Drosselkörper – ein mangelhafter Werkstoff

Seit 1978 ist bekannt, dass Drosselkörper mangelhaft sind – trotzdem sind sind sie bis heute in Reaktorkernen im Einsatz.
Wir haben Fragen und Antworten zu den defekten Drosselkörpern im AKW Grohnde und anderswo zusamengestellt.

Hintergrund:

Am 15. Mai 2014 meldete Eon als Betreiber im Zuge der Revision des AKW Grohnde dem niedersächsischen Umweltministerium (NMU), dass ein Fremdkörper im Reaktordruckbehälter gefunden worden sei: ein zwei Zentimeter langes Teil einer Druckfeder eines sogenannten Drosselkörpers. Die Feder war doppelt gebrochen. Bei weiteren Untersuchungen stellte sich heraus, dass nicht nur eine, sondern sogar neun Druckfedern beschädigt waren. Eon behauptet, die Drosselkörper hätten „keine sicherheitstechnisch relevante Funktion“. Richtig ist: Defekte Drosselkörper können Schäden im Reaktor verursachen und das ordnungsgemäße Einfahren der Steuerstäbe behindern.

(Stand der Informationen: 25. Juni 2014)

  • Was ist ein Drosselkörper und welche Funktion hat die Druckfeder daran?

    Der Reaktorkern des AKW Grohnde – wie die AKW Brokdorf, Grafenrheinfeld und Philippsburg 2 Reaktoren der sogenannten „Vorkonvoi“-Reihe – enthält 193 Brennelemente. Am Kopfende von 132 dieser Elemente sitzen sogenannte Drosselkörper. Diese Bauteile sollen für den gleichmäßigen Fluss des Kühlwassers um die Brennstäbe herum sorgen. Die Drosselkörperfedern sind ein Teil dieser Drosselkörper; sie sollen diese auf Position halten, auch wenn die Brennelemente sich beim Erhitzen ausdehnen.

  • Welche Folgen kann eine defekte Druckfeder eines Drosselkörpers haben?

    Durch Schäden am Drosselkörper können sich zum einen die thermohydraulischen Verhältnisse im Reaktorkern, also die Wasserströme durch die Brennelemente und somit deren Kühlung ändern – ein prinzipiell sicherheitsrelevantes Problem. 

    Zum anderen stellen lose Teile im Reaktorkern immer eine Sicherheitsgefahr dar. Bruchstücke der Druckfeder könnten, wie das Bundesumweltministerium einräumt, zum Beispiel Dampferzeuger-Heizrohre oder Brennstäbe beschädigen oder gar das vollständige Einfahren von Steuerstäben verhindern; letztere sollen eigentlich bei Bedarf die Kettenreaktion unterbrechen. Sind Brennelemente beschädigt, können radioaktive Stoffe ins Kühlwasser gelangen und über die Kühlwasserreinigung so auch mehr Radioaktivität in die Umwelt.

  • Was kann passieren, wenn Dampferzeuger-Heizrohre beschädigt werden?

    Da auch Dampferzeuger-Heizrohre mit zunehmendem Alter verspröden und sich Risse bilden, könnte selbst ein kleineres Bruchstück wie das einer Druckfeder an ihnen auch größeren Schaden anrichten. Je nach Größe des Lecks wäre dann ein Druckausgleich zwischen Primär- und Sekundärkreislauf nötig – borfreies Wasser aus dem Sekundärkreislauf könnte in den Primärkreislauf und den Reaktordruckbehälter gelangen. Trotz eingefahrener Steuerelemente könnte der Reaktor auf diese Weise wieder kritisch werden. Ein solches Szenario beschäftigt derzeit die Reaktorsicherheitskommission – der ehemalige Leiter des AKW Biblis hat es in seinem Buch „Der Störfall“ in Romanform beschrieben.

  • Wie viele der Druckfedern an den Drosselkörpern im AKW Grohnde waren tatsächlich gebrochen?

