Abb. 1: Ausbau eines Dampferzeugers im Kernkraftwerk in Greifswald (KGR) zum Transport in das benachbarte Zwischenlager Nord (ZLN) (siehe auch Bild "Zwischenlagerung"). Quelle: EWN GmbH (Für größere Darstellung das jeweilige Bild anklicken)

Abb. 2: Fernbedientes Manipulator-Trägersystem für Rückbauarbeiten der in Stilllegung befindlichen Wiederaufarbeitungsanlage in Karlsruhe (WAK). Die Roboterarme werden mit dem jeweils für einen Arbeitsschritt benötigten Werkzeug (z.B. Greifer, Schere, Säge) bestückt. Quelle: Forschungszentrum Karlsruhe

In Deutschland liegen aus den bisherigen Arbeiten zur Stilllegung von kerntechnischen Anlagen vielfältige Erfahrungen vor. Dieses gilt z. B. für die Dekontaminations- und Zerlegetechniken sowie den Strahlenschutz.

Dekontaminationstechniken

Oberflächlich anhaftende radioaktive Stoffe können mit chemischen und / oder mechanischen Mitteln entfernt werden (Dekontamination). Dadurch werden Aktivität und Dosisleistung von Anlagenteilen reduziert.

Nach der endgültigen Abschaltung einer kerntechnischen Anlage wird normalerweise eine Dekontamination von ganzen Systemen (zum Beispiel Spülen des Primärkreislaufs eines Reaktors) durchgeführt, um die Strahlenexposition des Personals bei den später folgenden Abbauschritten zu reduzieren.

Abgebaute Anlagenteile, insbesondere metallische Komponenten, werden dann noch einmal einer gezielten Dekontamination unterzogen, um diese bei einem entsprechenden Dekontaminationserfolg eventuell freigeben zu können.

Zur Dekontamination werden je nach Bedarf chemische (zum Beispiel mit Säuren, Basen oder Komplexbildnern), mechanische (zum Beispiel durch Schrubben, Bürsten, Schleifen oder Polieren) und elektrische (zum Beispiel Elektropolieren) Verfahren verwendet. Gegebenenfalls werden auch Verfahren kombiniert. Für alle stilllegungsrelevanten Anwendungsfälle sind bewährte Dekontaminationsverfahren verfügbar.

Dekontaminationstechniken werden auch angewandt, wenn Gebäudestrukturen direkt kontaminiert sind. Hier werden ebenfalls die Oberflächen abgetragen, zum Beispiel durch Fräs- oder Abnadeltechniken. Außerdem werden alle Risse und Löcher in Wänden, Böden und Decken ausgestemmt, damit auch dort eventuell eingedrungene Kontaminationen entfernt werden. Die Gebäude werden dann in der Regel in der stehenden Struktur freigemessen. Nach der Freigabe können sie dann entweder einer weiteren Nutzung zugeführt oder konventionell abgerissen werden. Weitere Informationen zur Freigabe finden Sie unter Reststoff- und Abfallmanagement bei der Stilllegung.

Zerlegetechniken

Beim Abbau kerntechnischer Anlagen müssen die vorhandenen Komponenten ausgebaut und in handhabbare Stücke zerlegt werden. Dabei ist zu beachten, dass die Wandstärke der Komponenten zwischen einigen Millimetern (zum Beispiel bei Rohrleitungen) bis zu einigen 10 Zentimetern (zum Beispiel beim Reaktordruckbehälter) schwanken kann.

Bei den bisherigen Stilllegungsprojekten in Deutschland wurden umfangreiche Erfahrungen mit der Zerlegung von Komponenten gesammelt. Für alle stilllegungsrelevanten Anwendungsfälle sind bewährte Zerlegetechniken verfügbar.

In der Regel werden thermische (zum Beispiel Schweißen oder Plasmabrennen) oder mechanische (zum Beispiel Schneiden, Sägen oder Wasserstrahlen) Zerlegeverfahren angewendet. Für die Zerlegung von Stahl- und Betonstrukturen können auch Sprengtechniken zum Einsatz kommen.

Fernbediente Arbeiten oder die Anwendung von Unterwassertechniken sind in vielen Fällen erforderlich, um die notwendige Strahlenabschirmung zu gewährleisten.

Grundsätzlich ist zu entscheiden, ob vorhandene Verfahren für die Zerlegung von Komponenten eingesetzt werden sollen, nachdem sie auf die besonderen Belange der Kerntechnik adaptiert wurden, oder ob zweckgerichtete Neuentwicklungen, die zum Beispiel durch das Forschungsministerium gefördert werden, zur Anwendung gebracht werden sollen. In der Praxis werden je nach Aufgabe beide Wege beschritten.

Als Beispiel für die Weiterentwicklung vorhandener Verfahren und Einführung neuer Techniken sei die Zerlegung des Reaktordruckbehälters des Versuchsatomkraftwerk Kahl (VAK) genannt. Hier wurden gute Erfahrungen mit dem Wasserabrasivstrahlverfahren gemacht. Dieses Verfahren wurde damals erstmalig eingesetzt und Wandstärken von 130 Millimetern wurden problemlos durchtrennt.

Strahlenschutz

Bei der Stilllegung von kerntechnischen Anlagen können trotz Dekontamination noch Bereiche mit hohen Dosisleistungen vorhanden sein. Der Strahlenschutz muss deshalb mit in die Arbeitsplanung einbezogen werden. Aus der Erfahrung mit bisherigen Stilllegungsprojekten ist bekannt, dass sich in deutschen Reaktoren die mittlere Jahreskollektivdosis für das Anlagenpersonal bei der Stilllegung gegenüber dem Leistungsbetrieb (inklusive Revisionsdosen) vermindert.

Zur Gewährleistung eines adäquaten Strahlenschutzes werden geeignete Maßnahmen ergriffen (wie zum Beispiel Abschirmmaßnahmen, Einhausung, gerichteter Unterdruck oder Atemschutzmittel), die sicherstellen, dass die Strahlenexposition des Betriebspersonals sowohl durch Direktstrahlung als auch durch freigesetzte Radionuklide unterhalb der in der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) vorgegebenen zulässigen Grenzwerte liegt.

Die Abgabe von Radionukliden über Abluft und Abwasser während der Stilllegungsarbeiten wird durch technische Maßnahmen so begrenzt, dass der Schutz der Bevölkerung nach den Vorgaben der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) sichergestellt wird. Durch eine Überwachung der Abgaben wird die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften nachgewiesen. Die in der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) genannten Schutzziele werden in der Praxis durch die genehmigten Grenzwerte für Abluft und Abwasser erfüllt.