Gefährliche Risse!

Untersuchungen im AKW Neckarwestheim‑2 haben im September 2019 zum dritten Mal in Folge Schäden in den Dampferzeugern aufgedeckt. Fast 300 Rohre weisen zum Teil tiefgehende Risse auf. Expert*innen warnen, dass ein Bruch der Rohre einen Störfall bis hin zur Kernschmelze auslösen könnte. Trotzdem hat das Umweltministerium in Stuttgart den Reaktor – wie schon nach den Rissfunden im Herbst 2018 – wieder ans Netz gelassen.

 

 

Wir fordern:

  • Das AKW Neckarwestheim‑2 muss vom Netz, solange weitere gefährliche Risse in den Heizrohren und/oder weitere Korrosionsschäden nicht hundertprozentig ausgeschlossen sind.
  • Die Atomaufsicht darf sich nicht erneut auf ein angebliches „Leck-vor-Bruch“-Verhalten von Rohren verlassen, von dem bekannt ist, dass es für die im AKW Neckarwestheim‑2 vorkommenden Schäden gar nicht existiert.
  • Umweltminister Franz Untersteller (Grüne) muss die Sicherheit der Bevölkerung im Großraum Stuttgart endlich vor die wirtschaftlichen Interessen von EnBW stellen – auch wenn der AKW-Betreiber ein quasi landeseigener Konzern ist.
     

Unbekannt und unerkannt

Aufsichtsbehörden und Sachverständige sollen die Sicherheit der AKW garantieren – doch längst nicht alle ihre Annahmen erweisen sich als richtig. Das zeigen die zahlreichen neuen Rissfunde im AKW Neckarwestheim‑2

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Foto: Julian Rettig

Umweltminister Franz Untersteller (Grüne) war sich seiner Sache sicher. Die Probleme mit den rissigen Rohren im AKW Neckarwestheim‑2 seien „behoben“, verkündete er beim Redaktionsbesuch in der „Heilbronner Stimme“. Das war im Mai. Vier Monate später holt die Realität den Minister ein. Die erneute Untersuchung der seit Jahren von Korrosion betroffenen Dampferzeuger des Reaktors hat 209 weitere Risse an 191 Rohren offenbart, dazu mindestens 66 neue Fälle von Lochkorrosion.

Die Schäden an den so genannten Dampferzeugerheizrohren sind keine Lappalie. Die Rohre sind Teil des Primärkreislaufs des Reaktors, durch sie strömt das heiße, unter hohem Druck stehende radioaktive Wasser aus dem Reaktorkern. Ein Bruch auch nur eines der mehr als 16.000 Rohre wäre bereits ein nur schwer zu beherrschender Kühlmittelverluststörfall. Würde noch ein weiteres Rohr beschädigt, wäre der Störfall bereits auslegungsüberschreitend – eine Kernschmelze droht.

Es ist das dritte Jahr in Folge, dass im AKW Neckarwestheim‑2 Korrosionsschäden an den Rohren in den Dampferzeugern auftauchen. EnBW, die Untersteller unterstellte baden-württembergische Atomaufsicht und die von ihr hinzugezogenen Sachverständigen haben jedes Mal Annahmen zum Zustand des Reaktors, zum Umfang der Schäden und zum Schadensmechanismus getroffen und den Reaktor auf Basis dieser Annahmen wieder ans Netz gelassen. Diese aber stellten sich mehrfach als falsch heraus.

Falsch eingeordnet

2017 fallen bei Routinekontrollen erstmals muldenförmige Wanddickenschwächungen an einigen Dampferzeuger-Rohren auf. Die Atomaufsicht schließt Lochkorrosion als Ursache zunächst aus: Diese sei angesichts des hoch korrosionsfesten Werkstoffs und der angenommenen Zusammensetzung des Wassers physikalisch-chemisch unmöglich. Tatsächlich sind beide Annahmen falsch: Das Wasser ist, obwohl es die geltenden Grenzwerte einhält, so aggressiv, dass es die Rohre angreift und diese in einem so schlechten Zustand, dass sie eben doch anfällig für Lochkorrosion sind.

Hätten Betreiber, Sachverständige und/oder Atomaufsicht das erkannt, hätten sie auch auf die Idee kommen können (und müssen), dass möglicherweise noch andere Korrosionsmechanismen am Werk sind. Lochkorrosion nämlich hat dieselben chemischen Voraussetzungen wie die weitaus brisantere Spannungsrisskorrosion – mit dem einzigen Unterschied, dass für das Auftreten von Spannungsrisskorrosion zusätzlich noch Materialspannungen nötig sind. Dass solche Spannungen an bestimmten Stellen der Dampferzeuger-Rohre auftreten, ist seit Langem bekannt. Folglich hätte bei korrekter Einordnung der ersten Korrosionsbefunde sofort der Verdacht im Raum stehen müssen, dass auch die Gefahr von Spannungsrisskorrosion besteht und entsprechende Untersuchungen erfolgen müssen. So aber kommt niemand auf den Gedanken, die Rohre auf Risse zu untersuchen. Stattdessen darf der Reaktor mit Zustimmung der Behörde und der Sachverständigen wieder ans Netz, ohne dass die Ursache für die entdeckte Korrosion geklärt ist – und mit mutmaßlich zahlreichen, auch damals schon tiefen, aber noch unerkannten Rissen.