    Zunächst war nur von einer gebrochenen Druckfeder an einem einzigen Drosselkörper die Rede. Auf Betreiben des niedersächsischen Umweltministeriums veranlasste Eon dann eine endoskopische Untersuchung aller Drosselkörper im AKW Grohnde. Dabei entdeckte der AKW-Betreiber weitere acht Druckfedern, die seit unbekannter Zeit beschädigt waren. Insgesamt waren also neun von 132 Druckfedern an Dosselkörpern beschädigt, darunter sechs einfach und zwei doppelt gebrochen; keiner weiß, wie lange schon. 

  • Hat es auch in der Vergangenheit bereits Schäden an Druckfedern der Drosselkörper im AKW Grohnde gegeben?

    Ja. Bereits in den letzten Jahren hat Eon bei der Revision des AKW derlei Schäden entdeckt. Der Konzern tauschte die betroffenen Drosselkörper daraufhin einfach aus, ohne die Öffentlichkeit zu informieren. Auch eine formelle Meldung der Schäden an die Atomaufsicht unterblieb.

  • Warum hat Eon die gebrochenen Druckfedern nicht schon während des Betriebs entdeckt?

    Eon hat nicht hingeschaut oder nicht aufgepasst. Die Körperschallüberwachung etwa, die eigentlich Schäden im Reaktorkern während des Betriebes entdecken soll, hat in diesem Fall offensichtlich versagt. Selbst bei den für diese Teile vorgesehenen regelmäßigen wiederkehrenden Prüfungen hat Eon die Federbrüche nicht bemerkt. Entdeckt worden ist der Schaden vielmehr erst während der diesjährigen Revision des AKW nach der Neubeladung des Kerns bei einer Inspektion mit einer Unterwasserkamera – und selbst das offensichtlich nur zufällig: In den vergangenen Jahren sind – trotz bereits aufgetretener Schäden! – Untersuchungen jedenfalls nur stichprobenweise erfolgt.

  • Sind auch andere AKW betroffen?

    Ja. Eon gab am 2. Juni 2014 bekannt, dass auch im AKW Grafenrheinfeld bei einer Überprüfung vier kaputte Druckfedern an Drosselkörpern gefunden worden seien. Am 17. Juni 2014 ist eine sogenannte Weiterleitungsnachricht zum Thema – die offizielle Information und Warnung aller AKW-Betreiber durch das Bundesumweltministerium bzw. die Gesellschaft für Reaktorsicherheit (GRS) – erfolgt.

  • Hat Eon die Drosselkörperschäden unverzüglich gemeldet?

    Nein. Eon hat – wie schon in den Jahren zuvor – auch die aktuell entdeckten Schäden an den Drosselkörpern zunächst nicht als „meldepflichtiges Ereignis“ eingestuft. Auch dem niedersächsischen Umweltminister, der am 13. Mai 2014 drei Stunden lang im AKW Grohnde weilte, um sich über den zuvor bekannt gewordenen Generatorschaden zu informieren, erzählte Eon nichts vom da bereits bekannten ersten Drosselkörperschaden; lediglich die Fachbeamten wurden informiert. Erst Ende Mai 2014, als der AKW-Betreiber zum atomaufsichtlichen Gespräch ins Ministerium geladen war, zeigte er den Neunfachschaden aus dem Reaktorkern offiziell als „meldepflichtiges Ereignis“ an.

  • Was ist über den auch für die Druckfedern der Drosselkörper verwendeten Werkstoff bekannt?

    Die Druckfedern der bisherigen Drosselkörper am AKW Grohnde sind aus dem Werkstoff „Inconel X 750“ gefertigt. An dessen Eignung für den Einsatz in Atomkraftwerken gibt es seit mehr als 35 Jahren begründete Zweifel: Schon 1978 (!) traten erste Risse an Bauteilen im Reaktorkern auf. 1990 räumte selbst die schwarz-gelbe Bundesregierung „systematische Schäden an Konstruktionselementen aus dem Werkstoff Inconel X 750“ ein, darunter auch „Schäden an Federelementen“. Unter anderem traten 1983 im AKW Grafenrheinfeld, 1987 im AKW Grohnde, 1988 im AKW Brokdorf und 1989 im AKW Philippsburg 2 Risse an Brennelement-Zentrierstiften aus Inconel X 750 auf, außerdem 1985 an aus demselben Werkstoff gefertigten Schrauben im AKW Gundremmingen B. Inconel X 750, konstatierte die Regierung 1990, sei unter anderem bei Kontakt mit Wasser aus dem Kühlkreislauf von Atomkraftwerken besonders „anfällig gegen interkristalline Spannungsrisskorrosion“. Die meisten Bauteile, bei denen derartige Risse aufgetreten waren, mussten durch solche aus einem anderen Werkstoff ersetzt werden.

