USA bauen Mega-Fabrik für TRISO-Brennstoff

In Tennessee soll einer der weltweit größten Standorte für modernen Kernbrennstoff entstehen. Der geplante Campus könnte genug TRISO-Brennstoff für rund 55 neue Reaktoren liefern. Zusammen kämen sie auf fast 4,5 Gigawatt Leistung. Laut Betreiber reicht das rechnerisch für etwa 3,3 Millionen US-Haushalte.

Hinter dem Projekt steht TRISO-X, eine Tochter des Reaktorentwicklers X-energy. Der Bundesstaat Tennessee unterstützt den Ausbau mit elf Millionen Dollar, umgerechnet rund 9,5 Millionen Euro. Geplant sind zwei Fabriken und ein eigenes Forschungslabor. Mehr als 1.000 dauerhafte Arbeitsplätze sollen entstehen.

TRISO-Brennstoff soll erstmals in großer Serie entstehen

In den meisten heutigen Atomkraftwerken besteht der Brennstoff aus kleinen Keramiktabletten mit Uranoxid. Die Pellets werden übereinandergestapelt und in lange Metallrohre geschoben. Mehrere dieser Brennstäbe bilden ein Brennelement, das im Reaktorkern Wärme erzeugt.

TRISO-Brennstoff sieht völlig anders aus. Im Inneren sitzt ein winziger uranhaltiger Kern. Mehrere Schichten aus Kohlenstoff und hitzefester Keramik umschließen ihn. Viele dieser Partikel werden später in Graphit eingebettet und zu Brennstoffelementen für einen Hochtemperaturreaktor geformt.

Winzige Schutzschichten müssen äußerst präzise sitzen

Das Material selbst ist nicht neu. TRISO-Brennstoff wird seit Jahrzehnten erforscht und erprobt. Außergewöhnlich ist die geplante Größenordnung. Bislang stellte X-energy solche Partikel vor allem in Pilotanlagen und kleinen Mengen für Entwicklung, Tests und Zulassungsverfahren her.

Für den kommerziellen Betrieb von Dutzenden Reaktoren reicht eine solche Fertigung nicht aus. Millionen Brennstoffpartikel müssen schnell, gleichmäßig und nahezu fehlerfrei beschichtet werden. Schon geringe Abweichungen bei Dicke oder Dichte der Schutzschichten können die Qualität beeinflussen. Deshalb soll die Produktion stärker automatisiert werden.

Zweite Fabrik soll die Kapazität kräftig erhöhen

Die erste Anlage trägt den Namen TX-1 und befindet sich bereits im Bau. Nach Angaben des Unternehmens soll sie die erste eigens für die kommerzielle TRISO-Produktion errichtete Fabrik der USA werden. TRISO-X entwickelt sie gemeinsam mit dem US-Energieministerium.

Später soll TX-2 folgen. Diese zweite Fabrik ist größer geplant und soll deutlich mehr Brennstoff liefern. Erfahrungen aus TX-1 sollen in ihre Produktionslinien einfließen. Wann der Bau beginnt, ist noch offen. Auch die endgültige Größe und die Investitionssumme nennt X-energy bislang nicht.

Eigenes Labor soll die Herstellung laufend verbessern

Als dritter Teil ist TX-L vorgesehen. In diesem Labor sollen Fachleute neue Brennstoffvarianten entwickeln, Materialien prüfen und die Fertigung verbessern. Alle drei Anlagen sind am Horizon Center in Oak Ridge geplant. Das Gelände liegt neben der ersten Fabrik.

„Oak Ridge steht an der Spitze der amerikanischen Energieunabhängigkeit und der modernen Forschung“, erklärte Tennessees Gouverneur Bill Lee. Der Ausbau schaffe mehr als 1.000 hochwertige Arbeitsplätze und stärke Tennessee als Standort der Nuklearindustrie.