2018, nach weiteren Funden volumenförmiger Vertiefungen, lässt die Behörde dann endlich sämtliche Rohre aller vier Dampferzeuger in Neckarwestheim untersuchen. Und siehe da: 101 weisen Risse auf, stellenweise ist die Rohrwand schon bis auf einen 0,1 Millimeter dünnen Rest durchgefressen. Lochfraß und Spannungsrisskorrosion lautet nun die Diagnose, als Ursache benennt der Betreiber Oxidationen aufgrund der 2010 begonnenen Einspeisung von Sauerstoff in den Dampfkreislauf und Sulfate, die aus dem dreckigen Neckarwasser über seit 2013 auftretende Leckagen in den Dampfkreislauf gelagen. Die Sauerstoffeinspeisung geschah mit Billigung von Aufsichtsbehörde und Sachverständigen, die Kondensator-Leckagen sind offenbar ebenfalls seit Jahren bekannt. Die dadurch hervorgerufenen Gefahren jedoch hatte keine*r der für die Sicherheit des AKW Zuständigen im Blick.

Blinde Messonde

Bei den Untersuchungen der Rohre im Herbst 2018 unterläuft Prüfer*innen, Aufseher*innen, Betreiber und Sachverständigen der nächste Fauxpas: Niemand kommt auf den Gedanken, dass die als Ursache der Korrosion benannten Ablagerungen von Eisenoxiden und Sulfaten am unteren Ende der Rohre unter Umständen auch die Messsignale der zur Untersuchung der Rohre eingesetzten Sonden verfälschen. Genau das aber ist der Fall: Die Störsignale der Ablagerungen überlagern in zahlreichen Fällen die Riss-Signale – und das genau an der Stelle, wo die Risse auftreten, nämlich am unteren Ende der Rohre.

Betreiber, Sachverständige und Behörden erliegen somit erneut einer gravierenden Fehlannahme. Sie alle gehen davon aus – und bestätigen das in ihren Testaten – dass nach Untersuchung aller Rohre auch alle Risse entdeckt und somit alle rissigen Rohre verschlossen wurden. Der angeblich „rissfreie“ Zustand des Reaktors ist Voraussetzung für die Wiederinbetriebnahmegenehmigung und eine der Grundlagen des angeblichen „Integritätsnachweises“ der Rohre für den bevorstehenden Betriebszyklus. „Die defekten Heizrohre sind verschlossen und nicht mehr in Betrieb“, begründet Umweltminister Untersteller damals seine Zustimmung zum Wiederanfahren des Reaktors. Wie wir heute wissen, war dieser alles andere als rissfrei. In dem Zustand, in dem das AKW Neckarwestheim‑2 im November 2018 tatsächlich war, hätte es nach den von der Behörde, den Sachverständigenorganisationen und der Reaktorsicherheitskommission selbst gesetzten Maßstäben niemals ans Netz gehen dürfen.

Der Fehler fällt erst Monate später auf. Infolge der Rissfunde in Neckarwestheim hat das Bundesumweltministerium verstärkte Risskontrollen auch in allen anderen AKW gefordert. Bei Untersuchungen der Dampferzeuger im AKW Lingen/Emsland schöpft der mit den Prüfungen betraute AKW-Hersteller Framatome Verdacht. Eine daraufhin eingesetzte weitere Sonde weist dort schließlich einen zuvor unentdeckten Riss nach, der 58 Prozent der Wandstärke bereits durchdrungen hat. In der Folge kommt diese Sonde auch in Neckarwestheim‑2 zum Einsatz – und wird fündig. 95 der 209 im Sommer 2019 entdeckten Risse waren demnach schon 2018 vorhanden, wurden aber übersehen. EnBW verkauft diesen Skandal als Fortschritt bei der Messtechnik.

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Foto: Julian Rettig

Atomaufsicht und Gutachter*innen verlieren über ihre Fehlannahmen 2018 kein einziges Wort. Dafür halten sie an einer weiteren Annahme fest: Der nämlich, dass ein Riss in einem der Rohre sowohl beim Weiterwachsen als auch unter Belastung zwingend immer zuerst ein Leck verursache, das Rohr also nicht einfach abreiße. Ein Leck jedoch, so die Argumentation, könne zeitnah detektiert werden, der Reaktor müsse dann – eine Auflage seit 2018 – umgehend herunterfahren. Untersuchungen der Materialprüfungsanstalt Stuttgart an Original Dampferzeuger-Heizrohren, wie sie auch im AKW Neckarwestheim‑2 verbaut sind, kamen allerdings zu einem anderen Ergebnis: Ein Leck bildete sich nur, wenn der Riss längs zur Rohrachse verlief. Bei umlaufenden Kerben, wie sie die Risse in Neckarwestheim verursachen, brach das Rohr unter Belastung spontan ab.

Grüne halten an AKW-Betrieb fest

Würden Risse wie in Neckarwestheim in einem ausländischen AKW, etwa in Tihange auftreten, wäre die Aufregung quer durch alle Parteien groß. In Neckarwestheim hingegen akzeptiert die Politik das Atom-Risiko – sogar die grün geführte Landesregierung. EnBW ist de facto ein Staatskonzern, das Land Baden-Württemberg Hauptanteilseigner. Der frühere CDU-Ministerpräsident Mappus brauchte nach Fukushima ganze vier Tage, um mit dem damaligen EnBW-Chef das endgültige Aus des AKW Neckarwestheim‑1 zu vereinbaren, für dessen Laufzeitverlängerung der Konzern zuvor jahrelang gekämpft hatte; der Meiler ging nie wieder ans Netz. Die baden-württembergischen Grünen hingegen, hervorgegangen aus den Anti-Atom-Protesten in Whyl und anderswo, und ihr Regierungspersonal halten seit mehr als acht Jahren am Weiterbetrieb der AKW Neckarwestheim‑2 (und Philippsburg‑2) fest. Ein schwerer Atomunfall in Neckarwestheim, so urteilte 2018 der Leiter der baden-württembergischen Atomaufsicht in der Debatte über die Risse, sei „vollkommen unwahrscheinlich“. Das jedenfalls war die Annahme.

