Riesige Teile und brisante Teilchen

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Kelheim.

Technisch machbar ist alles, auch die Rückverwandlung eines Atomkraftwerks in die berühmte „grüne Wiese“. Aber wie geht das eigentlich? Das erklären Strahlenschutz-Experte Martin Trettenbach und Pressereferent Bernd Gulich auf einem Rundgang durch das Kernkraftwerk Isar 1 in Essenbach / Niederaichbach.

Ein Abbau auf Raten, über zwei Jahrzehnte

Isar 1, ein Siedewasser-Reaktor, ist zweiteilig: Im Reaktorgebäude erhitzte die Kernspaltung Wasser zu Wasserdampf. Der Dampf trieb im konventionellen Kraftwerksteil Turbinen an, und diese die Generatoren zur Stromerzeugung. Weil via Wasserdampf Radioaktivität aus dem Reaktor- auch in den konventionellen Teil gelangen konnte, gehören beide Teile zum „Kontrollbereich“ und müssen gemäß Atomrecht und Strahlenschutzverordnung rückgebaut werden. Bis 2032 dauert das voraussichtlich.

2017 hat der Rückbau offiziell begonnen; Vorarbeiten laufen aber schon seit 2012, vor allem Planung und Logistik. Im Kraftwerks-Innern mussten Wege für den Materialtransport angelegt, Türen verbreitert, Lagerflächen geschaffen werden. Es mussten die teils riesigen Maschinen zum Zerlegen der Anlage sowie zum Messen und Dekontaminieren der Teile aufgebaut werden, es entstand ein „Reststoff-Bearbeitungszentrum“. Dort soll später voraussichtlich auch das atomrechtlich relevante Innere von Isar 2 (Druckwasser-Reaktor) verarbeitet werden, wenn der spätestens 2022 vom Netz geht.

Von der Schraube bis zur Turbine landet am Ende alles in der Wanne

Die beiden Kernkraftwerke Isar 1 und 2 (KKI 1/ 2) werden „direkt rückgebaut“, also unmittelbar nach Stilllegung. Die Alternative wäre der „sichere Einschluss“ gewesen: Dabei entfernt man nur Brennelemente und sonstige radioaktive Stoffe wie etwa Kühlmittel. Dann versiegelt man die Anlage, damit im Innern die Radioaktivität über Jahre oder Jahrzehnte erst mal abklingen kann. Das würde den späteren Abbau vereinfachen. Für den stünden aber dann kaum noch Mitarbeiter zur Verfügung, die das Kraftwerk noch aus dem laufenden Betrieb kennen. Beim direkten Rückbau können sie ihre Kenntnis noch einbringen.

Jeder Kraftwerks-Teil im Kontrollbereich wird nach einem festen Schema rückgebaut: Zunächst werden alle Teile der Anlage stillgesetzt, dann demontiert. Danach muss jedes Trum kleingekriegt werden. So klein, dass es in die Standard-Wanne passt – vergleichbar etwa einem kleinen Auto-Anhänger – und nicht mehr als 400 Kilo wiegt. Mehr geht technisch nicht bei der späteren „Freimessung“, also der erst internen, dann amtlichen Messung gemäß Strahlenschutzverordnung.

Um deren Vorgaben zu erfüllen, muss bei jedem zerlegten Teil zunächst dessen etwaig vorhandene Radioaktivität gemessen werden. Entsprechend wird es dann mit speziellen Verfahren dekontaminiert.

Bei den größten Brocken helfen Resi, Chantalle und Co.

Das Maschinenhaus, wo einst Turbinen den Strom erzeugten, ist jetzt eine riesige Metallbau-Werkstatt. In der nur noch demontiert wird. Haushohe Hoch- und Niederdruckturbinen und andere Anlagenteile müssen zerlegt werden – möglichst wirtschaftlich, deshalb nach detaillierten Zerlegeplänen, erklärt Brigitte Beck.

