26.02.2017 – /aktualisiert 03.03.17/Eigenartikel

Fast täglich liest man von vorgeblichen Mängeln am belgischen Pannen-AKW Tihange nahe der deutschen Grenze an der Stadt Aachen/NRW. Panische und hysterische Bürger in dieser Region fordern die sofortige Abschaltung dieses belgischen AKW. Sie übersehen hierbei, dass man ein Atomkraftwerk nicht einfach abschalten kann wie eine Maschine, an der der Aus-Knopf gedrückt wird. Ein Atomkraftwerk, dessen Leistung heruntergefahren wurde und nicht mehr am Netz hängt, produziert zwar keine Energie mehr mit seinen Turbinen, sondern Abwärme aus dem Reaktor, der für alle Zeiten gekühlt werden muss, damit es nicht zu einem Super-Gau gelangt. Die Gefahr eines Kühlmittelausfalls besteht also auch nach einer „Abschaltung“ weiterhin.

Ist Tihange gefährlich?

Diese Frage ist nicht mit Ja oder Nein zu beantworten. Zunächst einmal geht von einem jeden betriebsbereiten AKW eine potentielle Gefahr aus. Selbst ein perfekt gewartetes AKW kann zu einer plötzlichen Gefahr werden, indem der Strom für die Kühlmittelpumpen ausfällt, die das Kühlwasser zum Reaktor transportieren und auch sämtliche Notsysteme ausfallen. Hierdurch verdampft das Restwasser im Reaktor und die Brennstäbe überhitzen sich. Die Frage sollte heißen, was denn genau an Tihange gefährlich ist.

Zunächst: Wie funktioniert ein Standard-Atomkraftwerk?

Hier gehen wir einfach und schnell die Funktionsweise durch, ohne technisch zu werden.

In einem Betongebäude wird ein Reaktorkern mit zahlreichen Brennstäben eingeschlossen, die durch Wirken Wärme und Strahlung freisetzen. Von Bedeutung ist hier die Wärmeabgabe. Die Wärmeabstrahlung der Brennstäbe kann kritisch werden, so dass die Brennstäbe ständig ausreichend mittels Wasser gekühlt werden müssen. Diese Kühlung ist ein geschlossenes Rohrsystem. Aus einem Behälter wird mit Pumpen kühles Wasser durch den Reaktorkern geleitet und innerhalb des Betongebäudes mit einem ebenso geschlossenen Wärmeaustausch-System gekühlt. Wir unterscheiden demnach zwei Rohrsysteme zur Kühlung. Einem System im Reaktor und einem System, wo aus einem Fluss Rohwasser gefördert wird, um das Reaktorkühlwasser  abzukühlen.

Es wird jederzeit sichergestellt, dass kein radioaktives Reaktorwasser in das Frischwasser-System gelangen kann, denn die Röhren sind voneinander getrennt. Redundante Ersatzsystem zur Reaktorkühlung sorgen dafür, dass jederzeit eine Notkühlung des Reaktors gewährleistet ist.

Der Reaktor erzeugt Dampf, indem Wasser erhitzt wird  und durch ein weiteres abgeschlossenes Rohrsystem zu Turbinen zwecks Stromerzeugung geleitet wird. Dieser Dampf wird sodann Kühltürmen zugeführt, indem der Dampf zu Wasser kondensiert und erneut zur Dampferzeugung dem Wärmesystem zugeführt wird.

Wie gesagt, eine stark vereinfachte Darstellung eines AKW.

GAU

Verschiedene Sicherheitssysteme gewährleisten, dass der Normalbetrieb eines Atomkraftwerkes störungsfrei abläuft. Hauptsysteme, wie die Reaktorkühlung, sind mehrfach ausgelegt, so dass jederzeit eine ausreichende Reaktorkühlung gewährleistet sein sollte. Sollte, ist die wichtige Einschränkung. Sie werden es nicht glauben, doch ein stromerzeugendes Atomkraftwerk benötigt paradoxerweise selbst Außen-Strom für seine Kühlwasserpumpen! Das bedeutet, das AKW hängt am öffentlichen Stromnetz um einerseits seinen erzeugten Strom hierin einzuspeisen, jedoch andererseits für seine Kühlsysteme, insbesondere den Pumpen und den Notstrom-System, Strom zu beziehen. Nun gut.

Fällt der öffentliche Strombezug weg, fallen die Kühlmittelpumpen aus. Kühles Wasser zur Reaktorkühlung wird nicht mehr zirkuliert, der Reaktor läuft heiß. Notstromaggregate springen jetzt ein und befördern das Kühlwasser. Durch ein RESA wird der gesamte Reaktor vom Netz automatisch getrennt, so dass lediglich die Restwärme der Brennstäbe gekǘhlt wird.

