Leibstadt „Nie mehr ans Netz!“

Einzelne Brennelemente im AKW Leibstadt weisen Oxydationsschäden auf, weshalb das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat ENSI dem AKW nach der Revision im August 2016 keine Bewilligung erteilt hat, den Reaktor wieder einzuschalten. Die Oxydation der Brennelemente ist auf den mangelnden Kühleffekt des Reaktorwassers an den Brennelementen mit lokaler Überhitzung und in der Folge einer punktuellen Oxydation der Brennelemente zurückzuführen. Bei lokaler Überhitzung der Brennelemente bildet sich auf diesen ein Film aus Dampfblasen, welcher die Brennstäbe vom Kühlwasser isoliert. Dadurch erhitzen bzw. überhitzen sich die Brennstäbe, denn wegen des Films von Dampfblasen kommt zu wenig umfliessendes Kühlwasser in direkten Kontakt mit den, Hüllrohren der nuklearen Brennstoffelemente. Dieses Phänomen wird als «local Dryout» bezeichnet.

Das als «lokal Dryout» beschriebene Problem kann aus mehreren Gründen auftreten:

Zu hohe Leistung auf den Brennstäben: Bei der Berechnung der Kernladung (also wie viele Brennstäbe wie dotiert werden und wo in den Reaktor eingelegt werden) können Rechenfehler grosse Auswirkungen haben. So eben lokale Überhitzung.
Strömungsprobleme: Gerade bei Neukonfigurationen des Brennstoffs (z.b. wenn ein neuer Brennelementyp eingesetzt wird, oder der Lieferant wechselt) kann es zu Veränderungen des Strömungsprofils innerhalb der Kernladung kommen. Werden die Brennelemente nicht richtig angeströmt kann dies lokal zu geringer Wärmeabfuhr führen. Also zu lokaler Überhitzung.
Wasserchemie: Das Reaktorwasser in einem AKW ist hochreines nahezu Ionenfreies Wasser, geringste Verunreinigungen können dazu führen dass Oxidationen oder Metallverschiebungen stattfinden können.
Leistungsoszillation: Die Regelung eines Atomreaktors ist heikel da die Leistung innerhalb sekundenbruchteilen überproportional ansteigen kann. Gerade die Dampfblasen spielen dabei eine wichtige Rolle, eine lokale Anhäufung dieser kann die Regelung des Reaktors stark beeinflussen. Die Regelung kann dann in ein Schwingen versetzt werden, wobei es bei Überschwingen auch zu lokalen Überhitzungen kommen kann. In den 90er Jahren wurde der Leistungsoszillation im AKW Leibstadt mittels der Anpassung der thermomechanischen Betriebsgrenzwerte (TMOL-Kurve) begegnet. Dampfblasen entstehen in einem Siedewasserreaktor auch im Normalbetrieb, wichtig ist die Kontrolle dieser.
Fertigungsprobleme: Letztendlich sind auch Fertigungsprobleme möglich. So könnten die Hüllrohre welche den Kernbrennstoff beinhalten stellenweise zu dünne Metallschichten aufweisen, Legierungen falsch sein, die Produktionsweise von den Anforderungen abweichen usw. Die Lieferung 2011-15 kam von Westinghaus Schweden.

Kühlsystem

Das Kühlsystem ist hauptsächlich der Kondensator welcher nach der Dampfturbine das Reaktorwasser kühlt, dieser Kondensator wiederum wird je nach dem über einen Kühlturm, oder über eine Flusskühlung Rück-gekühlt (Im Fall Leibstadt Kühlturm). Dieser Kreislauf ist eben der Kühlkreislauf. FunktionSiedewasserreaktor *.pptx

Brennelementschäden, nix neues!

Bereits in den 90er Jahren kam es im AKW Leibstadt zu Brennelementkorrosion. Im Abschlussbericht 1997/2001 ist folgendes zu Lesen: «Obwohl die grundlegenden Mechanismen für das Entstehen der ELK auch gegenwärtig noch nicht ausreichend bekannt sind,….».

1994 OSART Mission; „However, KKL has experienced a number of fuel Failures since the fifth cycle.“

1996 HSK Gutachten zur Leistungserhöhung: 4-1 „Die Vorkommnisse mit dem grössten Einfluss auf die Strahlenbelastung des Personals und auf die Verfügbarkeit der Anlage waren im KKL Brennstabschäden (Kap. 4.2) mit einer daraus resultierenden höheren Reaktorkühlmittelaktivität.“

1996 HSK Gutachten zur Leistungserhöhung: Auszug zu den Brennelementproblemen 4-35 bis 4-28

Fokus Anti-Atom machte bereist 2014 auf die Brennelementprobleme im AKW Leibstadt aufmerksam!