Die gelernte Zerspanerin ist unter anderem für das „Reststoff-Verfolgungssystem“ zuständig, das per QR-Code jede Wanne mit Einzelteilen dokumentiert und nachverfolgbar macht.

Die Wannen zu füllen, ist teils harte Handarbeit. Rund 240 Tonnen schwer war zum Beispiel der „Hochdruck-Läufer“. Dessen Schaufeln, die einst vom Wasserdampf angetrieben wurden, müssen einzeln herausgeklopft werden. „Da stehen die Jungs wochenlang“, schildert Brigitte Beck.

Als Frau gehört sie zur deutlichen Minderheit in der Belegschaft. Ausgleichende Gerechtigkeit: Alles Riesenwerkzeug trägt Frauen-Namen. Der Kran etwa hört auf „Resi“, und „Chantalle“ ist eine wandschrank-große Säge. Für die größten Brocken steht Europas größte Großband-Säge im Maschinenraum: Dimensioniert wie ein Stadttor, muss selbst sie schon mal acht Stunden lang ein Turbinenstück abschneiden. Alle vier Wochen braucht sie ein neues Sägeblatt für 800 Euro, fast drei Stunden dauert das Auswechseln.

Umgang mit der Radioaktivität prägt die Arbeit im Werk

Die spezifische Herausforderung beim Rückbau eines Kernkraftwerks ist es, radioaktives Material so exakt wie möglich abzutrennen von nicht-radioaktivem. Letzteres wird konventionell verwertet oder beseitigt; dazu darf seine Radioaktivität höchstens ein Zehntel der hierzulande natürlichen Strahlenbelastung ausmachen. Bei Bedarf muss es also „dekontaminiert“ werden.

Als radioaktiver Abfall müssen alle Stoffe und Teile entsorgt werden, die irreversibel radioaktiv verunreinigt sind bzw. selbst radioaktiv sind oder (künstlich) „aktiviert“ wurden. Schwach- und mittel-radioaktiver, nicht wärmeerzeugender Abfall soll irgendwann ins Endlager Konrad. Für hoch radioaktiven, wärmeerzeugenden Abfall (Brennelemente) hat die BRD noch kein Endlager. Der aus dem KKI kommt deshalb vorerst ins Zwischenlager „Bella“.

Der Umgang mit Radioaktivität prägt die Arbeit. So trägt jeder Beschäftigte je ein internes und ein amtliches Dosimeter, die die einwirkende Strahlenbelastung messen. Die berufsbedingte Jahresdosis darf laut Gesetz höchstens fünf Mal so hoch sein wie die natürliche und medizinische Strahlung, die jeder von uns im Schnitt abbekommt. In der Praxis kommt das KKI-Personal derzeit nicht mal auf ein Zwanzigstel der Berufs-Dosis, sagt Strahlenschutz-Beauftragter Martin Trettenbach.

Herkömmliche Methoden unter besonderen Vorzeichen

Die Entsorgung von radioaktivem Abfall ist teuer und noch mit Fragezeichen behaftet. Daher soll dessen Anteil beim Rückbau möglichst gering gehalten werden. Ziel ist, dass am Ende des Rückbaus so viele Anlagenteile, wie es technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll ist, behördlich „freigegeben“ werden, nach der amtlichen „Freimessung“. Damit fallen sie nicht mehr unter den Begriff „radioaktive Stoffe“, unterliegen nicht mehr dem Atomrecht. Sie können konventionell weiterverwendet werden, uneingeschränkt oder bedingt (also z.B. wieder nur in einer kerntechnischen Anlage).

Um radioaktiv verunreinigte Teile unter den Freigabe-Wert zu bringen, müssen sie dekontaminiert werden, meist mechanisch: Mit Stahlkies oder auch Wasser etwa werden Teile abgestrahlt, so dass nur die kontaminierte oberste Schicht als radioaktiv entsorgt werden muss. Die industrie-üblichen Verfahren müssen dem Strahlenschutz angepasst werden.