Armin Simon

Dieser Artikel erschien ursprünglich im .ausgestrahlt-Magazin Nr. 45 (Oktober 2019)

 

 


Von Rissen wissen

Gefährliche Risse in den Heizrohren der Dampferzeuger des AKW Neckarwestheim sorgen im Herbst 2018 für Schlagzeilen und für einen Disput zwischen .ausgestrahlt und der Atomaufsicht in Stuttgart, die den Reaktor trotz allem wieder ans Netz lässt. Ein Sachstand

Mehr als hundert von heißem radioaktivem Wasser durchströmte und unter hohem Druck stehende Heizrohre in den Dampferzeugern des AKW Neckarwestheim‑2 weisen teilweise tiefgehende Risse auf. Die Risse, die unvorhersehbar und schnell wachsen können, haben an einzelnen Stellen schon bis zu 91 Prozent der Rohrwand durchdrungen, das Metall ist dort nur noch 0,1 Millimeter dick. Als .ausgestrahlt diese Informationen aus dem Umweltministerium im Oktober öffentlich macht, ist die Aufregung groß. Denn der Abriss eines oder mehrerer der rund 16.000 Heizrohre, schreibt Reaktorsicherheitsexperte Manfred Mertins in einer Stellungnahme für .ausgestrahlt, kann bereits einen schwerwiegenden, unter Umständen sogar auslegungsüberschreitenden Störfall auslösen. Davor hatte – unter Verweis auf ein weiteres mögliches Unfallszenario – auch der ehemalige Betriebsleiter des AKW Biblis‑B, Helmut Mayer, im .ausgestrahlt-Magazin Nr. 41 gewarnt.

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Foto: Stefan Mayer Projektion am AKW Neckarwestheim im Oktober 2018

In den vier Dampferzeugern des AKW strömt das mehr als 300 Grad heiße radioaktive Wasser des Primärkreislaufs, das aus dem Reaktorkern kommt, durch jeweils 4.000 etwa 13 Meter lange, u-förmig gebogene Rohre, die sogenannten Heizrohre. Diese geben die enorme Hitze an das sie umströmende Wasser des Sekundärkreislaufs ab, das dabei verdampft; der unter hohem Druck stehende Dampf treibt schließlich die Turbinen, diese wiederum die Generatoren an – fertig ist der Atomstrom.

In seiner eigenen Mitteilung hatte das Umweltministerium zunächst nur von einer „größeren Anzahl“, EnBW sogar nur von „einzelnen“ betroffenen Heizrohren gesprochen. Weder EnBW noch die Atomaufsicht hatten zudem darauf hingewiesen, dass es sich bei den Rissen um die besonders gefährliche Spannungsrisskorrosion handelt (dazu unten mehr), noch hatten sie erwähnt, dass neben den Rissen auch muldenförmige Korrosionen an den Heizrohren aufgetreten sind.
Letzteres ist deswegen beachtlich, weil EnBW bereits während der Revision im Herbst 2017 „muldenförmige Vertiefungen“ an der Außenseite von 32 Heizrohren des Dampferzeugers Nr. 10 melden musste (der ebenfalls stichprobenweise untersuchte Dampferzeuger Nr. 30 war ohne Befund). Die damals in Absprache mit der Atomaufsicht eingeleiteten Gegenmaßnahmen konnten den Schadensmechanismus aber offensichtlich nicht abstellen: Im Laufe des
Betriebszyklus 2017/2018 vergrößerten sich bereits vorhandene Befunde, neue kamen hinzu.

Gefährliche Fehleinschätzungen

Die dem grünen Umweltminister Untersteller unterstehende Atomaufsicht in Stuttgart nahm die Wanddickenschwächungen 2017 auch nicht zum Anlass, sofort alle vier Dampferzeuger des AKW überprüfen zu lassen – andernfalls hätte EnBW den Reaktor nicht so schnell wieder in Betrieb nehmen können. Vielmehr ordnete sie eine Überprüfung der beiden anderen Dampferzeuger erst für die Revision 2018 an. Damit sei man bereits über die Anforderungen des kerntechnischen Regelwerks hinausgegangen, argumentiert die Behörde. Ohne dass die Ursache der Korrosion geklärt wäre, darf der Reaktor am 28. September 2017 schließlich wieder ans Netz. Lochkorrosion allerdings, das teilt die Behörde damals auf Anfrage mit, sei an den Heizrohren schon aus physikalisch-chemischen Gründen unmöglich.

Inzwischen ist klar, dass diese Einschätzung falsch war: Bei den muldenförmigen Vertiefungen handelte und handelt es sich um Lochkorrosion. Was sowohl EnBW als auch die Aufsichtsbehörde hätte stutzig machen müssen. Denn die Heizrohre in den Dampferzeugern sind aus einem eigentlich besonders korrosionsbeständigen Material gefertigt. Korrodiert dieses trotzdem, ist das ein Hinweis darauf, dass die schützende chromhaltige Schicht an der Oberfläche stellenweise beschädigt ist.

An dieser Stelle kommen die oben erwähnten und weitaus gefährlicheren Risse ins Spiel: Denn an den beschädigten Oberflächen können sich Sulfite und Chloride aus dem Wasser des Sekundärkreislaufs absetzen. Damit wiederum sind an den herstellungsbedingt unter Zugspannungen stehenden Heizrohren die Voraussetzungen für Spannungsrisskorrosion gegeben – die Ursache der 2018 schließlich entdeckten 101 Risse.

Spannungsrisskorrosion sagt die Materialwissenschaftlerin Ilse Tweer, die sich lange mit dem Phänomen beschäftigt hat, sei deshalb so gefährlich, weil man sie „nicht vorhersagen“ könne. Lägen die entsprechenden Randbedingungen vor, könnten solche Risse unerwartet auftreten und unvorhersehbar schnell fortschreiten.

