atw - Oktober 2018

NucNet  ı  Kamen Krav

Angesichts der steigenden Stromnachfrage hat US-Energieminister Rick Perry bestätigt, dass an einem Plan zum weiteren Betrieb einiger der wichtigsten Kernkraftwerke des Landes gearbeitet wird. Das US-Energieministerium (DOE) untersucht Möglichkeiten zum Weiterbetrieb von Kern- (und Kohle-)Kraftwerken, unter anderem durch die Verpflichtung der Netzbetreiber, Strom von ihnen abzunehmen. In den USA wird die größte Anzahl von Kernkraftwerken der Welt betrieben – 99 Anlagen, die 20 % der gesamten Stromerzeugung liefern –, aber die Führungsrolle der US-Industrie nimmt ab, da die Bemühungen zum Bau einer neuen Generation von Reaktoren von Problemen geplagt sind und ältere Anlagen aufgrund wirtschaftlicher, marktwirtschaftlicher und finanzieller Belastungen stillgelegt wurden oder die Stilllegung geplant ist.

Jonathan Cobb

Ohne Kernenergie gibt es keine nachhaltige Energiezukunft. Um die wachsende Nachfrage nach zuverlässigem, preisgünstigen und umweltschonenden Strom zu decken, müssen alle kohlenstoffarmen Energiequellen im Energiemix genutzt werden. Dazu müssen auch die Kernenergiekapazitäten ausgebaut werden. Das IEA-Harmony-Ziel ist es, bis 2050 25 % des weltweiten Stroms aus Kernenergie im Rahmen eines kohlenstoffarmen Mixes zu liefern. Der World Nuclear Performance Report fasst die aktuellen Fortschritte bei der Erreichung des Harmony-Ziels zusammen. Die Kernenergiebilanz der Welt 2017 ist hervorragend. Die globale Erzeugung erreichte insgesamt 2506 TWh, gegenüber 2477 TWh im Jahr 2016. Die Gesamtnettokapazität der im Jahr 2017 in Betrieb befindlichen Kernenergie betrug 394 GWe, gegenüber 391 GWe im Jahr 2016.

Phil Sgro

Im Jahr 2006 wollten Bill Gates und Nathan Myhrvold einen Weg finden, wie man mithilfe von Technologien den weltweiten Armutsproblemen begegnen kann, indem eine ausreichende, preisgünstige, sichere und zuverlässige Stromversorgung bereitgestellt wird. Sie untersuchten alle verfügbaren technologischen Optionen und entschieden sich für die Kernenergie als den besten Weg für die Zukunft. Im Jahr 2008 wurde TerraPower gegründet, um die Anstrengungen zur Entwicklung neuer Kernenergietechnologien zu forcieren. „Wanderwellenreaktoren“ und „Salzschmelzreaktoren“ gehören zum Entwicklungsportfolio.

Hans-Wilhelm Schiffer

In namhaften Szenarien und Prognosen wird von einem auch künftig steigenden Weltenergieverbrauch ausgegangen. Allerdings unterscheidet sich die erwartete Entwicklung deutlich von den Trends der Vergangenheit. Wesentliche Punkte sind: Die Zuwachsraten im globalen Energieverbrauch fallen deutlich niedriger aus als in den letzten Jahrzehnten. Die erneuerbaren Energien werden am stärksten zur Deckung des Bedarfszuwachses beitragen. Neue Technologien drängen auf den Markt. Die Digitalisierung schreitet voran. Die ökonomischen und geopolitischen Schwerpunkte verschieben sich. Umwelt- und Klimafragen wird ein vergrößertes Gewicht beigemessen. Diese Treiber verändern heute bestehende Strukturen.

Marc Ruttloff

Manchmal kommen die Dinge recht unscheinbar daher. Das lässt sich gewiss nicht insgesamt über das Standortauswahlgesetz – StandAG sagen. Das zeigt eindrucksvoll sein § 1, in dem der Zweck des Gesetzes auf nicht weniger als sechs Absätzen umschrieben wird. Die §§ 30 ff. regeln das Verfahren zur Ermittlung des Umlagebetrages sowie zur Einziehung der Umlage und zu den durch die Umlagepflichtigen zu leistenden Vorauszahlungen. Die einzige wesentliche Neuerung liegt darin, dass nunmehr das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit für die Festsetzung und Einziehung der ermittelten Umlagebeträge zuständig ist. Doch welche Erwägungen stecken hinter dieser Zuständigkeitsverlagerung und Hochzonung auf das Bundesministerium?

