Experimental Breeder Reactor I

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EBR-I heute - auf dem Parkplatz stehen zwei Prototypen eines nuklearen Flugzeugantriebs

Der Experimental Breeder Reactor I (EBR-I) im Idaho National Laboratory war ein Forschungsreaktor, der als weltweit erster Kernreaktor am 20. Dezember 1951 elektrischen Strom erzeugte und mehrere andere Technologien erstmals umsetzte. Er war bis 1963 in Betrieb, ist heute als National Historic Landmark ausgewiesen und für Besucher zugänglich.

Die Anlage im Süden des US-Bundesstaates Idaho liegt zwischen Idaho Falls und Arco. Die Anlage beherbergte einen Brutreaktor, der zur Demonstration der Stromerzeugung zur Nuklearforschung diente. Die Konstruktion war ab 1946 unter der Leitung von Walter Zinn und unter Beteiligung von Enrico Fermi am Argonne National Laboratory entworfen, 1947 von der Atomic Energy Commission freigegeben und ab 1949 auf einem neuen Testgelände in der Halbwüste Idahos gebaut worden. Der Reaktorkern war austauschbar, die beiden Kühlmittelkreisläufe, Primärkreislauf und Sekundärkreislauf, wurden mit dem flüssigen Metall NaK, einer Legierung aus Natrium und Kalium betrieben. Der Sekundärkreislauf übertrug seine Energie in einem Wärmetauscher auf einen Wasser-Dampf-Kreislauf, der eine konventionelle Kombination aus Turbine und Generator antrieb.

Die vier Glühlampen am 20. Dezember 1951

Im August 1951 scheiterte ein erster Versuch, weil die Brennstoffmenge und -dichte nicht ausreichte, um eine Kritische Masse herzustellen. Im Dezember des selben Jahres konnte nach einem Umbau des Kerns erstmals eine geringe Leistung elektrischer Strom erzeugt werden. Am ersten Tag reichte die Leistung für den Bedarf von vier Glühlampen, ab dem nächsten Tag und bis zur Außerdienststellung erzeugte die Anlage genug Leistung für den Eigenbedarf und diverse Forschungsaufgaben. 1953 konnte im EBR-I erstmals der bis dahin nur theoretisch vorhergesagte Brutprozess nachgewiesen werden.

In seiner Laufzeit wurde der Reaktor mit vier verschiedenen Reaktorkernen betrieben. Der erste bestand aus nur 52 kg hochangereichertem Uran in einer für die damalige Zeit sehr dichten Bauweise. Der Kernbrennstoff der beiden nächsten war angereichertes Uran²³⁵ in Verbindung mit 2% Zirconium. Beim Betrieb des zweiten Kerns kam es 1955 zu einer partiellen Kernschmelze, deren Auswirkungen aber auf den Kern selbst beschränkt blieben. Der letzte Reaktorkern ab November 1962 bestand aus Plutonium, womit der EBR-I als weltweit erster Reaktor elektrischen Strom aus der Spaltung von Plutonium erzeugte.

Der Reaktor wurde im Dezember 1963 stillgelegt und ab 1964 durch den benachbarten Experimental Breeding Reactor II ersetzt. 1966 wurde die Anlage in Anwesenheit von Präsident Lyndon B. Johnson als National Historic Landmark ausgewiesen, seit 1976 – nachdem alle radioaktiven Einbauten entfernt wurden – ist sie im Sommerhalbjahr als Museum für die Öffentlichkeit zugänglich.