Regierungen weltweit wetteifern darum, kleine modulare Reaktoren (SMR) als Teil ihrer Pläne für eine Kernenergie-Renaissance zu entwickeln, und in den letzten Jahren wurden bedeutende Fortschritte erzielt. Dabei scheinen die Vereinigten Staaten bei der Entwicklung von Kernenergie-Mikroreaktoren führend zu sein, nachdem die US-Armee kürzlich eine umfangreiche Investition in diese Technologie angekündigt hat.

SMR sind fortschrittliche Kernreaktoren mit einer Leistung von bis zu 300 MW(e) pro Einheit – etwa ein Drittel der Erzeugungskapazität eines konventionellen Kernreaktors. Da sie deutlich kleiner als herkömmliche Kraftwerke und modular aufgebaut sind, können sie in Fabriken gefertigt und zum Einsatzort transportiert werden. Ihre geringere Größe ermöglicht die Installation an Standorten, die für größere Reaktoren ungeeignet sind, und sie sind erheblich günstiger und schneller zu bauen als konventionelle Kernkraftwerke. Zudem können SMR schrittweise erweitert werden, um einen steigenden Energiebedarf an einem Standort abzudecken.

Ein Mikroreaktor ist noch kleiner als ein SMR. In den Vereinigten Staaten befinden sich derzeit verschiedene Designs in Entwicklung, mit dem Ziel, die ersten Versionen innerhalb des nächsten Jahrzehnts in Betrieb zu nehmen. Diese kompakten Kernreaktoren werden so klein sein, dass sie per LKW, Schiff oder Flugzeug transportiert werden können, und könnten erhebliche Mengen sauberer Energie direkt an einen Standort liefern – eine Eigenschaft, die insbesondere für ländliche Gegenden ohne Anschluss an das Hauptstromnetz nützlich ist.

Wie SMR werden auch Mikroreaktoren in Fabriken produziert und montiert, bevor sie zu einer Vielzahl von Standorten transportiert werden, was die Kapitalkosten senkt und die Produktion beschleunigt. Sie sollen über ein einfaches, reaktionsfähiges Design verfügen, das eine Selbstregulierung ohne viele spezialisierte Bediener ermöglicht, und mit Sicherheitssystemen ausgestattet sein, die Überhitzung oder eine Kernschmelze verhindern sollen.

Die meisten Mikroreaktor-Designs zielen derzeit auf 1 MW bis 20 MW thermische Energie ab, die direkt zur Wärmeversorgung genutzt oder in sauberen Strom umgewandelt werden kann. Sie werden mit einer höheren Konzentration an Uran-235 betrieben als in konventionellen Reaktoren üblich und können in Mikronetze neben erneuerbaren Energiequellen eingebunden werden. Mögliche Anwendungen umfassen die Katastrophenhilfe nach Naturkatastrophen. Darüber hinaus sollen Mikroreaktoren bis zu 10 Jahre ohne Betankung betrieben werden können und sich schnell von Standorten entfernen und durch neue Einheiten ersetzen lassen.

In den Vereinigten Staaten unterstützt das Energieministerium (DoE) eine Vielzahl fortschrittlicher Reaktordesigns – im Einklang mit der Unterstützung einer Kernenergie-Renaissance durch Präsident Trump. Trump hat sich für ein breites Spektrum kerntechnischer Technologien ausgesprochen – von konventionellen Kernkraftwerken über SMR bis hin zu Mikroreaktoren – mit dem Ziel, die Kernenergieproduktion in den USA bis 2050 zu vervierfachen. Der Vorstoß entspricht auch der steigenden Stromnachfrage, da die rasche Expansion von KI-Rechenzentren das Interesse an verlässlichen, rund um die Uhr verfügbaren sauberen Energiequellen verstärkt hat, die fluktuierende erneuerbare Energien ergänzen können.