    Der „Spiegel“ schrieb bereits 1988: „Immerhin musste Töpfer erstmals öffentlich eingestehen, dass der Stoff, aus dem die Stifte sind, nicht viel taugt und zum Dauerproblem für die Atomindustrie geworden ist.“ Klaus Töpfer war damals Bundesumweltminister.

  • Ist die Ursache der Schäden an den Drosselkörpern des AKW Grohnde bekannt?

    Nein. Die von Eon selbst beauftragte Untersuchung ergab lediglich, dass bei Druckfedern aus Inconel X 750 unter den im Reaktorkern vorherrschenden Bedingungen mit Federbrüchen zu rechnen ist. Eine eigene Untersuchung der stark strahlenden Bruchstücke, wie sie das Umweltministerium zunächst anstrebte, scheiterte daran, dass kein weiteres Labor diese kurzfristig hätte durchführen können.

  • Was hat der vom niedersächsischen Umweltministerium beauftragte Sachverständige empfohlen?

    Prof. Anton Erhard von der Bundesanstalt für Materialforschung (BAM), zugleich Vorsitzender des Werkstoffe-Ausschussses der Reaktorsicherheitskommission, empfahl den kurzfristigen Austausch aller Drosselkörper aus dem Werkstoff Inconel X 750.

  • Hat Eon alle Drosselkörper ausgetauscht?

    Nein. Eon hat zunächst nur die neun beschädigten Drosselkörper durch neue aus dem angeblich leicht besseren Werkstoff Inconel X 718 ersetzt. Erst unter dem Druck des Gutachtens willigte der Konzern dann ein, zumindest 61 der 132 Drosselkörper gleich auszutauschen; die übrigen 71 sollen weiterhin erst bei der nächsten Revision im April 2015 folgen. Grund dafür ist, dass offenbar nur 61 neue Drosselkörper kurzfristig verfügbar waren, der Reaktor aber schnell wieder ans Netz sollte: Wirtschaftlichkeit geht hier vor Sicherheit.

  • Sind weitere Schäden an den Drosselkörpern im AKW Grohnde und in anderen AKW ausgeschlossen?

    Keineswegs. Was genau die Schäden in Grohnde verursachte, ist weder aufgeklärt noch ist die Ursache behoben. Die Druckfedern von mehr als der Hälfte der Drosselkörper im AKW Grohnde sind nach wie vor aus dem rissanfälligen Inconel X 750; in anderen AKW sieht es nicht besser aus. Schäden, Risse und Brüche sind also weiterhin jederzeit möglich. Sie sind sogar jeden neuen Tag noch wahrscheinlicher als bisher, denn mit zunehmendem Alter wird das Material immer spröder.

  • Was fordert .ausgestrahlt?

    Die Atomaufsicht muss …

    • eindeutig klären, wie es zum Bruch der Drosselkörperfedern im AKW Grohnde kommen konnte und welche Folgen das für die Sicherheit und die Emissionen des Reaktors haben kann (Änderungen der Wasserströme durch die Brennelemente, Schäden an Brennelementen und Dampferzeuger-Heizrohren durch umhertreibende Bruchstücke, mögliches Auslösen eines „Wasserpfropfen“-Störfalls usw.),
    • sicherstellen, dass keine losen Teile im Reaktorkern umhertreiben können.

    Sie darf sich, insbesondere auch bei der sicherheitstechnischen Beurteilung möglicher Schäden und deren Folgen, nicht auf die Behauptungen von AKW-Betreibern und Atomindustrie verlassen, sondern muss externe Sachverständige heranziehen.

    Sie muss sicherstellen, dass es zu keinen weiteren Schäden im Reaktorkern kommt und dass defekte oder aus einem offensichtlich ungeeigneten Werkstoff hergestellte Bauteile umgehend ausgetauscht werden. Atomkraftwerke, die dies nicht nachweisen können, dürfen nicht ans Netz.


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