Reaktorschnellabschaltung


Reaktorschnellabschaltung
Rote SCRAM-Taste (rechts) am Bedienpult des TRIGA-Reaktors am Atominstitut der TU-Wien, Österreich

Die Reaktorschnellabschaltung (kurz RESA oder SCRAM - Safety Cut Rope Axe Man, s.u.; auch Reaktortrip, ugs. trippen)[1] ist ein Vorgang in Kernkraftwerken. Die RESA kann in Störfällen manuell vom Bedienungspersonal oder aber auch durch ein Reaktorschutzsystem beim Überschreiten bestimmter Grenzwerte automatisch ausgelöst werden.[2] Das Reaktorschutzsystem ermittelt Messwerte mehrfach redundant, um Fehlalarme möglichst zu vermeiden.

Die RESA macht den Reaktor stark unterkritisch, beendet also die Kernspaltungs-Kettenreaktion. Sie dient nicht der gewöhnlichen Reaktorregelung, da bei einer RESA der Reaktor sofort heruntergefahren wird.

Im Allgemeinen wird ein Reaktor durch das Einfallen oder vollständige Einfahren der Steuerstäbe zwischen oder direkt in die Brennelemente (abhängig vom Reaktortyp) schnell abgeschaltet. Als zusätzliche redundante Schnellabschaltmaßnahme steht das Einspeisen von Borsäure über ein Hochdruckeinspritzsystem in den Reaktorkern zur Verfügung. Durch diese Maßnahmen wird die nukleare Kettenreaktion unterbunden und die Leistung des Reaktors reduziert sich auf die Nachzerfallswärme. Sie entspricht anfänglich etwa fünf Prozent der thermischen Leistung des Reaktors im Normalbetrieb und klingt in einem Zeitraum von einigen Tagen mit guter Näherung exponentiell ab. Während dieser Zeit muss diese Leistung durch Kühlung aus dem Reaktor abgeführt werden, um eine Kernschmelze und eine Beschädigung der Abschirmung zu verhindern, was zum Beispiel im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi im März 2011 nach Ausfall der Notstromversorgung nicht mehr funktionierte und zu einer katastrophalen Unfallserie führte.

Bei der Katastrophe von Tschernobyl kam es aufgrund der Reaktorbauart und der manuellen Überbrückung wichtiger Sicherheitsvorkehrungen durch das Bedienpersonal nach Auslösung der RESA zu einer kurzfristigen Leistungssteigerung, die zur Explosion des Reaktors möglicherweise beigetragen hat.

Bereits Enrico Fermi hatte 1942 bei Inbetriebnahme des ersten Kernreaktors, des Chicago Pile, eine Schnellabschaltmöglichkeit vorgesehen. Eine speziell eingewiesene Person, der Safety Cut Rope Axe Man (wörtlich etwa: „Sicherheitsmann, der das Seil mit der Axt durchtrennt“) oder kurz SCRAM, sollte im Notfall eine Schnellabschaltung durch das Durchschlagen einer Schnur mit einer Axt einleiten (das englische Wort to scram bedeutet so viel wie „schnell wegrennen“, „abhauen“, „verduften“). An der Schnur hing ein Kontrollstab, der die Kernspaltung beim Einfahren in den Reaktor unmittelbar gestoppt hätte.[3][4] Der Begriff SCRAM für die Reaktorschnellabschaltung ist auch heute im englischen Sprachgebrauch noch üblich.[2]

Als ATWS (Anticipated Transient without Scram) wird ein Ereignis bezeichnet, bei dem unter anderem eine Schnellabschaltung nicht ausgeführt werden kann.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. AKW-Stresstest sinnvoll gegen Restrisiko?, Swissinfo, 19. Mai 2011
  2. a b NRC Glossary: Scram. Nuclear Regulatory Commission, 2. August 2010, abgerufen am 14. März 2011 (englisch).
  3. Tales of Enrico Fermi. Argonne National Laboratory, abgerufen am 14. März 2011 (englisch).
  4. Scram! - Reactor veteran recalls account of the birth of a key word in the nuclear vernacular. Oak Ridge National Laboratory, September 2000, abgerufen am 14. März 2011 (englisch).

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