Nr. 42/2015 vom 15.10.2015

Wie kommen die Löcher da rein?

AtomexpertInnen wissen nur: Etwas stimmt nicht mit den Reaktordruckbehältern im AKW Beznau. Die Betreiberin beschwichtigt. Doch ein Versuch, die Ungefährlichkeit zu belegen, ging tüchtig daneben.

Von Susan Boos

Es sieht vergnüglich aus: das AKW Beznau als Emmentaler. Greenpeace hat die Bildmontage auf ihrer Website aufgeschaltet und will damit «1000 Löcher im Herzen von Beznau I» illustrieren. Der «Tages-Anzeiger» hatte vergangenen Donnerstag entsprechende Aussagen von Insidern zitiert.

Das Bild ist lustig, aber nicht ganz korrekt. Denn auf dem Bild ist das Containment als Käse verpackt, also die Betonhülle, die den Reaktor umgibt. Die Löcher sollen sich aber in der Stahlwand des Reaktordruckbehälters befinden, der tatsächlich das Herz der Anlage darstellt. Und da stellt sich die existenzielle Frage: Wie kommen die Löcher da rein?

Blasen im Stahl

Der Reaktordruckbehälter sieht aus wie ein grosser Wasserboiler und ist in Beznau 10,7 Meter hoch, hat einen Durchmesser von 3,3 Metern, die Wände sind 16,6 Zentimeter dick. In diesem Behälter befinden sich die Brennelemente mit dem Uranbrennstoff. Der Kessel steht unter hohem Druck, das Wasser darin hat etwa 300 Grad. Geht dieser Behälter kaputt, kann nichts die Superkatastrophe aufhalten. An diesem Ding sollte man nicht rumspielen.

Noch am Tag, als die News mit den 1000 Löchern publik wurden, meldete sich die Axpo, die Betreiberin von Beznau: Es gehe nicht um Löcher, man habe aber «Anzeigen». Sicherheitsrelevant seien nicht einzelne «Anzeigen», sondern deren Häufung, sogenannte Cluster. Sie habe schon im Juli kommuniziert, sieben Cluster gefunden zu haben. Das erklärte aber nichts.

Die Geschichte beginnt 2012 in Belgien: Die beiden Reaktoren Doel 3 und Tihange 2 müssen vom Netz, weil man in deren Druckbehältern Risse gefunden hat.

Es ist aber nicht einfach, die Behälter zu untersuchen: Man kann keine Löcher bohren, um Proben zu nehmen; man kann auch die Stahlwand nicht ein bisschen abtragen, um sie nach Rissen zu untersuchen. Das würde den Behälter schwächen und wäre viel zu gefährlich. Also schickt man Ultraschallroboter in den Druckbehälter, der dafür komplett ausgeräumt wird. Auf dem Ultraschallbild sieht man, dass der Stahl gewisse Unregelmässigkeiten aufweist.

In Doel und Tihange kam Electrabel, die Betreiberin der Anlagen, zum Schluss, es handle sich dabei nicht um Risse, sondern um «Flakes». Man könnte sie sich wie Cornflakes vorstellen, die im Stahl entstanden sind, als der Behälter geschmiedet wurde. Das passierte wie folgt: Man nimmt einen runden, glühenden Stahlzylinder, treibt in der Mitte einen grossen Dorn rein und schmiedet den weichen Stahl auseinander, bis ein Ring entsteht, der etwa zwei Meter hoch ist und den gewünschten Durchmesser hat. Mehrere Ringe werden später übereinandergeschweisst. Beim Schmieden sollen Wasserstoffblasen im Stahl geblieben sein, die Blasen wurden platt gedrückt, haben mit dem Metall reagiert und diese Flakes gebildet – also härtere, flache Einschlüsse im Stahl. Ob sich entlang der Flakes auch Risse gebildet haben, wird zurzeit kontrovers diskutiert.

Electrabel argumentiert, diese Flakes seien schon immer da gewesen und deshalb ungefährlich. Die belgische Nuklearkontrollbehörde Fanc war mit der Erklärung von Electrabel zufrieden und erlaubte ihr im Sommer 2013, die beiden Reaktoren wieder hochzufahren.

Vermaledeite Versprödung

Eine Frage blieb aber offen: Welche Auswirkung haben die Flakes auf die Versprödung? Durch die Kernspaltung werden im Reaktor Neutronen freigesetzt, die dem Stahl zusetzen. Stahl ist, wenn er warm wird, elastisch. Durch den Neutronenbeschuss verliert er aber mit den Jahren massiv an Elastizität. Das kann gefährlich werden. Denn bei einer Schnellabschaltung muss man innert kürzester Zeit den Reaktor mit kaltem Wasser fluten. Dieser Kälteschock kann dazu führen, dass der Behälter zerbricht wie Glas – man spricht von einem Sprödbruch. Neuer, gut gemachter Stahl bricht erst bei Minustemperaturen. Bei altem, stark bestrahltem Strahl kann das aber schon bei 90 Grad passieren. Man spricht dabei von der «Sprödbruchtemperatur». Sie ist eine der wichtigsten Grössen, wenn es um die Stilllegung von Reaktoren geht.

