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Serie Lucens: Hohe Auflagen für die Testphase
Auch mit dem Fachwissen externer Experten (beispielsweise aus der Bau- und Leittechnik) war das Versuchsatomkraftwerk Lucens (VAKL) eine Herausforderung. Bevor das Projekt daher in die Testphase gehen konnte, bedurfte es einiger Voraussetzungen der damaligen Sicherheitsbehörde KSA.
Das VAKL war als Druckröhrenreaktor konzipiert: Jedes der 73 Brennelemente verfügte über einen eigenen Druckbehälter. In diesen Druckröhren zirkulierte das Kühlgas Kohlendioxid (CO2), welches die mit der Kernspaltung erzeugte Energie über einen Wärmetauscher an einen Sekundärkreislauf abgab. Das im Sekundärkreislauf erhitzte Wasser wurde auf eine Dampfturbine gelenkt, die ihrerseits einen Stromgenerator antrieb.
Die 73 Druckröhren standen in einem mit schwerem Wasser (D2O) gefüllten Moderatortank. Das schwere Wasser diente dazu, die für die Kernspaltung nötigen Neutronen auf das gewünschte Mass zu bremsen („moderieren“). Die Konstruktion des VAKL erlaubte eine kompakte Bauweise des Reaktors mit einem vergleichsweise kleinen Containment. Als Containment diente eine ungefähr 60 Zentimeter dicke Wand aus Aluminium, Asphalt und Beton, mit der die Reaktorkaverne ausgekleidet war:
Aufsicht betonte die Wichtigkeit eines zuverlässigen Systems
Die Bauherrin NGA bezog die Auslegung der Reaktorkaverne hinsichtlich Druck, Temperatur und freigesetzter Aktivstoffe auf den „hypothetisch schlimmsten Unfall“, nicht wie sonst weltweit üblich nur auf den „maximal denkbaren Unfall“. Im Zuge des Bewilligungsverfahrens machte die KSA der Bauherrin verschiedene Auflagen. Sie verlangte beispielsweise die Durchführung von Druck- und Dichtheitsversuchen für die Reaktorkaverne. Als Messungen die gewünschte Dichtheit später nicht bestätigte, wurde eine Notabluftanlage mit Aktivkohlefiltern installiert. Sie schuf die Voraussetzung, die Emissionsgrenzwerte auch bei extremen Unfällen mit grosser Reserve einzuhalten. Die KSA registrierte auch die neuartige und komplizierte Konstruktion der Brennelemente, beurteilte das davon ausgehende Risiko aber als hinnehmbar.
Die Sicherheitsbehörde betonte die Wichtigkeit eines zuverlässigen Systems zur Reaktorschnellabschaltung. Sie begrüsste ferner die Verstärkung von sechs der zehn Steuerstab-Kalandriarohre und den Einbau von Berstscheiben in den Deckel des Moderatortanks. Beide Sicherheitsmassnahmen sollten sicherstellen, dass die Steuerstäbe in einem Störfall in der Lage wären, die Kettenreaktion wie vorgesehen zu stoppen – die Massnahmen sollten sich bei der Havarie vom Januar 1969 bewähren. Im Mai 1965 erteilte das Eidgenössische Verkehrs- und Energiewirtschaftsdepartement (EVED) die abschliessende Baubewilligung und im Dezember 1966 die Bewilligung für den provisorischen Betrieb.
Kurz zuvor war es im Versuchsreaktor „Diorit“ in Würenlingen zu einem Zwischenfall gekommen. Dort wurden im Helium-Kreislauf „Kasimir“ seit Mai 1966 Tests mit einem Lucens-Brennelement durchgeführt, um mit dem neuartigen Brennelement erste Erfahrungen unter Betriebsbedingungen zu gewinnen. Als am 16. November 1966 die Reaktorleistung erhöht wurde, schmolzen Teile des Urans und der Magnesium-Hülle.
Die KSA verlangte zu dem Vorfall eine Untersuchung. Sie zeigte, dass der Zwischenfall durch eine rasche Leistungserhöhung ausgelöst worden war. Vor diesem Hintergrund empfahl Therm-Atom für den Betrieb des VAKL langsame Gradienten beim Anfahren und bei Lastwechseln und eine Reihe weiterer Massnahmen.
Zweijährige Testphase
Am 29. Dezember 1966 wurde der Versuchsreaktor in Lucens erstmals kritisch. Im folgenden Jahr fanden unter der Aufsicht der KSA Inbetriebsetzungsversuche sowie Fertigstellungs- und Verbesserungsarbeiten statt. Ab Anfang 1968 wurde die Leistung des Reaktors stufenweise gesteigert. Im April/Mai 1968 erfolgte ein zehntägiger Dauerversuch bei rund zwei Dritteln der maximalen Leistung. Damit war die Testphase des VAKL beendet, und am 10. Mai 1968 übernahm die Westschweizer Elektrizitätsgesellschaft EOS den Betrieb des Versuchsatomkraftwerks. Von Mitte August bis Ende Oktober 1968 lief das Werk in einem provisorischen, kontinuierlichen Betrieb bis zu der thermischen Nennleistung von 30 Megawatt (MW). Es folgte eine Stillstandsperiode für Reparatur- und Verbesserungsarbeiten.
In der Testphase des VAKL traten vermehrt technische Probleme auf. Eine weitere Herausforderung: Die Schwierigkeiten mussten beseitigt werden, um die definitive Inbetriebnahme nicht zu gefährden.
Das ist der dritte von zehn Teilen zur Geschichte des Versuchsatomkraftwerks Lucens. Weiter zum vierten Teil.