Technisches Forum Kernkraftwerke

Frage 34: Schadenanalyse Brennelement KKL aus dem Jahr 2014

Sachverhalt

Gemäss Aussagen des KKL wurde ein benachbartes Brennelement (mit ähnlichem Befund) des 2014 beschädigten Brennelements zur weiteren Schadenanalyse an das PSI transportiert.

Fragen

  1. Welche Schlüsse können aus den bisher vorgenommenen Untersuchungen (Mikrohärtebestimmung zur Bestimmung des H2 – Versprödungsgrades, Metallographie der Metalloberfläche zur Bestimmung des Gefüges und der Temperatur, Gamma-Scan zur Bestimmung des lokalen Abbrandes) im Hot-Labor gezogen werden?
  2. Kann man Rückschlüsse auf den bisher nicht geklärten Primärschaden des Brennstabs von 2014 ziehen?
  3. Gibt es neue Erkenntnisse zu den Unklarheiten bzgl. des vorherrschenden, lokalen Temperaturniveaus, insbesondere beim beschädigten Brennstab von 2014?
  4. Wo stehen das KKL und das ENSI in der weiteren Ursachenanalyse bzgl. den Dry-Out-Phänomenen?
  5. Was sind gesicherte Erkenntnisse, die seit der Beantwortung der TFK-Frage 32 gemacht werden konnten?
  6. Welche Überlegungen zur Leistung (Leistungsreduktion, beabsichtigte Rückkehr zum alten Leistungsniveau auf das Betriebsjahr 2019) laufen derzeit bzw. werden aufgrund der neuesten Erkenntnisse gemacht?
Thema Bereich
Eingegangen am 30. April 2018 Fragestellender Energiestiftung | Vertreter Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V. / D
Status beantwortet Beantwortende Instanz
Beantwortet am 23. November 2018 Beantwortet von

Beantwortet von Kernkraftwerk Leibstadt

Frage 1: Welche Schlüsse können aus den bisher vorgenommenen Untersuchungen (Mikrohärtebestimmung zur Bestimmung des H2-Versprödungsgrades, Metallographie der Metalloberfläche zur Bestimmung des Gefüges und der Temperatur, Gamma-Scan zur Bestimmung des lokalen Abbrandes) im Hot-Labor gezogen werden?

Es liegt keine Schwächung des Hüllrohrmaterials vor. Vielmehr bildete sich eine zinkhaltige CRUD-Schicht. Es gibt keine Anzeichen für einen systematischen Mechanismus, der zu einer wandabtragenden Oxidation führt. Es wurde ein minimaler Anstieg der Mikrohärte im Bereich der Belagsbildung festgestellt. Es ist keine H2-Versprödung des Grundmaterials beobachtet worden. Des Weiteren wurden weder Anomalien am Gefüge des Hüllrohrmaterials festgestellt noch konnten aus den Gamma-Scan-Messungen weitere Schlussfolgerungen gezogen werden.

Frage 2: Kann man Rückschlüsse auf den bisher nicht geklärten Primärschaden des Brennstabs von 2014 ziehen?

Es handelt sich bis dato um einen Einzelfall an einem Brennstab von insgesamt über 62‘000 Brennstäben. Die Ursache ist eine schnelle, punktuelle Oxidation des Hüllrohrmaterials. Diese ist an einer stark ausgeprägten Marke aufgetreten. An keiner der anderen insgesamt 48 Marken, von denen 15 stark ausgeprägt waren, wurde eine lokale Wandschwächung oder gar ein fortgeschrittener punktueller Oxidationsprozess festgestellt.

Frage 3: Gibt es neue Erkenntnisse zu den Unklarheiten bzgl. des vorherrschenden, lokalen Temperaturniveaus, insbesondere beim beschädigten Brennstab von 2014?

Die Ergebnisse der Mikrohärtemessungen deuten auf eine nur leicht erhöhte Temperatur (unter 400 Grad Celsius) der Hüllrohroberfläche unterhalb des Belags hin. Oxidationsprozesse, welche das Hüllrohrmaterial effektiv angreifen, erfordern weit höhere Temperaturen (über 600 Grad Celsius).

Fragen 4 und 5: Wo stehen das KKL und das ENSI in der weiteren Ursachenanalyse bzgl. den Dry-Out-Phänomenen? Was sind gesicherte Erkenntnisse, die seit der Beantwortung der TFK Frage 32 gemacht werden konnten?

Das KKL informierte das ENSI über den neuesten Sachstand zur Ursachenklärung.

Als gesichert gelten folgende Erkenntnisse:

  • Dass sich die Datenbasis aus den Inspektionen der Brennelemente als repräsentativ erwiesen hat
  • Dass es sich um CRUD und nicht um Oxidation handelt
  • Dass es sich nicht um ein systematisches Dry-Out-Phänomen handelt
  • Dass die ergriffenen Massnahmen wirksam sind

Aus den gesicherten Erkenntnissen wurden Hypothesen zur Ursache erstellt, die durch die bisherigen Untersuchungen bestätigt werden.

Frage 6: Welche Überlegungen zur Leistung (Leistungsreduktion, beabsichtigte Rückkehr zum alten Leistungsniveau auf das Betriebsjahr 2019) laufen derzeit bzw. werden aufgrund der neuesten Erkenntnisse gemacht?

Das Ziel des Kernkraftwerks Leibstadt ist das Erreichen einer ausreichenden Datenbasis zur Wiedererlangung des Volllastbetriebes ab Zyklus 36, also ab Sommer 2019. Dafür arbeitet das KKL zurzeit an der Finalisierung der Ursachenanalyse, an der Definition der notwendigen Massnahmen zum Ausschluss von zinkhaltigen CRUD-Ablagerungen und am Nachweis der Unbedenklichkeit der Wiederaufnahme eines künftigen Volllastbetriebs. Das ENSI wird die Nachweise überprüfen und anschliessend über die Rücknahme der heutigen Betriebseinschränkungen entscheiden.