In Paducah, Kentucky, lagern tausende Zylinder mit Abfallmaterial einer stillgelegten Urananreicherungsanlage, die erhebliche Mengen Uran enthalten. Das Unternehmen Global Laser Enrichment (GLE) plant, dieses Material mittels einer neuen Lasertechnologie aufzubereiten. Ziel ist es, das alte Material so aufzufrischen, dass es die gleiche Konzentration wie natürlich gewonnenes Uran aufweist und in der Kernbrennstofflieferkette eingesetzt werden kann.
Die Kernenergie liefert derzeit etwa 9 % des weltweiten Stroms. Mit dem Bau neuer Reaktoren, auch der nächsten Generation, durch Großmächte wie die USA und China könnte dieser Anteil steigen. Kostengünstigere Methoden zur Brennstoffgewinnung könnten den Fortschritt dieser Projekte unterstützen.
Urananreicherung: Von Zentrifugen zu Lasern
Natürlich vorkommendes Uran besteht größtenteils aus Uran-238 (über 99 %) und etwa 0,7 % Uran-235. Nur Uran-235 ist spaltbar (fissil), was bedeutet, dass es bei Beschuss mit langsamen, energiearmen Neutronen eine Kettenreaktion aufrechterhalten und so Elektrizität erzeugen kann. Daher nutzen Reaktoren in der Regel Material mit einer höheren Konzentration an Uran-235. Konventionelle Reaktoren verwenden typischerweise schwach angereichertes Uran mit etwa 5 % Uran-235, während einige fortgeschrittene Reaktorkonzepte Brennstoff mit bis zu 20 % Uran-235 nutzen.
Aktuell dominieren Zentrifugen die Urananreicherung. Diese Geräte schleudern uranhaltiges Material extrem schnell, wobei das schwerere Uran-238 nach außen gedrängt wird und das leichtere Uran-235 näher am Zentrum bleibt. Das Material mit der höheren Uran-235-Konzentration wird dann zu Kernbrennstoff verarbeitet.
Die Laseranreicherung nutzt die Tatsache, dass alle Moleküle auf atomarer Ebene je nach Material unterschiedlich schwingen und rotieren. Selbst unterschiedliche Uranisotope haben einzigartige „Fingerabdrücke“. Laser können präzise ein bestimmtes Material, etwa Moleküle mit Uran-235, anvisieren und selektiv anregen. Dies verändert deren Verhalten und erleichtert die Trennung des gewünschten Materials mittels chemischer oder physikalischer Methoden. Die genauen Details der GLE-Technologie sind klassifiziert.
Geopolitische Verschiebungen und neue Chancen
Das Interesse an Laseranreicherung besteht seit Jahrzehnten, doch frühe Lasersysteme waren wartungsintensiv und instabil. Technologische Fortschritte haben sie jedoch attraktiver gemacht. Ein wichtigerer Faktor ist jedoch eine geopolitische Verschiebung: Russland dominierte historisch den Markt für Urananreicherung. Seit Beginn des Ukraine-Krieges haben Länder wie die USA und Großbritannien Schritte unternommen, um Importe von russischem Uran zu beschränken oder zu verbieten. Dies eröffnet neuen Unternehmen die Möglichkeit, Anreicherungsanlagen mit neuen Technologien zu etablieren. Christo Liebenberg, Präsident von LIS Technologies, betont, dass die Nachfrage nach Brennstoff außerhalb Russlands stetig wächst.
Projekte von GLE und LIS Technologies
Global Laser Enrichment (GLE) verfolgt den Ansatz, bestehende Uranabfälle aufzubereiten. Das Unternehmen hat einen Vertrag mit dem US-Energieministerium zur Aufbereitung von Material am Standort Paducah. Die Anlage könnte bis zu 200.000 Tonnen Material verarbeiten, das aus älteren Anreicherungsprozessen stammt und mindestens 0,25 % Uran-235 enthält. GLE reichert dieses Material auf etwa 0,7 % Uran-235 an, was es als Ersatz für frisch abgebautes Uran in die Lieferkette zurückführt. Nima Ashkeboussi von GLE bezeichnet dies als „große Übertage-Uranmine“.
Im Herbst 2025 schloss GLE einen Demonstrationspiloten in seiner Testanlage in Wilmington, North Carolina, ab, bei dem mehrere hundert Kilogramm Uran verarbeitet wurden. Eine neue Demonstration im kommerziellen Maßstab ist in Vorbereitung. Zudem hat GLE eine Lizenz für die geplante Anlage in Paducah bei der US Nuclear Regulatory Commission beantragt.
LIS Technologies, gegründet 2023, plant hingegen, Natururan anzureichern. Das Unternehmen erwarb ein 200 Hektar großes Gelände in Oak Ridge, Tennessee, und befindet sich im Vorantragsverfahren bei der US Nuclear Regulatory Commission. LIS Technologies will Uran zunächst auf etwa 5 % Uran-235 anreichern und später auch höher konzentriertes Material für Reaktoren der nächsten Generation herstellen.
Effizienz und Kostenvorteile
Obwohl jede GLE-Anreicherungseinheit komplexer und teurer ist als eine Zentrifuge, werden deutlich weniger Einheiten benötigt. Eine vergleichbare Zentrifugenanlage würde Tausende von Zentrifugen erfordern, während eine vollwertige GLE-Anlage weniger als tausend Einheiten benötigen würde. Laut Stephen Long, CEO von GLE, werden geringere Anfangsinvestitionen und niedrigere Betriebskosten erwartet, da der Prozess weniger Energie verbraucht als Zentrifugen.
Thema: Technologie / KI allgemein. Quelle/Inspiration: MIT Technology Review.