Wann genau die Risse im AKW Neckarwestheim‑2 entstanden und in welchem Tempo sie gewachsen sind, ist unbekannt: Die betroffenen Dampferzeuger Nr. 20 und 40 waren zuletzt 2014 und auch damals nur stichprobenweise kontrolliert worden. Die Reaktorsicherheitskommission hält nach Erfahrungen in anderen AKW fest, dass bei Spannungsrisskorrosion schon innerhalb von 1,5 bis 2 Jahren „mit einem wanddurchdringenden Riss gerechnet werden müsse“.

Dass sich überhaupt so viele korrosive Substanzen im Wasser des Sekundärkreislaufs befinden, ist, wie auf Nachfrage von .ausgestrahlt herauskommt, wiederum auf Fehleinschätzungen von Betreiber und Aufsichtsbehörde zurückzuführen. So gibt es im AKW Neckarwestheim‑2 offenbar erstens seit vielen Jahren Lecks in den Kondensator-Rohren, durch die zur Kühlung genutztes sulfathaltiges Neckarwasser in den Sekundärkreislauf eindringt. Zweitens speist EnBW, und zwar mit Billigung der Aufsichtsbehörde, seit 2010 absichtlich Sauerstoff in das Wasser des Sekundärkreislaufs ein, um Ablagerungen in den Zwischenüberhitzern zu bekämpfen. Wie der TÜV jetzt in einer Stellungnahme festhielt, führte diese Sauerstoffdosierung allerdings auch dazu, dass sich vermehrt Eisenoxid bildete. Die Rostpartikel lagerten sich unter anderem an den Enden der Dampferzeuger-Heizrohre ab, wo sie wie ein Schwamm für im Wasser enthaltene Chloride und Sulfate wirkten und so besonders korrosive Bedingungen schufen. Acht Jahre lang hatte diese Gefahr offenbar niemand auf dem Schirm.

Weitere Risse nicht ausgeschlossen

Nach Entdeckung der Risse stoppte EnBW notgedrungen die Sauerstoffeinspeisung wieder und dichtete die Kondensator-Leckagen teilweise ab. Zudem bemühte sich der Konzern, mit Spülungen möglichst viel der korrosionsfördernden Ablagerungen an den Enden der Heizrohre zu entfernen. Nach Aussage des TÜV können all diese Maßnahmen eine weitere Spannungsrisskorrosion aber „nicht ausschließen“. Auch die Atomaufsicht hält in ihrem abschließenden Bericht weitere Risse, selbst wanddurchdringend, für möglich.

Unter Bezugnahme auf die Stellungnahme des Reaktorsicherheitsexperten Manfred Mertins forderte .ausgestrahlt am 6. November, den Reaktor nicht wieder ans Netz zu lassen, „solange das Auftreten weiterer schnell wachsender Risse in den Dampferzeugern nicht hundertprozentig ausgeschlossen ist“. Die baden-württembergische Atomaufsicht, kurz davor, dem Wiederanfahren des Reaktors zuzustimmen, zeigte sich darüber not amused. Mit Blick auf die entdeckten Risse vor der Gefahr eines schweren Störfalls in Neckarwestheim zu warnen, sei unseriös, warf der Leiter der Atomaufsicht, Gerrit Niehaus, .ausgestrahlt öffentlich vor. EnBW, argumentiert er, habe die rissigen Rohre verschlossen und Maßnahmen getroffen, die die Gefahr weiterer Korrosionen verringern sollen. Es sei daher davon auszugehen, dass zumindest bis zur nächsten Revision kein Heizrohr leck schlage. Für den Fall, dass es doch dazu komme, habe man EnBW auferlegt, den Reaktor sofort abzufahren, damit das Leck sich nicht zum Bruch ausweiten könne. Rechtlich seien somit alle Voraussetzungen erfüllt, den Reaktor für zunächst neun Monate wieder in Betrieb zu nehmen. Die von Mertins in seiner Expertise beschriebenen Szenarien, so Niehaus, seien zwar möglich, in Neckarwestheim aber sehr „unwahrscheinlich“.
Das jedoch gilt für so ziemlich jedes Szenario, welches bisher zu einem Atomunfall geführt hat.

Armin Simon

 

Aktions- und Pressechronik (Auswahl)

21. September 2019: Mit einer überdimensionalen atomaren Geburtstagstorte empfängt .ausgestrahlt gemeinsam mit Atomkraftgegner*innen aus der Region die Delegierten des Jubiläumsparteitages der Grünen in Sindelfingen.

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Foto: Julian Rettig
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Foto: Julian Rettig

 

13. September 2019: .ausgestrahlt organisiert gemeinsam mit Initiativen vor Ort spontan eine Protestaktion vor dem AKW in Neckarwestheim, an der rund 50 Atomkraftgegner*innen teilnehmen.

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Foto: Julian Rettig

4. September 2019: Zur Behauptung von EnBW, die getroffenen Maßnahmen gegen die Rissbildung im AKW Neckarwestheim-2 zeigten bereits „erste Erfolge“, erklärt  .ausgestrahlt: EnBW täuscht Öffentlichkeit über den Zustand des AKW.

3. September 2019: Im AKW Neckarwestheim‑2 sind im dritten Jahr in Folge Korrosionsschäden an den Heizrohren in den Dampferzeugern entdeckt worden, darunter bisher insgesamt 292 zum Teil tief gehende Risse. Ursache der Risse ist nach Annahme von EnBW und Behörden die gefährliche Spannungsrisskorrosion, die Risse unvorhergesehen entstehen und schnell wachsen lässt. Durch die Heizrohre strömt unter hohem Druck stehendes heißes radioaktives Wasser aus dem Reaktorkern. Ein Abriss von Heizrohren kann zu einer Kernschmelze führen. .ausgestrahlt reagiert mit einer Pressemitteilung: Atomkraftgegner fordern endgültige Abschaltung.

