Es sind richtige Atomreaktoren, sie werden vom Ensi überwacht wie ihre grossen Brüder und unterstehen dem Atomenergiegesetz. Aber die Versuchs- und Ausbildungsreaktoren im Paul-Scherrer-Institut (PSI) Villigen, an der Universität Basel und an der EPFL Lausanne sind kleine, harmlose Winzlinge gegen ihre kommerziell stromproduzierenden grossen Brüder: die «richtigen» Atomkraftwerke.

Der Versuchsreaktor der Uni Basel ist noch der Grösste unter den Zwergen: Er bringt eine maximale Leistung von 2 kW, wird mit rund 2 Kilogramm Uran betrieben, die Brennelemente stehen in 8 Kubikmeter Wasser. Wenn er läuft, erwärmt sich das Wasser um 0,2 Grad in der Stunde. Bei den AKW wird die Leistung in Mega- oder Gigawatt angegeben (1 Gigawatt=1000 Megawatt=1000000 Kilowatt), die Ladung wiegt ein paar Tonnen, und wie stark die Temperaturen im Reaktor steigen können, haben wir in Japan gesehen.

Das Funktionsprinzip ist aber dasselbe: Ziel ist, eine Kettenreaktion in Gang zu bringen. An der Universität Basel braucht es eine Neutronenquelle, um den Prozess in Gang zu bringen. Und dann? Kleiner Crashkurs in Kernphysik: Die Neutronen spalten den Urankern, dabei werden wieder neue Neutronen frei, die neue Urankerne spalten können, und so weiter. Das Isotop Uran 235 zerfällt zum Beispiel in Barium und Krypton und gibt dabei auch noch Energie ab.

Bei der Kernspaltung zuschauen

Kettenreaktion – das klingt gefährlich. Es kommt hier aber doch auf die Grösse an. «Für eine Kernschmelze ist das viel zu wenig Uran», sagt Professor Jürg Jourdan, zuständig für den Versuchsreaktor der Universität Basel. «Und es entsteht so wenig Strahlung, dass man ruhig daneben stehen kann.»

Einen «Nullleistungsreaktor» gar nennt Martin Jermann, Stabchef des PSI, die Anlage in Villigen. Sie erzeugt maximal 1 kW Leistung. Mehr ist gar nicht erwünscht. Der Reaktor erzeugt weder Wärme noch Nachwärme und braucht auch keine Kühlung. «Der Proteus (so heisst das Ding) ist ein Ausbildungsinstrument», sagt Jermann. «Er dient vor allem dazu, die Physik zu verstehen.»

«Proteus» heisst er nach dem alten griechischen Meergott, der verschiedene Gestalten annehmen konnte. «Man kann die Anlage verschieden konfigurieren», erläutert Jermann, «um die Physik verschiedener Geometrien zu untersuchen.» Damit meint er die Anordnung der Brennstäbe, ihren Abstand voneinander, welche Anreicherungsgrade es braucht, um die Reaktion selbstständig zu erhalten – Dinge, die man wissen muss, um die kernphysikalischen Prozesse, die bei Kernreaktoren auftreten, zu verstehen. Man kann auch untersuchen, wie viele Neutronen verschiedene Materialien «einfangen» (absorbieren) können.

Insektizid und Archäologie

Neben der Ausbildung für zukünftige AKW-Operateure und Demonstrationen für Schulklassen wird der Versuchsreaktor in Basel auch für Analysen benutzt. «Man untersucht zum Beispiel, wie hoch die Konzentration des Insektizids Methylbromid in Lebensmittellieferungen ist», sagt Jourdan. Mittels Neutronenbeschuss kann man auch bei keltischen Scherben klären, woher sie stammen und so Aufschlüsse erhalten über prähistorische Handelswege.