Howard Chapman, Stephen Lawton und Joshua Fitzpatrick

Der Einsatz von Hochleistungslasern in der Stilllegung ist eine neue Anwendung in der Nuklearindustrie. Das National Nuclear Laboratory (NNL) hat Erfolge bei der Einführung von robotergestützten Laserschneidemethoden an einem Standort erzielt. NNL hat den Technology Readiness Level (TRL) dieser Methode vom Proof of Concept TRL 3 zur Demonstration in einer relevanten Umgebung TRL 6 gebracht. Die Technologie ist damit für einen breiteren Einsatz in der gesamten Nuklearindustrie bereit. Die Philosophie wird untersucht und einige der Kombinationen verschiedener Risiken, die bei solchen Arbeiten auftreten können werden erörtert.

Ron Dagan, Michel Herm, Volker Metz und Maarten Becker

Die Messung und Simulation mehrerer Isotope, insbesondere C-14 und Cs-137 in Komponenten eines bestrahlten DWR-Brennstabsegments, wird vorgestellt. Die aktuelle Forschung beschäftigt sich mit dem Inventar von Minoren Actiniden (MA) der Zry-4 Hüllrohe. Die Relevanz von MA für die Brennstoffabfälle ist aufgrund ihrer Halbwertzeiten offensichtlich. Die Hauptkonzentration von MA liegt auf der Innenfläche der Hüllrohre infolge der Reibung zwischen Pellets und der Innenfläche bei der Herstellung.

Frieder Hecker

Das Simulatorzentrum der KSG|GfS betreibt ein weltweit einzigartiges Reaktor-Glasmodell, an dem komplexe thermohydraulische Phänomene auf sehr anschauliche Art und Weise geschult werden können. Das Reaktor-Glasmodell ist die Nachbildung eines Zwei-Loop-Druckwasserreaktors (KWU-Design) im Maßstab 1:10. Hier können Übungen aus dem Bereich der betrieblichen Fahrweisen, Störungen und Störfälle sowie thermohydraulische Effekte in einem Kernkraftwerk mit Leichtwasserreaktor gezeigt werden. Das Reaktor-Glasmodell schließt die Lücke zwischen Theorie und Praxis mit „Verstehen durch Sehen“. Vorgänge innerhalb der Rohrleitungen und Behälter werden beobachtbar und bilden einen unvergänglichen Erfahrungsschatz. Schulungen am Glasmodell werden für ein breitgefächertes internationales Publikum bereit gehalten.

Juan C. de la Rosa Blul, Miodrag Strucic, Patricia Pla and Luca Ammirabile

Die Gemeinsame Forschungsstelle ist an einem Projekt beteiligt, das den Verlauf und die Folgen schwerer Unfälle in Kernkraftwerken in europäischen Ländern mit hinreichender Sicherheit diagnostizieren und vorhersagen soll. Das Assessment-Tool basiert auf der Durchführung anlagenspezifischer Simulationen der risikoreichsten Unfallfolgen unter Einbeziehung probabilistischer und deterministischer Sicherheitsanalyseverfahren. Durch den Aufbau eines anlagenspezifischen Ersatzmodells auf Grundlage aktueller Informationen für jedes europäische Kernkraftwerk (mit Ausnahme von AGR und CANDU) werden die wichtigsten Ereignisse prognostiziert, einschließlich einer Quelltermcharakterisierung für Radionuklide hinsichtlich Größenordnung und Zeitverhalten.

R. Nawaz, M. Z. Nazir, A. Shah, K. Qureshi, A. Basit, R. Khan

Bei einem schweren Unfall in einem Kernkraftwerk werden durch Überhitzung des Kerns Wasserstoff und Dampf erzeugt. Der Wasserstoff kann in verschiedene Bereiche des Sicherheitsbehälters diffundieren. Erreicht die Wasserstoffkonzentration Schwellenwerte, kann es zu Verpuffungen bis hin zu Detonationen kommen. Dieses kann wiederum die Integrität des Containments beeinträchtigen.

Florian Gremme und Sebastian Hahn

Der Bericht fasst die Vorträge der Focus Session „International Operational Experience” und der Präsentationen des “Kernenergie Campus” zusammen, die auf der 49. Jahrestagung Kerntechnik (AMNT 2018) präsentiert wurden.

John Shepherd

Ein kürzlich veröffentlichter Bericht der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEO) zeigt, dass die Kernenergie „darum ringen“ muss, um ihren derzeitigen Anteil im weltweiten Energiemix zu halten. Dies sollte auch ein Weckruf sein. Wir dürfen es nicht zulassen, dass die Kernenergie weiterhin falsch positioniert wird. Wir haben in den letzten 20 Jahren große Fortschritte bei der Demonstration der Umweltfreundlichkeit von Kernenergie.