Sicherheitsbarriere

Der Begriff Sicherheitsbarriere bezeichnet in der Kerntechnik verschiedene technische Maßnahmen, die ein Entweichen von Kernbrennstoff und dessen Spaltprodukten in die Umwelt verhindern sollen. Dabei wird das Mehrfachbarrierenprinzip als Teil des „defence in depth“-Prinzips angewandt, um bei Versagen einer oder mehrerer Barrieren die Stoffe weiterhin zurückhalten zu können.

Im Einzelnen werden bei Leichtwasserreaktoren folgende Komponenten als Sicherheitsbarrieren bezeichnet:[1]

  1. der Kernbrennstoff UO2 selbst
  2. das Hüllrohr
  3. der primäre Kühlkreislauf
  4. der Sicherheitsbehälter

UO2 (und auch MOX) ist ein keramisches Material, dass die meisten Spaltprodukte in sich einschließt. Ausnahmen sind Spaltprodukte, die an der Oberfläche entstehen, Edelgase sowie die Elemente Iod und Cäsium, die bei den herrschenden Temperaturen mobil sind und aus dem Brennstoff diffundieren können.[2]

Das Hüllrohr ist eine gasdichte Barriere, die im intakten Zustand den gesamten Inhalt sicher einschließt. Radioaktive Stoffe, die beim Versagen einzelner Hüllrohre in das Kühlwasser gelangen, werden mittels Kühlwasseraufbereitung aus dem Kühlwasser entfernt.

Der primäre Kühlkreislauf besteht aus dem Reaktordruckbehälter und den Hauptkühlmittelleitungen sowie den Dampferzeugern (Druckwasserreaktor) oder Turbinen und Kondensator (Siedewasserreaktor), wobei letztere im Falle eines Unfalls vom Reaktor abgekoppelt werden, um radioaktive Lecks an den Turbinen zu verhindern.

Der Sicherheitsbehälter umschließt als gasdichte Schale den primären Kühlkreislauf und hält Drücken stand, die bei einem Unfall erwartet werden. Allerdings kann der Sicherheitsbehälter eine Leckrate in der Größenordnung 0,25 Gewichts-% pro Tag aufweisen.[3]

Das Verhalten bei und der Umgang mit versagenden Sicherheitsbarrieren ist Gegenstand der deterministischen Sicherheitsanalyse.

Einzelnachweise

  1. ↑ http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1013e_web.pdf, S. 8
  2. ↑ The Radiochemistry of Nuclear Power Plants With Light Water Reactors, Karl-Heinz Neeb, S. 111ff
  3. ↑ http://www.lsa.ethz.ch/education/vorl/snpp_slides_12/01_Nuclear_Safety_Problem_handout.pdf, S. 13