Wegfall des öffentlichen Strombezuges

Ein Stromausfall im Stromnetz verursacht einen Ausfall des Betriebes der Kühlmittelpumpen. Sofort fahren nach wenigen Sekunden die Notstromgeneratoren an und versorgen die Kühlmittelpumpen mit Energie, um eine Reaktorkühlung bis zur Versorgung mit öffentlichen Strom zu gewährleisten.

Der Reaktor wird mittels Sofortabschaltung (RESA) auf Notkühlung heruntergeschaltet, so dass lediglich die Eigenwärme gekühlt werden muss. Nach Anspringen der öffentlichen Energieversorgung und Eintritt des Reaktornormalbetriebes wird der Reaktor stufenweise hochgefahren, um genügend Wärme zur Dampferzeugung zu produzieren, damit die Turbinen schrittweise angefahren werden können.

Gehen wir einen Schritt weiter: 

Unglücklicherweise springen die Notstromaggregate nicht an.

Auch für einen solchen Notfall existieren Notkühlmittel. Da das Kühlwasser nicht mehr transportiert wird, erhitzt sich der Reaktorkern und das im Druckbehälter gebliebene Wasser verdampft sehr schnell. Dieser Dampf wird zu einem autarken Notkühlbehälter geleitet, im Behälter abgekühlt und als Wasser in den Druckbehälter zurückgeführt. Gleichzeitig wird aus dem Behälter kühles Wasser in den Druckbehälter zwecks Kühlung geleitet. Es wird hierbei davon ausgegangen, dass der Normalbetrieb baldigst wiederhergestellt  und der Reaktorkern auf normale Art und Weise gekühlt würde. Wir erinnern uns, dass der Reaktor durch RESA in einem Notmodus geschaltet wurde, so dass nur die Restwärmeabstrahlung der Brennstäbe gekühlt werden muss.

Gehen wir noch einen Schritt weiter:

Durch unglückliche Umstände kann kein Kühlwasser herbeigeschafft werden bzw. die Stromerzeugung von außen fällt gänzlich aus.

Nun, jetzt haben wir ein katastrophales Problem der Kühlung.

Der Dampf, der durch den Kühlbehälter zu Wasser kondensiert wird, erhitzt sich natürlich weiter, solange, bis nur noch heißer Dampf im Reaktordruckbehälter existiert und die Brennstäbe mangels Wasser freigelegt werden. Wir erinnern uns, dass der Reaktordruckbehälter, der den Reaktorkern als dicker und dichter Stahlmantel umschließt, im Betongehäuse umschlossen wird.

Der Dampf erzeugt im Druckbehälter einen enormen Druck; um nicht zu zerbersten, wird der Dampfdruck automatisch in den Betonbehälter entlastet. Die Hitze im Reaktorkern steigt hierbei weiter. Der Druck wird solange im Betongehäuse entlastet;

  • bis im Reaktorkern kein Wasser mehr existiert und die Brennstäbe gänzlich freigelegt werden und ferner,
  • bis im Betongehäuse ein derartiger Druck herrscht, dass der Betonmantel zu zerbersten droht;
  • bis an der Decke des Betongehäuses explosives Knallgas anfällt.

Können die Kühlmittelpumpen jetzt nicht angeworfen und Wasser in den Reaktorkern transportiert werden, haben wir drei gefährliche Probleme. Die Brennstäbe liegen frei und drohen zu erweichen.

Der Dampfdruck im Betongehäuse steigt gefährlich an und muss in die Umwelt entlastet werden. Hierbei wird über einen großen Schornstein radioaktives Gas und Dampf  in die Umwelt entlassen.

An der Decke des Betongehäuses sammelt sich Knallgas und droht zu explodieren. Dies muss unbedingt verhindert werden, da durch die Explosion auch der Druckbehälter irreparabel beschädigt und die überhitzten Brennstäbe der Umwelt freiliegen würden.

Wir müssen daher sowohl das Knallgas als auch den radioaktiven Dampf in die Umwelt entlassen, um den Druck zu entlasten.

Wird der Reaktorkern wieder mit Kühlwasser versorgt, kann der Reaktorkern gekühlt werden und der anfallende Dampf im Kühlmittelbehälter abgeleitet werden, worin er wieder zu Wasser kondensiert. Die Einleitung muss sehr vorsichtig geschehen, da die enorme Dampfentwicklung berücksichtigt werden muss.

Soweit zum herkömmlichen Ereignis bei einem GAU.