26. Oktober 2018: "Wir flicken bis zum Super-GAU – EnBW“ ist in der Nacht zum 26.10. in großen Lettern auf der Reaktorkuppel des AKW Neckarwestheim‑2 zu lesen. .ausgestrahlt erklärt:EnBW darf die Sicherheit der Bevölkerung nicht weiter aufs Spiel setzen.

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Foto: Stefan Mayer

25. Oktober 2018: Zum wiederholten Mal fallen im AKW Neckarwestheim‑2 Schäden an den Heizrohren der Dampferzeuger auf. Ein Leck dort, warnt ein ehemaliger AKW-Betriebsleiter, könnte unter Umständen eine nicht mehr beherrschbare Kettenreaktion im Reaktor nach sich ziehen.

Fragen und Antworten...

A)... zur Korrosion der Dampferzeuger-Heizrohre im AKW Neckarwestheim‑2 und zu den möglichen Folgen eines Dampferzeuger-Heizrohrlecks.

  • Was ist ein Dampferzeuger?

    Dampferzeuger sind gigantische Wasserkocher und ein sicherheitstechnisch entscheidendes Bauteil von Druckwasserreaktoren wie Neckarwestheim‑2. Sie übertragen die Hitze des radioaktiven Reaktorkreislaufs an den nicht-radioaktiven Wasser-Dampf-Kreislauf. In den Dampferzeugern strömt das mehr als 300 Grad heiße, radioaktive Kühlwasser aus dem Reaktorkern mit einem Druck von ca. 160 bar durch gut 4.000 fingerdicke, u-förmig gebogene Heizrohre. An ihrer Außenseite fließt das nicht-radioaktive Wasser des Sekundärkreislaufs vorbei, das die Hitze aufnimmt und dabei – weil der Druck im Sekundärkreis mit 65 bar deutlich niedriger ist – verdampft. Dieser Dampf treibt dann die Turbinen an, die wiederum den Generator in Bewegung setzen, der den Strom erzeugt.
    Mit Ausnahme von Gundremmingen C sind alle noch laufenden AKW in Deutschland Druckwasserreaktoren und haben jeweils vier Dampferzeuger.

     

  • Welche sicherheitstechnische Bedeutung haben die Heizrohre in den Dampferzeugern?

    Die Heizrohre sind Teil der druckführenden Umschließung, die den radioaktiven vom nicht-radioaktiven Teil des Reaktors trennt, und damit eine der sicherheitstechnisch entscheidenden Barrieren gegen den Austritt von Radioaktivität. Ein Leck eines Heizrohrs ist ein Leck im Primärkreislauf und damit ein Kühlmittelverluststörfall.

     

  • Was passiert bei einem Dampferzeuger-Heizrohr-Leck (DEHL)?

    Das heiße, radioaktive und unter hohem Druck stehende Wasser des Reaktorkreislaufs schießt durch das Leck in den Sekundärkreislauf. Der Druck im Dampferzeuger steigt dadurch schnell an. Die Betriebsmannschaft muss den Druck im Reaktor schnell herunterfahren, um ein weiteres Ausströmen von radioaktivem Kühlwasser zu verhindern. Unter anderem aufgrund der dafür nötigen komplizierten und fehleranfälligen Prozeduren gilt ein Dampferzeugerheizrohrleck als kompliziertester aller Kühlmittelverluststörfälle. Als Folge der bei einem solchen Störfall ausgelösten Reaktorschnellabschaltung und Turbinenschnellabschaltung kann es zudem zum Notstromfall kommen. Die Hauptkühlmittelpumpen könnten dann nicht mehr betrieben werden, was weitere Probleme und Risiken nach sich zieht.

  • Kann Radioaktivität freigesetzt werden?

    Steigt der Druck im Dampferzeuger – auf der Außenseite der Heizrohre, also im Sekundärkreis – aufgrund des hereindrückenden Reaktorwassers von den ursprünglichen 65 bar auf mehr als 88 bar an, öffnen die Sicherheitsventile des Dampferzeugers, um dessen Explosion zu verhindern. Der radioaktive Dampf wird dann ungehindert in die Umgebung abgeblasen. Dies kann schon beim Abriss eines einzigen Heizrohrs passieren.
    Ist mehr als ein Heizrohr beschädigt, kann entsprechend mehr Reaktorwasser in den Sekundärkreislauf strömen und der Druck im Dampferzeuger steigt entsprechend schneller an. Ein Ansprechen der Sicherheitsventile ist dann kaum noch zu verhindern – der Störfall wird zu einem der gefürchteten „Bypass-Ereignisse“. Selbst eine Kernschmelze ist dann nicht mehr ausgeschlossen.

  • Was bedeutet „Bypass-Ereignis“ und warum sind diese so gefährlich?

    Bei einem „Bypass-Ereignis“ besteht eine direkte Verbindung vom Reaktorkern in die Umwelt – ein Bypass des Sicherheitsbehälters also. Damit kann Radioaktivität ungehindert in die Umgebung entweichen. Zugleich kann der Reaktor über einen solchen Bypass große Mengen seines Kühlwassers verlieren, so dass die Kühlung der Brennelemente im Reaktorkern nicht mehr sicher gewährleistet ist. Beschädigungen der Brennstäbe bis hin zu einer Kernschmelze sind dann möglich.

  • Sind AKW in Deutschland gegen Dampferzeuger-Heizrohr-Lecks ausgelegt?

    Ja – allerdings nur gegen den Abriss eines einzigen Heizrohrs (Leckquerschnitt ≤ 2 F). Bei einem größeren Leck (Leckquerschnitt > 2 F), etwa weil mehrere Rohre reißen, ist der Störfall auslegungsüberschreitend.
    Auch ein Auslegungsstörfall kann sich jederzeit zu einem auslegungsüberschreitenden Störfall entwickeln – etwa, wenn das umherschlagende erste beschädigte Rohr oder das daraus mit hohem Druck ausströmende Wasser weitere Rohre beschädigt oder es nicht gelingt, den Druck im Primärkreislauf schnell genug zu senken.
    Betreiber und Aufsichtsbehörde dürfen auch einen Auslegungsstörfall nicht billigend in Kauf nehmen. Gemäß Atomgesetz und Strahlenschutzverordnung müssen sie vielmehr dafür Sorge tragen, dass ein solcher Störfall sicher nicht eintritt.

