AKW-Reaktorkern wieder zerlegen, wieso nicht?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

ich frage mich, warum man AKWs nicht von vornherein so gebaut hat, daß sich der Reaktorkern wieder relativ einfach zerlegen läßt, genauso wie er zusammengebaut wurde. Schließlich ist er irgendwann zusammengesetzt worden und das ging doch auch!

Bevor alles zu heiß wird und es zu einer Kernschmelze kommt müßte es doch möglich sein, die Brennstäbe, die, wenn ich es richtig verstanden habe, ihre Hitze vor allem durch ihre nahe Nachbarschaft bedingt entwickeln, aus dem Kern zu holen, wieder voneinander zu trennen und dadurch die gefährlichen Prozesse unter Kontrolle zu bringen.

Direkt aus dem Reaktor automatisch (oder zur Not über eine „handgetriebene“ Mechanik) in ein Abklingbecken, wo sie genügend Abstand zueinander haben… Wo liegt das Problem?

Gruß
Uwe

p. s.: Antworten bitte in Klassischer Rechtschreibung. Danke.

#2

Hallo,

ich frage mich, warum man AKWs nicht von vornherein so gebaut
hat, daß sich der Reaktorkern wieder relativ einfach zerlegen
läßt, genauso wie er zusammengebaut wurde. Schließlich ist er
irgendwann zusammengesetzt worden und das ging doch auch!

Ein Atomkraftwerk zu bauen dauert etwa 5 Jahre oder oft auch länger. So „einfach“ wird das also nicht zusammengesetzt. Und beim Zusammenbau ist noch nichts radioaktiv. Nach jahrelangem Betrieb ist der Reaktorkern radioaktiv geworden, und allein das macht es schon viel schwerer, das ganze wieder auseinander zu bauen.

Bevor alles zu heiß wird und es zu einer Kernschmelze kommt
müßte es doch möglich sein, die Brennstäbe, die, wenn ich es
richtig verstanden habe, ihre Hitze vor allem durch ihre nahe
Nachbarschaft bedingt entwickeln, aus dem Kern zu holen,
wieder voneinander zu trennen und dadurch die gefährlichen
Prozesse unter Kontrolle zu bringen.

Und was machst du dann mit den Brennstäben außerhalb des Reaktors? Die musst du ja auch dort kühlen. Was soll denn damit gewonnen sein?

Direkt aus dem Reaktor automatisch (oder zur Not über eine
„handgetriebene“ Mechanik) in ein Abklingbecken, wo sie
genügend Abstand zueinander haben… Wo liegt das Problem?

Weil du das Abklingbecken genauso kühlen musst. Auch dort kann es zu einer Kernschmelze kommen, wenn die Kühlung ausfällt. Schau dir doch einfach die Probleme in Fukushima an, die man gerade mit den Abklingbecken hat.

vg,
d.

#3

Hallo,

die Brennstäbe, die, wenn ich es richtig verstanden habe, ihre Hitze
vor allem durch ihre nahe Nachbarschaft bedingt entwickeln,

das trifft in dieser Form nur während einer Kettenreaktion, also im laufenden Betrieb zu. In einem abgeschalteten Reaktor werden eventuelle Neutronen z. B. durch die eingefahrenen Regelstäbe weggefangen – in diesem Sinne sind die einzelnen Teile des Brennelements voneinander getrennt, so dass sie sich gegenseitig nicht mehr mit Neutronen zur Spaltung anregen.

wieder voneinander zu trennen und dadurch die gefährlichen
Prozesse unter Kontrolle zu bringen.

Die Prozesse, die in einem abgeschalteten oder abgebrannten Brennelement für die Wärmeentwicklung sorgen, sind radioaktive Prozesse, die jeglicher Kontrolle im Sinne einer Verzögerung oder Unterbindung entzogen sind. Die Wärme entsteht in gleichem Umfang und muss abgeführt werden, ob Du das Brennelement zerlegst oder nicht.

Sicher, wenn man das Brennelement in zweihundert Teile zerlegen würde und jedes diese Teile in einem unverändert großen Wasserbehälter lagern würde, dann wäre das Kühlproblem wohl gelöst. Aber in Fukushima hatten Sie ja u. U. teilweise nicht genug Wasser für ein Becken.

–
Schöne Grüße
PHvL

#4

Hi,

einer der Sicherheitsmechanismen ist das Ein- und Ausfahren von Brennstäben aus dem Becken. Ein weiterer ist im Einführen von Neutronenabsorbern, wie von den Kollegen beschrieben.

Das Problem beim Zerlegen liegt darin, dass wir es hier mit einem Schwermetall zu tun haben, das sich erhitzt und somit einer Deformation unterliegt. Die Stäbe müssen also so konstruiert sein, dass sie starke thermische Schwankungen aushalten.
Wenn die Stäbe quasi aus vielen kleinen Pellets zusammengesetzt wären, die man nach Belieben evakuieren kann, würden diese wahrscheinlich auseinanderfallen. Steckt man sie in einen Strumpf, erzeugt man eine Gefahrenquelle und die Evakuierung ist dann auch schwer.

Der Lösungsansatz wird ja insofern verfolgt, als dass man versucht, die Stäbe zu trennen durch das Einwerfen von Absorbern. Das Problem wird stets sein: Wenn der Kühlprozess ausfällt, leiden die Absorber gewaltig. Ein AKW produziert ja nicht mal eben so Wärme, sondern 1 GW Leistung, das ist eine gewaltige Hitze.
Die Materialforschung ist da gefragt, es braucht nämlich zweckmäßige Stoffe für den Prozess (Schilderung woanders bitte), die im Notfall dann auch sehr große Schmelzpunkte haben.
Nach aktuellem Stand darf dieser Fall einfach nicht eintreten. Und da kann man nur Wahrscheinlichkeiten auf reihenweisen Ausfall reduzieren. Kernenergie ist insofern immer ein Glücksspiel, weil die gewaltige Leistung durch einen komplizierten Prozess auf die Straße gebracht werden muss. Je mehr Absicherung man einbaut, desto besser. Aber wenn die ausfallen, dann buummm.

#5

Danke! (owT)
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