Entwicklung von Messtechnik zur Beprobung kontaminierter Betonbaukörper kerntechnischer Anlagen während des Rückbaus (KOBEKA)

Abstract

Während der Beprobung der Betonstrukturen des Reaktorgebäudes im Kernkraftwerk Stade (KKS) wurden Kontaminationen in der Betonkalotte, also dem unteren Teil des Reaktorsicherheitsbehälters, vorgefunden. Diese wurden durch Primärkreiswasser während des Anlagenbetriebes bei regelmäßigen auslegungsgemäßen Prüfungen der Sicherheitssysteme eingetragen. Während des Kraftwerksbetriebs kam es dabei zu multiplen Kontakten der Bodenstrukturen des Sicherheitsbehälters mit kontaminiertem Kühlmittel. Auf Grund der standardmäßig vorhandenen und intakten Dekontaminationsbeschichtungen wurde davon ausgegangen, dass das Eindringen von Kontamination in den Beton wirksam verhindert worden ist. Die Kontaminationsfunde in der Kalotte des KKS im Jahr 2014 widerlegten diese Annahme aber grundsätzlich. Der überraschende Kontaminationsfund führte zu einer neuen Aufgabenstellung, der Freigabe von großen Betonstrukturen, in die Kontamination tief eingedrungen ist. Es ist davon auszugehen, dass diese Aufgabenstellung auch andere kerntechnische Anlagen in Deutschland und weltweit betrifft. Mangels detaillierter Kenntnisse über die Permeabilität von Dekontaminationsbeschichtung und Betonstruktur ist das Wissen über potenzielle Eintrittsorte, Ausbreitungswege und die radiologische Situation gering. Fehlende Detailkenntnisse zur Kontaminationsverteilung gestalten den Rückbau erheblich schwieriger und mithin zeit- und kostenaufwändiger. Daraus ergibt sich der Bedarf, tief eingedrungene Kontamination in großen Betonstrukturen sicher auszuschließen oder in ausreichender Detailtiefe zu lokalisieren und gesamtheitlich zu bewerten. Kernpunkte sind die räumliche Eingrenzung der Kontamination inklusive der Kontaminationseigenschaften und die Bereitstellung von Daten für weitere Planungen über eine Kartierung. Die Beprobung geschah bislang durch punktuelle Kernbohrungen mit anschließender Laboranalyse. Allerdings schränken fehlende Zugänglichkeit, baustatische Randbedingungen und Kosten die Zahl der Beprobungsbohrungen ein. Erschwerend wirkt sich auch der große Zeitbedarf für Kernbohrungen aus, der in Konkurrenz zu laufenden Rückbauvorhaben stehen kann. Eine Alternative zu Kernbohrungen sind schlanke Bohrlöcher mit 2 bis 3 cm Durchmesser, welche die Baustatik wesentlich weniger beeinträchtigen. Allerdings stehen dann keine Bohrkerne für eine Analytik zur Verfügung. Im Rahmen des Verbundvorhabens KOBEKA wurden neue Mess- und Sensortechniken für die Beprobung von Vollbohrungen entwickelt, welche in-situ bereits während der Beprobung eine Vielzahl der erforderlichen Daten generiert. Das Spektrum der Bohrlochdiagnostik kann so maßgeblich erweitert werden und die Laboranalysen von Bohrkernen oder Bohrmehl ergänzen.