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Technisches Forum Kernkraftwerke
Frage 43: Wiederinbetriebnahme Reaktorblock 1 von Beznau
Sachverhalt
Gemäss Aufsichtsbericht 2018 – ENSI-AN-10620 vom 25. Juni 2019 wurde der Entscheid zur Wiederinbetriebnahme des Reaktorblocks von Beznau 1 wie folgt begründet (Seite 22):
Das internationale Expertenteam und das ENSI kamen nach Prüfung der Unterlagen zum Schluss, dass:
- die Ursache der Ultraschallanzeigen und die Entstehung dieser Aluminiumoxideinschlüsse hinreichend bekannt sind,
- die Replika ausreichend repräsentativ ist für die durchgeführten Untersuchungen,
- die durchgeführten zerstörungsfreien Prüfungen geeignet sind, die Aluminiumoxideinschlüsse zu charakterisieren,
- die Untersuchungen zeigten, dass keine zusätzlichen Materialdefekte vorhanden sind, als im Sicherheitsnachweis berücksichtigt wurden,
- die Aluminiumoxideinschlüsse die Versprödung nicht zusätzlich beeinflussen ,
- die Zulässigkeit der grossen Mehrzahl der Anzeigen durch das Materialuntersuchungsprogramm erwiesen ist,
- die wenigen Anzeigen, die nicht direkt durch das Materialuntersuchungsprogramm abgedeckt sind, konservativ bruchmechanisch bewertet wurden und keinen negativen Einfluss haben.
Weder aus obigen Informationen noch aus der cover story von Michael Dost „Beznau forges on“ im Magazin Nuclear Engineering vom Juni 2018 geht hervor, bei welchen Temperaturen die Materialprüfungen erfolgten. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Materialprüfungen – ausser beim Sprödbruchnachweis – bei einer Raumtemperatur von 20°C erfolgten. Angesichts der Tatsache, dass im Normalbetrieb die Reaktortemperatur 280 °C erreicht, stellt sich die Frage, inwieweit sich der Temperaturunterschied von 260 °C auf die beobachteten Materialeigenschaften auswirkt.
Aus den obigen Feststellungen geht auch nicht hervor, ob untersucht wurde, wie sich die deutlich unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Stahl , Aluminiumoxyd und des Volumenausdehnungskoeffizienten des Restgases in den Kammern, auf das Verhalten des Rings C und der nahe gelegenen Schweissnähte zum Ring D auswirken.
Fragen
Die Fragen lauten deshalb:
- Gibt es ein Temperaturverlaufsprofil für den Reaktordruckbehälter aufgrund dessen das durch Temperaturänderungen induzierte „pulsierende“ Verhalten der Einschlüsse ermittelt werden könnte?
- Trifft es zu, dass durch die Reaktorerhitzung der sich gegenüber Aluminiumoxyd stärker ausdehnende Stahl die Aluminiumoxyd-Einschlüsse und vor allem das Restgas unter erheblichen Druck setzt?
- Kann bei der nachfolgenden Abkühlung davon ausgegangen werden, dass die Einschlüsse wieder in den Ausgangszustand zurückkehren oder sind Formveränderungen möglich?
- Sind innerhalb der Einschlüsse Phasenübergänge bei Aluminiumoxyd von kristallin zu amorph, bei Gas von gasförmig zu flüssig oder umgekehrt möglich?
- Die radioaktive Bestrahlung führt bei Stahl zu kristallinen Verformungen, welche zu zunehmender Versprödung führen. Ist bekannt, ob dies auch bei Aluminiumoxyd der Fall ist?
Zusätzlich zu diesen technischen Fragen stellen sich folgende Verständnisfragen:
- Wer ist bei der Wortwahl der ENSI Aufsichtsberichte die zuständige Stelle?
- Wie können die im zitierten Aufsichtsbericht von 2018 verwendeten Wahrscheinlichkeitsbegriffe „hinreichend“ und „ausreichend“ quantifiziert werd
Anmerkungen:
Die Sprödbruchmessungen am Replikat des Ring C wurden meines Wissens bei Temperaturen von -30 °C durchgeführt.
Ausdehnungskoeffizient Stahl gemäss https://www.burdeco.com/wp-content/uploads/2015/10/waermeausdehnung.pdf 11.5 m-6/°C bei 20°C
Ausdehnungskoeffizient Aluminiumoxyd gemäss https://de.wikipedia.org/wiki/Ausdehnungskoeffizient 5.6 – 7 m-6 /°C bei 20°C
Volumenausdehnungskoeffizient Sauerstoff gemäss https://rechner-tools.de/a-7-volumenausdehnungskoeffizienten.php z.B. für Sauerstoff 0.00367 m3/°K bei 1013 hPa.
Zu beachten: Um eine zu grosse Abweichung zwischen dem Rechenergebnis und der Realität zu vermeiden, sollten die Werte deshalb nur in einem Temperaturbereich von 0°C bis 100°C verwendet werden.
|Thema||Reaktordruckbehälter||Bereich||Kernkraftwerke|
|Eingegangen am||8. Dezember 2019||Fragende Instanz||Jean-Pierre Jaccard|
|Status||beantwortet|
|Beantwortet am||11. September 2020||Beantwortet von||Kernkraftwerk Beznau, ENSI|