Tihange

Das belgische AKW Tihange liegt im wallonischen Ort Huy, einer Stadt bei Lüttich mit knapp 22.000 Einwohner. Das Atomkraftwerk liegt im Ortsteil Tihange dieser Stadt, eingebettet inmitten des Ortes. Das Atomkraftwerk sorgt für Arbeitsplätze in der Region. Belgien, ebenso wie Frankreich, bezieht seinen Strom weitestgehend aus Atomstrom, denn die Erzeugung ist preiswert und die Strompreise sind in beiden Ländern hierdurch sehr niedrig. In beiden Ländern wird ebenso flächendeckend mit Nachtstrom geheizt, die Lieferpreise für Schwachstrom sind erstaunlich niedrig. Atomstrom ist eine Selbstverständlichkeit und die Einwohner beider Länder gehen eher gelassen mit den Gefahren des Atomstromes um.

Tihange ist ein älteres AKW, das in die Jahre gekommen ist und eigentlich ruhend gestellt werden sollte. Der Betreiber legte dieses AKW jedoch 2011 erneut ans Stromnetz.

Bei Tinhange wurden unter anderem Haarrisse im Reaktorbehälter festgestellt. Es gab noch weitere meldepflichtige Ereignisse in der Vergangenheit. Doch was ist das Problem bei Tihange, wovor haben die Einwohner von Aachen eigentlich Angst?

Wir lasen oben, dass bei einem Kühlmittelausfall in einem Atomkraftwerk die Notkühlung anspringt. Können die Notstromaggregate nicht anspringen, wird der heiße Dampf in einem Kühlbehälter geleitet, dort zu Wasser kondensiert. Jedoch gelangt aus diesem Behälter kühles Wasser in den überhitzten Reaktor. 

Bei einem „jungen“ Druckbehälter bzw. Reaktorkern tritt ein thermischer Schock ein, wenn in einem heißen Stahlbehälter kühles Wasser geleitet wird. Sie kennen das sicherlich, wenn Sie einen Wasserkessel erhitzen und zuvor vergaßen, zuvor Wasser einzufüllen. Der Kessel wird heißer und heißer. Durch den Kälteschock dehnt sich der Stahl aus und erkaltet. Dieser junge Reaktorkern verträgt diesen Schock.

Anders bei einem Reaktorkern  mit zahlreichen Betriebsjahren wie Tihange.

Durch den thermischen Schock entstehen feinste Risse im Druckbehälter, da der alte Stahlmantel überdehnt wird und bereits in den Vorjahren thermisch beansprucht wurde. Der Stahlmantel kann bersten, der heiße, radioaktive Dampf gelangt in den Betonkörper und erzeugt dort einen gigantischen Dampfdruck sowie Knallgas, der zum Schutz automatisch in die Umwelt entlassen würde. Eine radioaktive Wolke entsteht und wird durch die Atomsphäre verweht, wobei es sich hierbei in dieser Erzählung noch um einen beherrschbaren GAU handelt.

Stellen Sie sich vor, durch den thermischen Schock wird die gesamte Stahlummantelung des Druckbehälters zerberstet und der heiße Dampf erzeugt im Betonmantel einen derartigen Druck, dass das gesamte Dach gesprengt wird und die Dampfwolke in die Umwelt entlastet würde. Wir haben einen SUPER-GAU, da nun die überhitzten Brennstäbe in der Atmosphäre freiliegen.

Dies ist die Gefahr bei Tihange, dass bei einem Kühlmittel-GAU Haarrisse im Druckbehälter entstehen und durch eine Dampfexplosion die radioaktiven Brennstäbe freiliegen.

Radioaktive Wolke

Diese Wolke würde sowohl über Belgien als auch Deutschland, insbesondere in der Städteregion Aachen hinwegziehen, über Städte wie Aachen, Düren, Köln und Düsseldorf an der äußersten Grenze.

gautihange

Ich schätze, dass hierbei über zwei Millionen Menschen nach dem Super-GAU evakuiert werden müssten; doch wohin? Denn die Wolke zieht weiter Richtung Osten.

Einschätzung

Ist das Atomkraftwerk Tihange eine Gefahr? Nun, im Normalbetrieb  obliegen die Gefahren eines alten Atomkraftwerk mit seinen Sicherheitsmängeln. Im GAU obliegt die größte Gefahr. Im Falle einer Notkühlung besteht die Gefahr eines thermischen Schockes, das die Entweichung einer radioaktiven Dampfwolke beinhaltet.

Ich würde sagen, dass Tihange umfassend gewartet und erneuert gehört!

Erst wenn sämtliche Mängel behoben würden, gehört dieses Atomkraftwerk wieder ans Stromnetz!


Quelle: sicherheitsnachweise_reaktordruckbehaelter_belgien_bf
http://www.aachener-zeitung.de/dossier/tihange/studie-tihange-ist-eine-gefahr-fuer-das-ganze-rheinland-1.1477995
http://www.aachener-zeitung.de/lokales/region/reaktor-in-tihange-nach-explosion-abgeschaltet-1.970284
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