  • Wie kann es zu einem auslegungsüberschreitenden Leck mehrerer Heizrohre kommen?

    Dafür gibt es viele Möglichkeiten, unter anderem:

    • An mehreren Dampferzeuger-Heizrohren kann es aufgrund von Korrosionsmechanismen gleichzeitig zu einem Leck kommen.

    • Mehrere Verschlussstopfen beschädigter Heizrohre können sich gleichzeitig lösen.

    • Das Leck eines Heizrohrs kann zu Folgeschäden an benachbarten Heizrohren führen, etwa durch nach einem Heizrohrbruch umherschlagende lose Rohrenden oder unter hohem Druck austretendes Wasser. Solche Folgeschäden sind insbesondere zu befürchten, wenn die Nachbarrohre bereits vorgeschädigt sind, etwa durch Risse oder Lochkorrosion.

    • Störfälle wie Lecks und Brüche im Speisewasser- und Frischdampfbereich können zu extremen Belastungen führen, die Schäden an den Dampferzeuger-Heizrohren zur Folge haben. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Heizrohre bereits vorgeschädigt sind, etwa durch Risse oder Lochkorrosion.


B) ... zu den Schäden an den Dampferzeuger-Heizrohren im AKW Neckarwestheim‑2

  • Wie ist es um die Dampferzeuger-Heizrohre im AKW Neckarwestheim‑2 bestellt?

    Schlecht. Bei der Untersuchung aller Heizrohre in allen vier Dampferzeugern im September 2018 wiesen nach Angaben des Umweltministeriums 101 Heizrohre an der Außenseite Risse auf. Bei der nächsten Untersuchung im August 2019 fielen „sicherheitstechnische relevante“ Risse an weiteren 191 Heizrohren auf. Die 2018 endeckten Risse hatten die nur 1,2 Millimeter dicken Rohrwände schon bis zu 91 Prozent durchdrungen; die Wände waren also stellenweise nur noch 0,1 Millimeter stark. Bei den 2019 entdeckten Rissen betrug die Wanddickenschwächung bis zu 70 Prozent.

    Darüber hinaus wiesen im Herbst 2018 insgesamt 23 und im Herbst 2019 eine noch unbekannte weitere Anzahl von Heizrohren an der Außenseite volumenartige Befunde (Löcher, Mulden, …) auf. Hinzu kommen bereits 2017 entdeckte volumenartige Befunde an 32 Heizrohren mit Wanddickenschwächungen von bis zu 61 Prozent.

  • Wann sind die ersten Schäden aufgefallen?

    Nach Angaben des Umweltministeriums wurden im Zuge der Revision des AKW im Herbst 2017 die Heizrohre in zwei der vier Dampferzeuger (Nr. 10 und Nr. 30) stichprobenweise (20 Prozent der Heizrohre) auf voller Länge kontrolliert. Dabei fielen in einem der beiden Dampferzeuger volumenartige Korrosionen auf.

  • Musste EnBW daraufhin alle Heizrohre in allen Dampferzeugern kontrollieren?

    Nein. Nur in dem einen Dampferzeuger, bei dessen stichprobenweiser Kontrolle im Herbst 2017 Schäden entdeckt worden waren, wurden daraufhin alle Heizrohre überprüft. Dampferzeuger Nr. 20 und 40 blieben sogar komplett unkontrolliert.

  • Haben EnBW und Atomaufsicht 2017 erkannt, dass es sich bei den entdeckten Schäden um Lochfraß handelte?

    Nein. Die Atomaufsicht schloss 2017 Lochkorrosion als Ursache der Schäden vielmehr kategorisch aus – aufgrund der überwachten Wasserqualität im Sekundärkreislauf und der hoch korrosionsfesten Nickel-Chrom-Eisen-Legierung der Heizrohre trete Lochkorrosion an Dampferzeugerheizrohren „grundsätzlich nicht auf“. Diese Annahme war, wie die Behörde ein Jahr später einräumte, offensichtlich falsch.

  • Welche Gegenmaßnahmen ordnete die Atomaufsicht 2017 an?

    EnBW musste 14 Heizrohre, die eine Wanddickenschwächung von mehr als 30 Prozent aufwiesen, mit einem Stopfen verschließen und damit außer Betrieb nehmen. Der AKW-Betreiber sollte daneben Verschmutzungen des Wassers im Sekundärkreislauf minimieren – diese Verschmutzungen galten als mutmaßlicher Auslöser der Korrosion. Außerdem ordnete die Behörde für die Revision 2018, also ein Jahr später, eine 100-Prozent-Kontrolle aller Heizrohre in allen vier Dampferzeugern an.

  • Hat die Atomaufsicht nach den ersten Korrosionsfunden 2017 sicherheitsgerichtet gehandelt?

    Nein.

    Das Umweltministerium erteilte EnBW vielmehr am 27.09.2017 die Genehmigung zum Wiederanfahren des Reaktors, ohne die Ursache der Korrosion zu kennen. Einen Monat später gestand es ein: „Die genaue Ursache für die erkannten Wanddickenschwächungen ist aktuell noch in Klärung.“ Dieser Blindflug hatte fatale Folgen: Weil die Atomaufseher*innen Lochkorrosion als Ursache zunächst ausschlossen, kamen sie erst gar nicht auf die Idee, dass die Heizrohre zusätzlich auch durch weitaus gefährlichere Spannungsrisskorrosion geschädigt sein könnten, welche dieselben chemischen Ursachen wie Lochkorrosion hat. Die aller Wahrscheinlichkeit nach schon 2017 vorhandenen Risse konnten so ein ganzes Jahr lang unbemerkt weiter wachsen und entstehen.

