche Kernreaktormodul werde, vorbehaltlich behördlicher Genehmigungen, voraussichtlich um das Jahr 2030 auf den Markt kommen. Über die zu erwartenden Preise wurden noch keine Angaben gemacht.


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