Nr. 18/2017 vom 04.05.2017

Die Befindlichkeit der Brennstäbe

Letzte Woche hat das AKW Leibstadt die Bevölkerung über die Schäden an den Brennstäben informiert. Man habe sie nicht früher entdeckt, weil man früher nicht hingeschaut habe.

Von Susan Boos (Text) und Florian Bachmann (Foto)

Blick ins Reaktormodell des Infozentrums des AKW Leibstadt («Erlebniswelt Kernkraft»). Nicht zu sehen: Oxidationsschäden an den Brennstäben.

Das Interesse ist gross. Der Saal im Besucherpavillon des Atomkraftwerks Leibstadt ist voll besetzt. Die Leitung der Kernkraftwerk Leibstadt AG (KKL) hat die Bevölkerung aus der Umgebung zu einem Vortrag eingeladen, Thema: «Oxidationen an den Brennelementen – Wissen schafft Vertrauen».

Dahinter steckt eine Geschichte, die im letzten Herbst für Aufregung gesorgt hat. In einer KKL-Medienmitteilung hiess es damals lapidar, man habe an Brennstäben «lokale Verfärbungen» gefunden. Das Werk stand danach wochenlang still und durfte erst im Februar wieder angefahren werden.

Worauf Greenpeace protestierte: Das sei fahrlässig, weil das Ausmass des Problems einzigartig und die Ursache nicht bekannt sei.

An diesem Abend will nun die Kraftwerksleitung der Bevölkerung erklären, was genau los ist. Zuerst gibt es eine allgemeine Einführung: Im Leibstadt-Reaktor befinden sich 648 Brennelemente. In jedem stecken 96 sogenannte Brennstäbe. Das sind lange Metallrohre, in die der Uranbrennstoff eingefüllt ist. Die Brennelemente stehen im Reaktorbehälter, der wie ein Kochtopf mit Deckel funktioniert. Die Brennstäbe mit dem Uran müssen – wie Pasta – ständig mit Wasser bedeckt sein. Wenn sie trockengelegt würden, begänne unweigerlich die Kernschmelze.

Mit sogenannten Steuerstäben wird dafür gesorgt, dass das Uran kontrolliert gespalten wird. Durch die Kernspaltung entsteht Wärme, das Wasser im Topf beginnt zu kochen. Oben im Topf bildet sich Dampf, der über ein Rohr auf eine Turbine geführt wird. Die Turbine treibt einen Generator an – und so entsteht letztlich Strom.

Nach der Einführung tritt Johannis Nöggerath vors Publikum, der Abteilungsleiter Support, Sicherheit und Technik, und versucht, die Probleme auseinanderzudröseln: Bei der letzten Revision habe man entdeckt, dass über 200 der Brennstäbe beschädigt seien. Dass einer dieser Stäbe einen Schaden hat, kann passieren – aber dass gleich so viele gleichzeitig Oxidationsschäden aufweisen, das ist aussergewöhnlich. An manchen Stellen sind laut Nöggerath die Hüllrohre schon bis zu fast fünfzig Prozent durchoxidiert.

Woher kommen die Schäden?

Da stellen sich grundsätzliche Fragen: Wie kommt das? Wie gefährlich ist es? Und was tut die Kraftwerksleitung dagegen?

Nöggeraths Erklärungen vereinfacht zusammengefasst: Man hat ein Problem mit den Blasen im kochenden Wasser. Diese bilden sich offensichtlich direkt an den Brennstäben, sie werden immer grösser und gleiten am Rohr selber hoch. Das Problem ist: Wo eine Blase ist, ist kein Wasser – und wo kein Wasser ist, wird der Brennstab enorm heiss. Das führt dazu, dass das Material des Rohrs an diesen Stellen übermässig oxidiert und dadurch geschwächt wird. In der Fachsprache nennt sich das «Dry-out» und bedeutet, dass der Flüssigkeitsfilm entlang eines Hüllrohrs an gewissen Stellen zeitweilig austrocknet.