  • Waren die 2017 angeordneten Gegenmaßnahmen wirksam?

    Nach Darstellung des Umweltministeriums waren sie „sicherheitsgerichtet und zielführend“. Expert*innen hingegen wundern sich, warum die Behörde nach den ersten Korrosionsfunden nicht sofort alle Heizrohre aller Dampferzeuger überprüfen ließ.

    Die Maßnahmen, die weitere Heizrohrschäden vermeiden sollten, verfehlten zudem ihre Wirkung. Die Untersuchungen im Herbst 2018 wiesen allein an den bereits 2017 überprüften Dampferzeugern Nr. 10 und Nr. 30 insgesamt 17 neue volumenartige Befunde nach. Zudem waren bereits 2017 entdeckte Löcher und Mulden weiter gewachsen.

    An den 2017 trotz der Korrosionsfunde nicht betrachteten Dampferzeugern Nr. 20 und Nr. 40 kamen die oben erwähnten Risse an 101 Heizrohren sowie volumenartige Befunde an sechs Heizrohren zum Vorschein. Wann diese Schäden entstanden sind, ist unbekannt. Angesichts der Tatsache, dass die Risse bereits bis zu 91 Prozent der Wandstärke durchdrungen hatten, kann man es nur als Zufall ansehen, dass es in den zurückliegenden Monaten oder Jahren nicht zu einem Heizrohrleck gekommen ist.

  • Von welchen Ursachen für die Risse und für die Löcher geht die Atomaufsicht inzwischen aus?

    Bei den Löchern und Mulden geht sie inzwischen – anders als noch 2017 – von „Lochkorrosion“ aus. Die Risse sind nach Angaben des Ministeriums durch Spannungsrisskorrosion entstanden.

  • Was ist Spannungsrisskorrosion und warum ist sie so gefährlich?

    Spannungsrisskorrosion bezeichnet eine spezielle Form der Rissbildung in unter Spannung stehenden Werkstoffen. Damit sie auftritt, müssen drei Bedingungen erfüllt sein:

    •     Der Werkstoff muss empfindlich gegen Spannungsrisskorrosion sein,
    •     Zugspannungen müssen vorliegen,
    •     ein spezifisches Angriffsmittel – etwa Chloride – muss vorhanden sein.

    Alle diese Bedingungen sind bei den Dampferzeuger-Heizrohren gegeben.
    Die entsprechenden Randbedingungen vorausgesetzt tritt Spannungsrisskorrosion unvorhersehbar auf und die entstehenden Risse können sehr schnell wachsen. Das macht sie so gefährlich.

  • Wann sind die 2018 entdeckten Risse in den 101 Heizrohren entstanden?

    Das weiß weder EnBW noch die Atomaufsicht. Die betroffenen Dampferzeuger wurden nach übereinstimmenden Angaben von EnBW und Atomaufsicht zuletzt 2014 stichprobenartig kontrolliert – ohne Befund.

  • Wie lange brauchten die Risse, um bis zu 91 Prozent der Wandstärke zu durchdringen?

    Auch das kann niemand sagen. Die Risse können sich irgendwann im Laufe der Jahre durch die Rohre gefressen haben, vielleicht auch erst in den vergangenen Monaten. Wenn die Hypothese von EnBW stimmt, dass korrosionsfördernde Inhaltsstoffe des Sekundärkreislaufes die Risse ermöglichten, könnten diese schon ab 2010 oder 2013 entstanden sein; 2010 begann EnBW, Sauerstoff in den Dampfkreislauf des Reaktors einzuspeisen, ab 2013 sind Leckagen im Kondensator nachgewiesen, durch die insbesondere Sulfate eindringen konnten. Ob die Risse allerdings Jahre oder doch nur nur Wochen brauchten, um die Rohrwand fast komplett zu durchdringen, ist ungeklärt. Spannungsrisskorrosion tritt bei entsprechenden Voraussetzungen spontan auf und schreitet unvorhersehbar schnell voran – mitunter sehr schnell.

  • Welche Maßnahmen hat EnBW nach den erneuten Lochfraß-Funden und den Rissfunden im September 2018 ergriffen?

    EnBW hat die rissigen Heizrohre verstopft und sie ebenso wie die von stärkerem Lochfraß betroffenen Rohre verschlossen. Die Dampferzeuger wurden zudem gereinigt, um angeblich korrosionsauslösende Ablagerungen zu entfernen. Zudem will der AKW-Betreiber die chemische Zusammensetzung des Wassers im Sekundärkreislauf intensiver überwachen.

  • Mit welcher Begründung erlaubte Umweltminister Untersteller (Grüne) im November 2018 die Wiederinbetriebnahme des Reaktors?

    Die Atomaufsicht behauptete, EnBW habe alle rissigen Rohre verstopft und so außer Betrieb genommen. Zudem habe EnBW mit der Reinigung der Dampferzeuger, der Abdichtung von Kondensator-Lecks und dem Stopp der 2010 begonnenen Einspeisung von Sauerstoff in den Dampfkreislauf die Ursachen der Korrosion „so weit wie möglich“ abgestellt. Weitere Risse nennenswerter Größe und Tiefe seien damit „unwahrscheinlich“, so EnBW. Selbst wenn neue Risse auftreten würden, wären diese der Atomaufsicht zufolge unproblematisch, weil EnBW nachgewiesen habe, dass ein spontaner Bruch der Heizrohre ausgeschlossen sei. Vielmehr würden die Risse in jedem Fall zunächst ein Leck verursachen, welches man rechtzeitig detektieren könne, um den Reaktor noch sicher herunterzufahren, bevor es zu einem Rohrbruch komme. Entsprechenden Auflagen habe EnBW zugestimmt. Damit sei der nötige „Integritätsnachweis“ der Heizrohre zumindest für den nur neunmonatigen nächsten Betriebszyklus erbracht.

