Laseranreicherung könnte Atommüll für Reaktorbrennstoff wiederaufbereiten

Ein Unternehmen namens Global Laser Enrichment (GLE) plant, mit Lasertechnologie Uranabfälle wiederaufzubereiten, die in einer stillgelegten Anreicherungsanlage in Paducah, Kentucky, gelagert sind. Die Abfälle, die in Tausenden von Zylindern aufbewahrt werden, enthalten geringe Mengen Uran, die zurückgewonnen und zu Ausgangsmaterial für Kernbrennstoff verarbeitet werden könnten. Dieser Ansatz könnte eine effizientere Alternative zu herkömmlichen Anreicherungsmethoden bieten.

Das Projekt betrifft die Lieferkette für Kernbrennstoff, insbesondere da Länder wie die USA und China neue Reaktoren bauen wollen, darunter auch fortschrittliche Designs. Die Kernenergie liefert derzeit etwa 9 % des weltweiten Stroms, und eine billigere Brennstoffproduktion könnte dazu beitragen, Reaktorprojekte auf Kurs zu halten. Das Abfallmaterial enthält Uran mit mindestens 0,25 % Uran-235, das GLE auf etwa 0,7 % anreichern will, was der Konzentration von natürlichem abgebautem Uran entspricht.

GLE hat einen Vertrag mit dem US-Energieministerium zur Wiederaufbereitung von bis zu 200.000 Tonnen dieses Materials. Die Laseranreicherungstechnologie des Unternehmens ist klassifiziert, aber sie beruht auf Lasern, die Uran-235-Moleküle selektiv anregen, um sie leichter trennen zu können. Im Gegensatz zu Zentrifugen, die Material drehen, um Isotope zu trennen, verwendet die Laseranreicherung präzise Wellenlängen, um bestimmte Isotope zu targetieren. GLEs CEO Stephen Long sagt, dass eine Anlage in voller Größe weniger als tausend Lasereinheiten benötigen würde, verglichen mit Tausenden von Zentrifugen für eine ähnliche Leistung.

Das Interesse an der Laseranreicherung ist gestiegen, da Laser stabiler und zuverlässiger geworden sind. Ein wichtiger Treiber ist die geopolitische Verschiebung nach der russischen Invasion in der Ukraine. Russland hat historisch den Markt für Urananreicherung dominiert, aber westliche Länder haben begonnen, russische Importe zu beschränken, was Chancen für neue Technologien schafft. Charles Forsberg, ein Nuklearwissenschaftler am MIT, stellt fest, dass im Westen niemand neue Anreicherungsanlagen gebaut hat, solange das russische Angebot reichlich war, aber der Ukrainekrieg hat das geändert.

Ein weiteres Unternehmen, LIS Technologies, gegründet 2023, verfolgt ebenfalls die Laseranreicherung. Es hat ein 200 Hektar großes Gelände in Oak Ridge, Tennessee, gekauft und befindet sich in Vorgesprächen mit der US-amerikanischen Atomaufsichtsbehörde. LIS plant, natürliches Uran auf etwa 5 % Uran-235 für konventionelle Reaktoren anzureichern, mit zukünftigen Plänen für höhere Konzentrationen für fortschrittliche Reaktoren. GLE konzentriert sich derweil zunächst auf die Wiederaufbereitung von Abfällen, bevor es zu frischem Material übergeht.

Nächste Schritte für GLE sind die Hochskalierung der Technologie und die Erfüllung des Wiederaufbereitungsvertrags. Der Ansatz des Unternehmens könnte die Abhängigkeit von abgebautem Uran verringern und eine heimische Brennstoffquelle bieten. Da die Nachfrage nach angereichertem Uran steigt und das russische Angebot zurückgeht, könnte die Laseranreicherung eine größere Rolle auf dem Markt für Kernbrennstoff spielen.