Artikelserie Barrieren 3/6: Die Brennstabhüllrohre (Brennelemente Teil 2 von 2)
Die Brennstoffpellets werden in Metallrohre gefüllt. Zusammen mit der Brennstoffmatrix sind die Hüllrohre die erste Barriere zum Einschluss von radioaktiven Stoffen in Kernkraftwerken.
Die Brennstoffpellets werden in Metallrohre, sogenannte Hüllrohre, gefüllt. Die mit Pellets gefüllten Hüllrohre werden mit einem Helium-Vordruck beaufschlagt und gasdicht verschweisst. Die so entstandenen Brennstäbe werden schliesslich zu Brennelementen gebündelt, welche den Reaktorkern ausmachen. In Druckwasserreaktoren werden etwa 200 Brennstäbe zu einem quadratischen Brennelement angeordnet, in Siedewasserreaktoren sind es etwa 90 Brennstäbe.
Gasdicht und verschweisst
Die Brennstabhüllrohre sind aus Zirkalloy, einer Legierung aus verschiedenen Metallen, hauptsächlich – zu etwa 98 Prozent – aus Zirkonium. Zirkonium ist relativ korrosionsbeständig, also widerstandsfähig gegenüber Oxidation. Zudem ist es duktil bei den Betriebstemperaturen und hat eine geringe Wechselwirkung mit Neutronen.
Die Rohre sind etwa vier Meter lang und haben einen Durchmesser von etwa einem Zentimeter. Sie sind gasdicht verschweisst und schliessen so die im Brennstoff enthaltenen festen sowie gasförmigen Spaltprodukte ein.
Die Hüllrohre sind nicht vollständig mit Pellets gefüllt. Am oberen Ende bleibt Platz für die gasförmigen Stoffe, die beim Reaktorbetrieb beziehungsweise bei der Kernspaltung entstehen. Die Hüllrohre sind darauf ausgelegt, dem Druck dieser Gase und dem Umgebungsdruck im Reaktor standhalten zu können.
Dies ist der dritte von sechs Artikeln zum Thema Barrieren zum Einschluss radioaktiver Stoffe. Der erste beschreibt das Barrierenprinzip, Artikel 2 bis 6 beschreiben die verschiedenen Barrieren.