OECD Halden Reactor Project

OECD Halden Reactor Project, Teil Brenn­stoff- und Materialverhalten: Am OECD Halden Reactor Project (HRP) nehmen über 130 Wissenschafts-, Behörden- und Industrieorganisationen aus 19 Staaten teil. Es hat zwei Stossrichtungen: Brennstoff- und Materialverhalten sowie Mensch-­Technologie-Organisation (MTO). Im Bereich Brennstoff und Materialverhalten stehen zurzeit der Hoch­abbrand von Brennstoffen in Leichtwasser­reaktoren und der Einfluss von Strahlung, Wasserchemie sowie mechanischen und ther­mischen Be­las­tungen auf die Materialalterung von Kerneinbauten im Vordergrund. Der Bereich MTO wird im Kapitel «Mensch, Organisation und Sicherheitskultur» ausgeführt.

Im Berichtsjahr wurden zwölf experimentelle Kernbrennstoff-Anordnungen mit geringem bis hohem Abbrand bestrahlt, wobei die thermohydraulischen Bedingungen von Leicht­wasser­reaktoren simuliert werden. Es wurden Kenngrössen der keramischen Brennstoffe, vorab Uranoxide mit verschiedenen Zusätzen (Additiven), unter Betriebs- und Störfallbedingungen ermittelt. In vergleichenden Bestrahlungen wurden zudem Brennstab-Hüllrohre bezüglich Korrosion und Abscheidungen auf der Hüllrohr-Aussenseite untersucht.

Die Versuche an Hochabbrand-Brennstoffen aus kom­merziellen Reaktoren unter Bedin­gungen, wie sie bei einem Kühlmittelverlust-Störfall auftreten, wurden fortgesetzt. Es wurden je zwei Tests an Brennstoffen für Druck- und Siedewasserreaktoren (DWR bzw. SWR) durchgeführt. Insbesondere die beiden Brennstoffproben aus dem KKW Leibstadt lieferten interessante Ergebnisse bezüglich Gasfreisetzung aus dem Brennstoff bzw. Hüll­rohr­deh­nung und Brennstoffschwellen.

Ein Experiment zur Spaltgasfreisetzung aus Uranoxid-Brennstoffen mit Additiven bei hoher linearer Stableistung wurde abgeschlossen, und die Nachuntersuchungen sind im Gang. Ein neues Experiment zur Spaltgasfreisetzung mit Additivbrennstoff wird vorbereitet. Das Inert­matrix­brennstoff-Expe­ri­ment, für welches das Paul Scherrer Institut (PSI) den Brennstoff produziert hatte, wurde aus dem Hal­den-Reaktor ausgebaut, und die Untersuchungen in den Heissen Zellen wurden abgeschlossen.

Die Versuche mit Reaktormaterialien gelten vorab der strahlungsinduzierten Spannungsriss­korrosion in normaler und reduzierender Wasserchemie. In­te­ressante Ergebnisse bezüglich strahlungs­indu­zier­ten Veränderungen der Eigenschaften erhielt man für rostfreie Stähle von Reaktorstrukturen. Der günstige Einfluss der reduzierenden Wasserchemie auf das Riss­wachstum unter Bestrahlung konnte experimentell nachgewiesen werden.