Weniger Filteraufwand beim Reaktorrückbau durch Laserstrahlschneiden

Es wer­den immer mehr Atom­kraftwerke durch den Atom­ausstieg still­gelegt oder sie erre­ichen ihre max­i­male Lebens­dauer. Um bei Demon­tagear­beit­en den zusät­zlichen Aufwand der Wasser­fil­terung beim direk­ten Rück­bau zu reduzieren, haben Wis­senschaft­lerin­nen und Wis­senschaftler des Laser Zen­trum Han­nover e.V. (LZH) ein laser­basiertes Schnei­d­ver­fahren entwick­elt und vali­diert. Mit diesem gelan­gen beim Zer­schnei­den der Reak­tor­be­häl­tere­in­baut­en bis zu 95 Prozent weniger radioak­tiv kon­t­a­minierte Sekundärabfälle ins Wasser.
Beim direk­ten Rück­bau wer­den die Reak­torkom­po­nen­ten an Ort und Stelle im Kühlwass­er zer­legt. Für diesen Ansatz hat sich die Gruppe Unter­wassertech­nik des LZH eine bes­timmte Eigen­schaft des Laser­strahlschnei­dens zu Nutze gemacht: die Schmelze aus der Fuge bleibt beim Schnei­den am Blech haften. Bei kon­ven­tionellen Ver­fahren, wie dem Wasser­strahlschnei­den oder dem Schnei­den mit Säge­blät­tern, geht Mate­r­i­al aus der Fuge und prozess­ab­hängig gegebe­nen­falls auch zusät­zlich Abra­sivmit­tel ins Kühlwass­er über. Das Wass­er muss dann aufwendig von diesen Sekundärabfällen gere­inigt werden.

Parameter optimiert: 95 Prozent weniger Sekundärabfall im Wasser

Durch geschick­tes Anpassen der Para­me­ter wie Laser­leis­tung, Gas­druck und Schnei­dgeschwindigkeit, kon­nten die Forschen­den den Gewichtsver­lust beim Schnei­den von Edel­stahlblechen bis zu 95 Prozent ver­ringern. Entsprechend weniger Sekundärabfälle gehen ins Wass­er über. Der Prozess funk­tion­iert ähn­lich bei Zirko­ni­um­legierun­gen, ein eben­falls üblich­es Mate­r­i­al für Reaktorkomponenten.

Erfolgreiche Tests im Unterwassertechnikum Hannover

Im Unter­wassertech­nikum Han­nover der Leib­niz Uni­ver­sität Han­nover gelang es der Gruppe in ein­er Wasser­tiefe von vier Metern erfol­gre­ich drei und fün­fzehn Mil­lime­ter dicke Edel­stahlbleche zu schnei­den. Dafür haben sie eine Laserop­tik entwick­elt und gebaut, die darauf opti­miert ist, Kraftwerk­skom­po­nen­ten unter Wass­er zu zer­legen. Die Ver­suche führten sie mit einem mobilen Scheiben­laser der Laser on Demand GmbH, ein­er LZH-Aus­grün­dung, durch. Im Rah­men der Vali­dierung kon­nte die Gruppe Unter­wassertech­nik des LZH zusam­men mit dem Part­ner Ora­no GmbH, Nürn­berg, den Prozess vom Labor­maßstab auf Indus­trie-nahe Kon­di­tio­nen heben, entsprechend dem Tech­nol­o­gy Readi­ness Lev­el 6.