  • Reichten die 2018 getroffenen Maßnahmen aus, um das Entstehen weiterer gefährlicher Risse und weitere Lochkorrosion zuverlässig zu verhindern?

    Nein. Wie schon 2017 verfehlten die Maßnahmen ihr Ziel. Bei den Kontrollen 2019 tauchten weitere 191 Rohre mit Rissen sowie etliche lochkorrodierte Rohre auf.

  • Sind 2018 alle rissigen Rohre verschlossen und damit außer Betrieb genommen worden, wie die Atomaufsicht behauptet hat?

    Nein.

    Etwa die Hälfte (ca. 95) der 2019 neu entdeckten Risse war nach Angaben des Umweltministeriums schon 2018 vorhanden, ist damals aber schlicht nicht entdeckt worden. Keinem der mit den Untersuchungen in Neckarwestheim beschäftigten Expert*innen war aufgefallen, dass die verwendete Messsonde im unteren Bereich der Rohre – also genau dort, wo die Risse aufgetreten sind – gar nicht alle Risse erkennen kann. Dies fiel erst im Sommer 2019 bei Untersuchungen im AKW Lingen/Emsland auf. Das AKW Neckarwestheim ist deshalb, wie wir heute wissen, im November 2018 mit Zustimmung des grünen Umweltministers mit ca. 95 rissigen Rohren in Betrieb gegangen.

  • Ist die Rissgefahr im AKW Neckarwestheim‑2 zumindest tendenziell gebannt?

    Nein. Nach Angaben des Umweltministeriums ist die Hälfte (ca. 95) der 2019 entdeckten Risse in den neun Betriebsmonaten ab November 2018 entstanden beziehungsweise über die Nachweisgrenze hinaus gewachsen. Demnach haben im Zeitraum von fünf bis acht Jahren (2010/2013–2018) insgesamt ca. 196 (101+ca. 95) Rohre Risse bekommen, die bis zu 91 Prozent der Wand durchdrungen haben. In den darauffolgenden neun Monaten (November 2018 bis Juli 2019) waren 95 neue rissige Rohre zu verzeichnen, mit Wandickenschwächungen von bis zu 70 Prozent. Selbst von der behörde beauftragte Sachverständige räumen ein, dass eine unbekannte Anzahl weiterer Rohre vermutlich bereits unsichtbar geschädigt ist. Da der Korrosionsmechanismus, wie die Risse 2019 zeigen, trotz der Gegenmaßnahmen weiterhin wirksam ist, ist auch mit weiteren Rissen zu rechnen. Das räumt im Übrigen auch das Umweltministerium ein.

  • Ist der Bruch eines oder gar mehrerer Heizrohre im AKW Neckarwestheim‑2 ausgeschlossen?

    Nein. Das angebliche „Leck-vor-Bruch“-Verhalten der Rohre, auf das sich EnBW und – zumindest bisher – auch das Umweltministerium berufen, widerlegen Versuche der Materialprüfungsanstalt Stuttgart im Auftrag des Bundesumweltministeriums. Diese zeigten schon 2013, dass Dampferzeuger-Heizrohre, wie sie in Neckarwestheim‑2 und den anderen deutschen AKW verbaut sind, keineswegs immer zuerst Leck schlagen, bevor sie brechen. Verliefen die Risse nicht längs zum Rohr, sondern zogen sich – wie im AKW Neckarwestheim‑2 der Fall – um das Rohr herum, brach dieses auf dem Prüfstand vielmehr ohne (!) vorheriges Leck (vgl.https://www.bmu.de/fileadmin/Daten_BMU/Pools/Forschungsdatenbank/fkz_3610_r_01385_dampferzeugerheizrohr_bf.pdf, Seite 82, Punkt 4). Der spontane Bruch eines rissgeschädigten Heizrohrs ohne jede Vorwarnung ist demnach keinesfalls auszuschließen.

Gefährliches Wasser

Was hat es mit dem von einem ehemaligen AKW-Betriebsleiter beschriebenen möglichen schweren Deionat-Pfropfen-Störfall in Folge eines Dampferzeuger-Heizrohrlecks auf sich?

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Foto: privat

Diplom-Ingenieur Helmut J. L. Mayer, 69, war 1975 als Jungingenieur bei der Inbetriebnahme des AKW Biblis B dabei, nahm den ersten AKW-Simulator in Deutschland mit in Betrieb, arbeitete an Störfallanalysen, schulte AKW-Personal und war Teil der Betriebsmannschaft des Reaktors, zuletzt als Betriebsleiter.

Bei dem nach einem Dampferzeuger-Heizrohrleck erforderlichen Absenken des Reaktordrucks kann es passieren, dass der Druck im Reaktorkreislauf unter den im Sekundärkreislauf fällt. Dann kann kaltes, nicht boriertes Wasser aus dem Sekundärkreislauf in den Primärkreislauf fließen. Fallen die Hauptkühlmittelpumpen aus – was durchaus passieren kann – könnte sich dieses Wasser im Pumpenbogen vor dem Reaktordruckbehälter sammeln. Würde dieser Wasserpfropfen auf einen Schlag in den Reaktorkern gespült, hätte dies einen Leistungsblitz, also ein schnelles Ansteigen der Reaktorleistung, zur Folge. Dieses von einem ehemaligen Betriebsleiter des AKW Biblis‑B beschriebene Szenario stellt einen weiteren infolge eines Heizrohrlecks möglichen Störfall dar. Mehr Informationen im Interview mit Helmut Mayer >>