Druckröhrenreaktor
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Ein Druckröhrenreaktor ist eine besondere Bauform eines Kernreaktors, bei der sich die Brennelemente nicht alle in einem großen Reaktordruckbehälter befinden, sondern einzeln bzw. in kleinen Bündeln in Druckröhren sitzen. Die Druckröhren werden vom Kühlmittel durchströmt, das aber nicht gleichzeitig als Moderator für die Kettenreaktion dient. Der Moderator umschließt alle Druckröhren, zusammen bilden sie den Reaktorkern.
Die bekanntesten Druckröhrenreaktor-Typen sind der russische RBMK-Reaktor und der kanadische CANDU-Reaktor. Beim RBMK dient als Kühlmittel leichtes Wasser und Graphit als Moderator. Beim CANDU-Reaktor dient schweres Wasser sowohl als Moderator wie als Kühlmittel. Der Kühlkreislauf steht allerdings unter hohem Druck und ist getrennt vom Moderatortank. Weniger bekannt ist der MKER, der Nachfolgetyp des RBMK mit verbesserten Sicherheitsvorrichtungen.
[Bearbeiten] Vorteile
Druckröhrenreaktoren bieten einige technische und wirtschaftliche Vorteile:
- Einzelne Druckröhren lassen sich leichter herstellen als ein großer Druckbehälter.
- Reaktoren lassen sich leichter in verschiedenen Leistungsgrößen bauen, da man ohne großen technischen Aufwand die Zahl der Röhren (und damit die Leistung) an den jeweiligen Bedarf anpassen kann.
- Einzelne Brennelemente können im laufenden Betrieb gewechselt werden, entsprechende längere Stillstandzeiten wie etwa bei normalen Druck- und Siedewasserreaktoren entfallen. Auch zur Herstellung von relativ reinem Plutonium-239 (mit nur geringem Anteil höherer Pu-Isotope) ist dies von Vorteil.
- Durch Zu- oder Abschalten von Druckröhrengruppen (beim RBMK und MKER auch einzelnen Druckröhren) kann die Reaktorleistung auf verschiedene Werte eingestellt werden..
- Erhöhte Sicherheit durch mehrere Kreisläufe (CANDU).
[Bearbeiten] Nachteile und Risiken
Als Nachteile aus sicherheitstechnischer Sicht sind zu nennen:
- Es müssen bei Hunderten von Druckröhren Betriebsparameter ausgelesen und kontrolliert werden. Die Steuerung und Kontrolle des Reaktors ist dadurch komplexer und störanfälliger. Einige Reaktoren (unter anderem der RBMK) wurden mit moderner Computertechnik nachgerüstet.
- Bei einem Kühlmittelverluststörfall fällt nicht automatisch der Moderator mit aus, so dass die Reaktivität nicht zwangsläufig abnimmt. Im Fall von Leichtwasser als Kühlmittel, wie beim RBMK, nimmt sie unter Umständen sogar zu, da die neutronenabsorbierende Wirkung des Kühlmittels fehlt. Beides zusammen bewirkt einen schnellen Leistungsanstieg, der bei der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl zur Entzündung des Graphits geführt hat. Diese Katastrophe eines Druckröhrenreaktors vom Typ RBMK wurde wesentlich von den konstruktionsbedingten Sicherheitsproblemen mitbestimmt.
- Eignung zur Herstellung von waffenfähigem Plutonium (siehe oben)