Leistungserhöhung mit Auflagen zu Brennstoffschaden!

Wann das AKW wegen Brennelementeschäden vom Netz muss wurde in einer Auflage zur Leistungserhöhung im Oktober 1998 von der HSK (heute ENSI) festgelegt. Im Sicherheitsgutachten 2009 steht:

„Die Freigabe der ersten Leistungserhöhung (LS1) bis 3327 MWth erfolgte durch die HSK im Oktober 1998. Der hinsichtlich Brennelementschäden störungsarme Betrieb wurde explizit als Voraussetzung für die Freigabe in die Auflage aufgenommen, da in den Jahren 1988 bis 1995 vermehrt Brennstabschäden im KKL auftraten, die mit einer grösseren Freisetzung von Brennstoff in das Reaktorwasser verbunden waren (s. Ausführungen in Kapitel 5.6 dieser Stellungnahme). Der Begriff „störungsarmer Betrieb hinsichtlich Brennelementschäden“ wurde von der HSK im Juli
19979 als Ausbleiben schwerer Brennelementschäden mit Freisetzung wesentlicher Mengen von Brennstoff ins Kühlmittel definiert. Schwere Schäden, die eine Leistungserhöhung nicht erlauben, liegen vor,
− wenn prognostiziert wird, dass bis Zyklusende mehr als 150 g Urandioxid in das Reaktorwasser freigesetzt werden; oder
− wenn die über drei Wochen gemittelte Jod-131-Konzentration im Reaktorwasser mehr als 50 % der in der Technischen Spezifikation des KKL festgelegten Grenze beträgt und eine steigende Tendenz aufweist; oder
− wenn, unabhängig von den Freisetzungen, Schäden an mehr als vier Brennelementen auftreten, wobei die Schadensursache noch nicht bekannt ist oder nicht behoben werden kann.
Im Jahr 1997 wurde erstmals erhöhte lokale Korrosion an einzelnen Brennelementhüllrohren im Bereich der Abstandshalter festgestellt. Auf Basis der vom KKL durchgeführten Messungen zur Ermittlung der Wanddicken der betroffenen Brennelementhüllrohre kam die HSK zu dem Schluss, dass das Fortschreiten der lokalen Korrosion durch die Änderung der wasserchemischen Parameter seit September 1997 wesentlich verringert wurde. Nach Ansicht der HSK war damit die in der Auflage genannte Voraussetzung eines hinsichtlich Brennelementschäden störungsarmen Betriebes erfüllt. Im
Betriebszyklus 1997/1998 trat dann auch lediglich ein fremdkörperbedingter Brennelementschaden auf, der zu keiner grösseren Freisetzung von Brennstoff in das Reaktorwasser führte.“

1999 wieder Brennstoffschaden!

Die Freigabe der zweiten Leistungserhöhung (LS2) bis 3420 MWth erfolgte durch die HSK im September
1999. Im Betriebszyklus 1999/2000 traten Schäden an neun Brennelementen mit Freisetzung von Brennstoff in das Reaktorwasser auf (es wurden ca. 80 g Urandioxid in das Reaktorwasser freigesetzt). Die Mehrzahl der Schäden wurde durch Fremdkörperreibung verursacht (später wurde vom KKL nachgewiesen, dass sämtliche Schäden durch Fremdkörperreibung verursacht worden waren).

2001 wieder Brennstoffschaden!

Die Freigabe der vierten und letzten Leistungserhöhung (LS4) bis 3600 MWth erfolgte durch die HSK im Dezember 200112. Im Betriebszyklus 2000/2001 trat ein geringer Brennelementschaden ohne Freisetzung von Brennstoff in das Reaktorwasser auf.

Neben Brennelementen versagten auch Steuerstäbe!

Auszug aus dem Sicherheitsbericht 2009 des AKW Leibstadt: „Neben den ursprünglichen Steuerstäben des Typs Duralife-100 und dem Nachfolgetyp Duralife-230 wurden ab Zyklus 17 (2000/2001) langlebige Steuerstäbe des Typs Marathon und ab Zyklus 20 (2003/2004) solche des Typs CR99 eingesetzt. Der Einsatz dieser neuen Typen auf Kontrollpositionen (Reaktivitätssteuerung während des Betriebs) war damit verbunden, dass es seit Frühjahr 1997 wiederholt zu Steuerstabschäden mit Auswaschung des Absorbermaterials Bor kam. Zur Auswaschung haben Steuerstäbe vom Typ Duralife-230, welche die vom Hersteller angegebene Einsatzgrenze bei Weitem noch nicht erreicht hatten, wesentlich beigetragen. Während der JHR 2003 wurden schliesslich alle Steuerstäbe des Typs Duralife-230 ersetzt.“