Nöggerath sagt, normalerweise liege die Temperatur der Brennstäbe bei 300 Grad Celsius, an den trockenen Stellen könne sie auf 500 bis 700 Grad ansteigen, aber nicht höher. Bei 1200 Grad würde es kritisch, dann ginge der Brennstab ganz kaputt – doch davon sei man unendlich weit weg gewesen. Es bestehe auch keine Gefahr, dass das passiere. Dennoch: Punktuell und kurzfristig liegen gewisse Stellen an den Brennstäben trocken, was nicht sein dürfte. Im ungünstigsten Fall entsteht dadurch im Brennstab ein Loch – wodurch radioaktives Material ins Kühlwasser entweicht, was auch nicht sein darf.

Die wichtigste Gegenmassnahme, die die KKL-Leitung ergriffen hat: Sie hat die Leistung des Reaktors um rund zehn Prozent gesenkt – also die Temperatur gedrosselt, damit es im Kochtopf nicht mehr ganz so heiss wird. Dadurch entsteht weniger Dampf – was dazu führt, dass das AKW auch weniger Strom verkaufen kann.

Dazu muss man wissen, dass das AKW ursprünglich für eine Leistung von 1000 Megawatt (MW) konzipiert worden war. Um die Jahrtausendwende wurde dem AKW aber erlaubt, die Leistung auf 1250 MW zu erhöhen. Diese Leistungserhöhung war damals schon umstritten. Das Öko-Institut Darmstadt schrieb in einem Bericht, die um 14,7 Prozent höhere Leistung erhöhe das Unfallrisiko um 25 bis 30 Prozent. Zudem würden die Sicherheitsreserven markant reduziert, wenn man mehr aus dem Reaktor heraushole.

Inzwischen gehen die Fachleute davon aus, dass die Leistungserhöhung für die Schäden an den Brennstäben mitverantwortlich ist. Nöggerath sagte, die nächsten zwei Jahre würden sie den Reaktor mit verminderter Leistung betreiben. Aber das Ziel sei schon, die Leistung später wieder anzuheben.

Er versicherte dem Publikum, die Schäden an den Brennstäben hätten keinen Einfluss auf die Sicherheit der Anlage gehabt.

In der Fragerunde will eine Frau aus dem Publikum wissen, ob die Schäden wirklich erst im letzten Jahr aufgetreten seien. Nöggerath antwortet, sie hätten auch ältere Brennelemente angeschaut, die bereits im Abklingbecken lägen. Die seien mit einer rehbraunen Schicht überzogen, deshalb sehe man da die Schädigung nicht sofort. Doch als man sie abbürstete, fand man ebenfalls Oxidationsschäden. Nöggerath – sichtlich bemüht, alle Fragen offen zu beantworten – sagte: «Man hat es nicht früher gesehen, weil man vorher nicht hingeschaut hat.»

Ein AKW im Blindflug

Noch weiss die Kraftwerksleitung nicht genau, wie die Schäden entstehen. Fakt ist, dass Leibstadt schon in den neunziger Jahren regelmässig Probleme mit lecken Brennstäben hatte. Jürg Joss von Fokus Anti-Atom hat alte Berichte des Nuklearsicherheitsinspektorats durchgeackert und detaillierte Informationen über frühere Brennstabschäden zusammengetragen (www.fokusantiatom.ch, Stichwort: Leibstadt).

Joss sagt, das Hauptproblem sei, dass radioaktives Material austrete, wenn sich in den Brennstäben Löcher bildeten. Dass dies eine akute Bedrohung für die Bevölkerung darstelle, glaubt er nicht. Er warnt aber davor, dass sich die frei flottierenden radioaktiven Stoffe im Reaktor ablagern: «Der ganze Kreislauf wird zusätzlich verseucht. Wenn das AKW einmal zurückgebaut werden muss, wird das zusätzlich Probleme bereiten. Die Strahlenbelastung wird zwangsläufig höher sein.» Und das AKW werde quasi im Blindflug betrieben, weil nicht vollkommen bekannt sei, wie die Schäden zustande kämen.

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