In der Schweiz legt die entsprechende Stilllegungsverordnung des Bundes fest, dass ein Reaktor vom Netz genommen werden muss, wenn die «Sprödbruch-Referenztemperatur bei 93 Grad» liegt.

Die Frage ist nun, ob die harten Flocken im Stahl die Versprödung beschleunigen. Weil man nicht einfach ein Stück aus dem Behälter rausschneiden kann, hat sich Electrabel eine Alternative einfallen lassen, um zu beweisen, dass die Flakes ungefährlich sind. Sie nahm ein Stück Stahl von einer ausgemusterten Turbine, die eine ähnliche Flakes-Schädigung aufwies. Man liess es in einem Versuchsreaktor bestrahlen, um eine ähnliche Versprödung zu simulieren. AKW-KritikerInnen rügten, mit dieser Probe lasse sich gar nichts beweisen, weil sie einfach nicht den Druckbehälter repräsentiere. Das Probestück war viel jünger und auch nicht jahrelang Neutronenbeschuss ausgesetzt.

Dann kam der Test – und das völlig unerwartete Ergebnis: Die Versprödung in der Probe mit den Flakes war viel grösser, als alle erwartet hatten.

In der Folge gingen die Anlagen Doel 3 und Tihange 2 vom Netz – bis heute.

Brennstäbe ballerten zu fest

Zurück zu Beznau. Die Anlage stand anfangs – anders als Mühleberg und Leibstadt – nicht im Fokus, weil ihr Druckbehälter nicht in derselben Schmiede wie die belgischen Behälter hergestellt worden war, sondern von der französischen Société des Forges et Ateliers du Creusot (SFAC).

Trotzdem liess das Ensi den Druckbehälter genauer untersuchen. Das Resultat wurde im Juli bekannt: Das Ensi schrieb in einem Brief an ausländische Nuklearbehörden, man habe in Beznau I «Schwachstellen ähnlich wie jene in Belgien in Doel 3 und Tihange 2 festgestellt».

Beznau I nahm vor 46 Jahren den Betrieb auf und ist viel älter als die beiden belgischen Anlagen. Und vor allem hat Beznau I auch ohne Flakes schon ein Versprödungsproblem.

In den ersten Jahren lud man die Brennstäbe so in den Reaktor, wie man möglichst viel Energie rausholen zu können glaubte. In dieser Zeit ballerten die Neutronen wie wild auf den Druckbehälter – womit die Versprödung viel schneller voranschritt. Mit der Zeit begriff man, dass man den Reaktorkern klüger beladen konnte, um den Neutronenbeschuss zu reduzieren und die Versprödung zu verlangsamen.

Als der Reaktor den Betrieb aufnahm, hatte man Reststücke der geschmiedeten Ringe in den Reaktor gehängt, um die Versprödung zu überwachen. Alle paar Jahre konnte man eine dieser sogenannten Voreilproben rausholen und im Labor überprüfen, wie es um den Behälter steht. Sechs solche Proben waren ursprünglich im Reaktor, die letzte wurde in Beznau I vor fünf Jahren rausgeholt.

Im Labor wird unter anderem geprüft, bei welcher Temperatur die Proben brechen. Und danach wird hochgerechnet, wie lange der Behälter noch hält.

Das Druckgefäss von Beznau wurde aus drei geschmiedeten Ringen gebaut. Das Material des einen Rings war von Anfang an nicht so gut, auch unbestrahlt brach der Stahl schon bei ein Grad minus (die Ringe in Block II erst bei zehn Grad minus). Heute weist der besagte Ring eine Sprödbruchtemperatur von 88 Grad auf. Nun haben die Axpo-Leute ausgerechnet, dass er nach sechzig Betriebsjahren bei den magischen 92 Grad angelangt sein wird; ein Grad mehr, und die Anlage müsste stillgelegt werden. Deshalb geht die Axpo heute davon aus, dass sie Beznau I sechzig Jahre am Netz halten kann. Hätte man den Reaktor in den letzten Jahren nicht effizienter beladen, wäre die Sprödbruchtemperatur von 93 Grad schon vor Jahren erreicht gewesen und die Anlage wäre längst vom Netz.

Nun kommen noch die Flakes dazu. Wenn sie den Alterungsprozess beschleunigen, wird die Limite von 93 Grad viel schneller erreicht.

Die Axpo versucht heute zu beweisen, dass die Flakes ihrem Druckbehälter nichts anhaben können. Das Problem ist: Sie haben keine Voreilproben mehr. Die letzte wurde 2011 ins Areva-Prüflabor nach Erlangen geschickt. Dort wurde sie analysiert. Die Axpo will aber nicht sagen, was dabei herausgekommen ist, ob es noch frühere Proben gibt oder ob die schon endgelagert wurden.

Bei Doel und Tihange hat eine internationale Expertengruppe verlangt, dass die Sprödbruch-Referenztemperatur auf 86 Grad gesenkt wird. Würde das für Beznau I gelten, würde der Reaktor nicht mehr ans Netz gehen. Dieser Wert kann heute nicht mehr eingehalten werden.

 

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