So gibt es Handstrahl-Anlagen, die von außen bedienbar sind. Große Teile kommen in eine abgeschirmte Strahlkabine; der Mitarbeiter trägt einen Überdruck-Anzug, der die abgestrahlten Partikel abwehrt. Nach der Behandlung wird jedes Teil erneut gemessen: Ist die Radioaktivität noch zu hoch, muss es erneut dekontaminiert werden.

Paradox, aber sichtbar: Ein Stillstand, der voranschreitet

Was paradox klingt, ist in der Leitwarte des Kraftwerks Isar 1 zu besichtigen: Der Stillstand kommt voran. Über vielen Glaskästen, in denen die Messwerte aufgezeichnet wurden, kleben schon Zettel „Außer Betrieb“ und ein magenta-farbenes „S“ für „Stillgelegt“. Manch überflüssig gewordene Einheit ist schon gänzlich abgedeckt. Entsprechend braucht der Leitstand zwar Zug um Zug weniger Personal, ist aber weiter rund um die Uhr besetzt.

Die Beschäftigten in Isar 1 sehen den Rückbau mittlerweile als positive Herausforderung, glaubt Strahlenschutz-Fachmann Trettenbach. Diese Motivation sei für die Arbeitssicherheit auch dringend nötig: „Auf den Rückbau muss man sich als erstes gedanklich einlassen!“

Die plötzliche Abschaltung von Isar 1 im Jahr 2011 hat ihn und seine Kollegen regelrecht wütend gemacht, gesteht er: „Das war, als würde jemand mitten in einer Talfahrt die Bremse reinhaun“. Denn am KKI hatte man sich gerade erst auf die 2010 beschlossene Laufzeit-Verlängerung eingestellt – danach wäre Isar 1 heuer sowieso planmäßig vom Netz gegangen ( Isar 2 in 2034).

Ein Umbau des Standorts zu konventionellen Kraftwerken (nach Dekontamination) ist laut Rückbau-Leiter Wittmann übrigens keine wirtschaftliche Option. So soll am Ende vom Kraftwerk einzig der Netzverknüpfungspunkt übrig bleiben: als Endpunkt der geplanten Hochspannungs-Gleichstromleitung „Südostlink“.

Raus aus dem Becken, rein zu „Bella“

„Die teuerste Tür im KKI“ öffnet hier Strahlenschutz-Experte Trettenbach: Für über 200 000 Euro wurde damit der Zugang zum Reaktorbereich nachträglich gegen terroristische und ähnliche Bedrohungen abgesichert. Durch die Tür gelangt man zum Siedewasser-Reaktor. Dessen Druckbehälter war mit knapp 600, von Wasser umgebenen Kernbrennstäben bestückt. Deren Uran-Kerne wurden durch das Auftreffen von Neutronen gespalten. Diese kontrollierte Kettenreaktion setzt Wärme frei, mit der Wasserdampf für die Turbinen erzeugt wurde.

Ein Rundum-Blick ins Innere des Reaktors, mit dem Abklingbecken im Vordergrund: Sehen Sie sich auf 360 Grad selbst um, indem Sie mit der Maus (oder auf mobilen Geräten dem Finger) durch das Foto navigieren:

Die „Abschaltung“ von Isar 1 hieß physikalisch, die Kernspaltung zu stoppen – so, wie vorher schon bei jedem Brennelemente-Wechsel. Jetzt klingen alle verbliebenen Brennelemente im wassergefüllten Lagerbecken neben dem Druckbehälter ab: 1734 Stück sind es noch, erklärt Pressesprecher Gulich. Verpackt in 34 „Castor“-Behälter, landen auch sie im standort-eigenen Zwischenlager „Bella“; 2019 soll der Umzug abgeschlossen sein. Der „Bella“-Betrieb ist bis 2047 genehmigt. Hat Deutschland bis dahin (höchstwahrscheinlich) noch kein nutzbares Endlager, wird die Bella-Genehmigung wohl verlängert, schätzt Rückbau-Leiter Wittmann.

Martina Hutzler