Wasserstoffeinschlüsse

Während einer großen Wartung des Kraftwerks Doel 3 im Jahr 2012 wurden durch die Anwendung umfangreicherer Ultraschallmessmethoden Unsauberkeiten im Reaktordruckbehälter und später auch im Behälter von Tihange 2 entdeckt. Electrabel beschloss zu dem Zeitpunkt selbst, als professioneller und verantwortungsvoller Betreiber, die Kernkraftwerke zu stoppen und sich die Zeit zu nehmen, die Situation gründlich zu analysieren.

Nach einer Untersuchung stellte sich heraus, dass es sich um Wasserstoffeinschlüsse handelte, ein bekanntes Phänomen in der Metallurgie. Diese Einschlüsse wurden in den Medien zu Unrecht als „Risse“ bezeichnet.

Nach jahrelangen Tests, Analysen und Studien waren internationale Wissenschaftler und die befugten Prüfstellen sich einig, dass die Wasserstoffeinschlüsse entstanden bei der Herstellung der Reaktorfässer und sich nicht entwickeln. Diese Wasserstoffeinschlüsse haben außerdem unter keinen Umständen Auswirkungen auf die Reaktordruckbehälter. Die Föderale Agentur für Nuklearkontrolle erteilte im Jahr 2015 die Genehmigung, um die Kraftwerke sicher wieder zu starten. Weitere Maßnahmen und folgende Inspektionen wurden und werden vorbeugend ausgeführt, um den Zustand des Reaktordruckbehälters permanent zu verfolgen und zu kontrollieren. All dies erfolgt in absoluter Transparenz und unter Aufsicht der Föderalagentur für Nuklearkontrolle. Die bereits ausgeführten Folgeinspektionen bestätigen, dass die Wasserstoffeinschlüsse sich nicht weiterentwickeln und die Reaktordruckbehälter somit für weiteren Betrieb sicher sind.

Die Feststellung der Wasserstoffeinschlüsse – eine Rekonstruktion

Während einer großen Wartung von Doel 3 im Jahr 2012 wurde mithilfe eines Ultraschallmessgeräts eine Inspektion des Reaktordruckbehälters ausgeführt. Diese Art von Inspektionen wurde bereits in der Vergangenheit durchgeführt, aber 2012 beschloss Electrabel, den gesamten Reaktordruckbehälter unabhängig von den gesetzlich verpflichteten Kontrollen zu inspizieren, nachdem in einem französischen Kernkraftwerk ein Phänomen entdeckt wurde. (siehe Fotos unter: Ultraschallmessgerät im Reaktordruckbehälter).

Das Phänomen des französischen Kraftwerks wurde nicht im Reaktordruckbehälter von Doel 3 gefunden, es wurden allerdings bestimmte Unsauberkeiten festgestellt, ebenso wie später im Kraftwerk Tihange 2. Nach einer sorgfältigen Untersuchung stellte sich heraus, dass es sich um Wasserstoffeinschlüsse handelte, ein bekanntes Phänomen in der Metallurgie. Diese Einschlüsse wurden in den Medien zu Unrecht als „Risse“ bezeichnet.

Wie entstehen Wasserstoffeinschlüsse?

Wasserstoffeinschlüsse entstehen, wenn beim Gießen und Schmieden von Stahl bestimmte Gase, wie zum Beispiel Wasserstoff, in den Stahl gelangen. Durch ein korrektes Schmiedeverfahren werden die meisten Gase herausgeschmiedet. Beim Schmieden des Reaktordruckbehälters von Doel 3 und Tihange 4 vor vierzig Jahren wurde nicht der gesamte Wasserstoff aus dem Stahl entfernt, wodurch Wasserstoffbläschen entstanden sind. Diese wurden anschließend beim Bau des Reaktordruckbehälters flachgewalzt. So sind kleine, flachgedrückte Flöckchen entstanden, die sich jetzt in der 20 cm dicken Stahlwand des Fasses befinden. Sie sind durchschnittlich 12 bis 16 mm lang und ungefähr so dick wie ein Zigarettenpapier. Sie entwickeln sich im Laufe der Zeit nicht und verlaufen parallel zur Innenwand des Behälters. Dadurch unterliegen sie keinen mechanischen Spannungen im Reaktordruckbehälter. Materialproben haben gezeigt, dass diese Wasserstoffeinschlüsse in keinem Fall und unter keinen Umständen die Integrität der Reaktordruckbehälter beeinflussen.

Komplett neue Zusammenarbeit

Diese Schlussfolgerung basiert auf gründlich untermauerter Untersuchung, die einzigartig auf der Welt ist und durch ein multidisziplinäres Team mit Experten von Electrabel, Laborelec und Tractebel Engineering durchgeführt wurde. Während der gesamten Untersuchungsphase hat das Team mit verschiedenen externen renommierten und unabhängigen Organisation im In- und Ausland zusammengearbeitet, wie zum Beispiel SCK•CEN (Belgien), CEA (Frankreich), UGent, CRM (Belgien), Tohoku University (Japan), VTT (Finnland), Oak Ridge National Laboratory und Sandia National Laboratory (USA) usw. Das Ergebnis des Einsatzes dieser zahlreichen Experten sowie die Zehntausenden Stunden an Untersuchungen und die über 1.500 Materialtests, war ein weltweit noch nie dagewesenes Husarenstück.

Grünes Licht für den Neustart

Am 17. November 2015 gab die Föderalagentur für Nuklearkontrolle (FANC) grünes Licht für den Neustart der Reaktoren von Doel 3 und Tihange 2. Die Föderalagentur für Nuklearkontrolle (FANC) schlussfolgerte unter anderem, dass die ausgeführte Ultraschall-Inspektionsmethode sehr zuverlässig ist, dass die Einschlüsse während der Herstellung des Reaktordruckbehälters entstanden sind, dass die Einschlüsse sich im Laufe der Zeit nicht weiterentwickeln und dass die Stärke der Reaktordruckbehälter bewahrt bleibt – sowohl während des Betriebs des Kraftwerks als auch bei einem Zwischenfall, und zwar mit breiten Sicherheitsmargen. Dennoch verlangte die FANC, dass Electrabel zu regelmäßigen Zeitpunkten neue Inspektionen dieser Reaktorfässer ausführt, damit immer wieder kontrolliert wird, dass die Einschlüsse sich tatsächlich nicht weiterentwickeln.

Kontinuierliche Inspektionen

Konkret musste die erste Folgeinspektion während des ersten Wartungsstillstands nach dem Neustart der Kraftwerke im Jahr 2015 und anschließend alle zwei Wartungsperioden erfolgen. In den letzten Jahren sind diese Inspektionen immer korrekt verlaufen und die Ergebnisse wurden an die Föderalagentur für Nuklearkontrolle übermittelt. Nach den Folgeinspektionen in Doel 3 und Tihange 2 veröffentlichte die FANC auf ihrer Website die wichtigsten Schlussfolgerungen ihrer Bewertung und äußerte keinerlei Bedenken gegen den Neustart der Reaktoren für die folgenden Kernbrennstoffzyklen.  Die Ergebnisse der Ultraschallinspektion wurden mit einer von den Sicherheitsbehörden genehmigten Methode analysiert. Die Analyse zeigte, dass keine Weiterentwicklung der Wasserstoffflocken festgestellt wurde. Es gibt keine neuen Indikationen und die bestehenden Indikationen entwickeln sich nicht weiter.