Im Juli gab das in Texas ansässige Unternehmen Aalo bekannt, dass sein Critical Test Reactor (CTR) die Kritikalität erreicht hat – den Punkt, an dem ein Kernreaktor eine kontrollierte, sich selbst erhaltende Kettenreaktion aufrechterhalten kann. „Unser CTR ging vom ersten Spatenstich zu einer anhaltenden Kettenreaktion in weniger als acht Monaten über – einer der schnellsten Reaktorbauten seit 80 Jahren – und unser Unternehmen hat in weniger als drei Jahren von der Gründung zur Kernspaltung geführt“, erklärte Aalo in einer Mitteilung. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Produktion von 10-MWe-Reaktoren für den Einsatz in 50-MWe-Aalo-Pods zur Versorgung von KI-Rechenzentren.

Neben der Entwicklung in der Privatwirtschaft hat die US-Armee in den letzten Jahren die Führung bei der Mikroreaktor-Entwicklung übernommen – infolge von Trumps Executive Order 14299 zur Einsatzbringung fortschrittlicher Reaktortechnologien für die nationale Sicherheit, die die Armee zur Leitbehörde für militärische Kernenergievorhaben machte. Die Anweisung verlangte von der Armee die Schaffung eines offiziellen Programms mit einer Frist bis zum 30. September 2028 für einen operationellen Reaktor auf einer inländischen Militäranlage. Das Vorhaben baut auf früheren Arbeiten des Verteidigungsministeriums in diesem Bereich auf, darunter das Mikroreaktor-Programm Project Pele des Pentagons, und spiegelt die seit langem bestehende Sorge des Militärs wider, dass viele Stützpunkte vom zivilen Stromnetz abhängen und kritische Einrichtungen dadurch von Ausfällen bedroht sind.

Im August kündigte die US-Armee an, bis zu 2,2 Milliarden Dollar an fünf Unternehmen zu vergeben, um Mikroreaktoren der neuen Generation auf Militärstützpunkten in den gesamten Vereinigten Staaten zu errichten. Die Einsatzbringung dieser Reaktoren wird durch die bundesweite Lockerung von Vorschriften für innovative Reaktordesigns unterstützt – Teil einer umfassenderen Reform des Lizenzierungsrahmens der Nuclear Regulatory Commission für fortschrittliche Reaktoren, mit der Genehmigungsverfahren verkürzt werden sollen.

Die Armee wird Antares Nuclear am Fort Bragg in North Carolina, BWX Technologies am Fort Campbell in Kentucky, General Atomics am Fort Hood in Texas, Radiant Industries am Fort Benning in Georgia und Westinghouse Government Services am Fort Drum in New York finanzieren – mit dem Ziel, bis zum dritten Quartal 2028 mindestens einen Mikroreaktor zu installieren. Von den ausgewählten Unternehmen wird erwartet, dass sie Milliarden an privaten Investitionen einwerben, um ihre Entwicklungsarbeiten zu unterstützen.

Jeff Waksman, der stellvertretende Hauptgeschäftsführer im Rang eines Staatssekretärs der Armee für Liegenschaften, Energie und Umwelt, erklärte: „Wir glauben, dass dies die Speerspitze sein wird – nicht nur für Mikroreaktoren, sondern für alle fortschrittlichen Reaktoren in den Vereinigten Staaten… In letzter Zeit sind viele Mikroreaktor-Unternehmen entstanden, aber wir müssen ihnen über den Berg helfen.“

Während sich die öffentliche Debatte weitgehend auf die SMR-Entwicklung konzentriert hat, investieren die Vereinigten Staaten auch stark in den Bau von Mikroreaktoren und streben an, die ersten Reaktoren innerhalb der nächsten zwei Jahre in Betrieb zu nehmen. Ob die fünf ausgewählten Anbieter die Frist für 2028 einhalten können – und wie ihre Leistung auf Militärstützpunkten die spätere kommerzielle Lizenzierung prägt – wird im weiteren Verlauf des Programms aufmerksam verfolgt werden. Finanzierungen des DoE in Verbindung mit unterstützenden nationalen Politiken und Vorschriften dürften die Entwicklung in den kommenden Jahren rasch voranbringen.

Von Felicity Bradstock für Oilprice.com