Der neue Brennstoff ist für kleine Reaktoren gedacht

X-energy entwickelt den TRISO-Brennstoff vor allem für den Xe-100. Der gasgekühlte Hochtemperaturreaktor soll 80 Megawatt elektrische Leistung liefern. Vier Module lassen sich zu einem Kraftwerksblock mit 320 Megawatt verbinden. Solche kleineren, modular aufgebauten Anlagen heißen Small Modular Reactors, kurz SMR.

Die Brennstoffpartikel sollen hohe Temperaturen aushalten und radioaktive Spaltprodukte in ihren Schichten einschließen. Beim Xe-100 übernimmt Helium den Wärmetransport. Der Reaktor arbeitet damit anders als heutige Druckwasserreaktoren, die Wasser als Kühlmittel verwenden.

Die USA bauen eine eigene Brennstoffkette auf

Viele neue US-Reaktoren benötigen sogenanntes HALEU. Dieses niedrig angereicherte Uran enthält laut US-Energieministerium zwischen fünf und knapp 20 Prozent des spaltbaren Isotops Uran-235. Bei Brennstoffen für herkömmliche Reaktoren liegt der Anteil meist nur zwischen drei und fünf Prozent. Die höhere Anreicherung ermöglicht kompaktere Reaktoren, längere Betriebszyklen und eine bessere Ausnutzung des Brennstoffs.

Bislang fehlte den USA jedoch eine breite kommerzielle Lieferkette für diesen Brennstoff. Das Land war bei der Urananreicherung über Jahre stark auf ausländische Anbieter angewiesen. Nach Angaben des US-Energieministeriums stammten zeitweise 20 bis 25 Prozent des in die USA eingeführten angereicherten Urans aus Russland. Eine kommerzielle Produktion von HALEU gab es in den USA lange nicht.

TRISO-X soll einen Teil dieser Lücke schließen und HALEU zu Kernbrennstoff weiterverarbeiten. Die US-Atomaufsicht NRC erteilte dem Unternehmen im Februar 2026 eine Betriebsgenehmigung für 40 Jahre. Sie gilt für TX-1 und die geplante zweite Fabrik.

Bestrahlungstests laufen seit 2025

Die Vorarbeiten in Oak Ridge begannen bereits 2016. Damals richteten X-energy und TRISO-X am Oak Ridge National Laboratory eine Pilotanlage ein. Dort passten Ingenieure bekannte Herstellungsverfahren an größere Produktionsmengen an.

Seit 2025 wird TRISO-X-Brennstoff im Advanced Test Reactor des Idaho National Laboratory bestrahlt. Die Tests sollen ihn für den Xe-100 qualifizieren und seine Belastungsgrenzen prüfen. „Wir sind stolz darauf, die Tradition von Oak Ridge mit der anhaltenden Unterstützung des Bundesstaates Tennessee fortzuführen“, sagte TRISO-X-Präsident Joel Duling.

Kurz zusammengefasst:

In Tennessee soll ein großer Produktionscampus entstehen, der TRISO-Brennstoff für rund 55 Xe-100-Reaktoren mit zusammen fast 4,5 Gigawatt Leistung liefern könnte.
TRISO-Brennstoff besteht aus winzigen uranhaltigen Kernen mit mehreren Schutzschichten aus Kohlenstoff und Keramik; die industrielle Herausforderung liegt in ihrer gleichmäßigen, nahezu fehlerfreien Massenfertigung.
Mit zwei Fabriken und einem Forschungslabor wollen die USA eine eigene Lieferkette für HALEU und modernen Kernbrennstoff aufbauen und ihre Abhängigkeit von ausländischen Anbietern verringern.

Übrigens: Während die USA neue Reaktoren mit TRISO-Brennstoff versorgen wollen, arbeiten Forscher bereits an einer anderen Nutzung radioaktiver Materialien: Atommüll soll Drohnen und Satelliten jahrzehntelang mit Strom versorgen. Wie Strontium-90 zur langlebigen Energiequelle werden könnte, mehr dazu in unserem Artikel.