DE10150852A1 - Terrorschutz-Vorrichtung für atomare Anlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Terrorschutzvorrichtung für oberirdische, ortsfeste Ziele, insbesondere für atomare Anlagen, die von einem Flugzeug oder Flugkörper getroffen werden können und die aus einer offenen Umwehrung, die im Vorfeld des Ziels aufgebaut wird und mindestens einen seitlichen Schutz und auch einen Rundumschutz sicher stellt, besteht, wobei die kinetische Energie und die chemische Energie des Flugzeugs oder Flugkörpers durch einen geplant herbeigeführten Zusammenstoß mit der Umwehrung abgebaut wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Terrorschutzvorrichtung für ortsfeste, oberirdische Ziele, insbesondere für atomare Anlagen, die von einem Flugzeug oder Flugkörper getroffen werden können, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
• Atomare Anlagen sind durch mehrere Sicherheitssysteme, die im Falle einer Fehlfunktion wirksam werden, geschützt. Die äußere Schutzhülle eines Atomreaktorraums besteht in der Regel aus einer Stahlbetonschale, die ein- oder zweilagig ausgebildet ist und je nach Reaktortyp auch Sicherheit gegen den Anprall eines kleineren Flugzeugs bietet. Der furchtbare Terroranschlag auf die beiden Türme des World Trade Centers in New York am 11. September 2001, der mit Flugzeugen verübt wurde, wirft Fragen nach der Sicherheit anderer, möglicher Ziele derartiger Terroranschläge auf. Die äußere Schutzhülle eines Kernkraftwerks beispielsweise ist nicht in der Lage, der Anprallenergie eines Passagierflugzeugs Stand zu halten. Ein denkbarer Anschlag auf ein Kernkraftwerk würde eine Katastrophe unermesslichen Ausmaßes auslösen. Zu dem Verlust an Menschenleben käme die radioaktive Verseuchung ganzer Landstriche. Das bedeutet, dass eine ihre Fürsorgepflicht der Bevölkerung gegenüber wahrnehmende Regierung die Pflicht hat, geeignete Maßnahmen zu treffen, derartige Katastrophen in Zukunft weitestgehend auszuschließen.
• Angesichts dieser Bedrohung liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, oberirdische, ortsfeste Ziele - insbesondere atomare Anlagen - durch eine Terrorschutzvorrichtung zu schützen. Durch die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen wird ein anfliegendes Flugzeug oder ein Flugkörper bereits im Vorfeld des Ziels zerstört oder zur Explosion gebracht, sodass die in dem Flugzeug oder Flugkörper gespeicherte kinetische und chemische Energie abgebaut wird und das Ziel nicht mit voller Wucht getroffen werden kann. Dazu wird vorgeschlagen, das mögliche Ziel eines Terroranschlags - sei es eine atomare Anlage, ein Staudamm, ein konventionelles Kraftwerk oder aber auch ein anderes Ziel, von dem eine große Gefährdung ausgehen kann - mindestens einseitig oder allseitig durch eine vorgestellte Terrorschutzvorrichtung zu schützen.
• Im Rahmen der Erfindung wird die Terrorschutzvorrichtung als Umwehrung bezeichnet und kann aus einem Schutzwall, einer Palisade, einem Schutzkäfig oder einer Seilnetzkonstruktion oder aber auch aus einer Kombination der vorgeschlagenen Bauweisen bestehen.
• Das wesentliche Merkmal des Schutzwalls ist ein nach außen gerichteter Anprallhang, der in der Art einer Rampe das Flugzeug oder den Flugkörper ablenkt und zerstört. Eine sehr wirksame, wirtschaftliche und überall nachrüstbare Terrorschutzvorrichtung ist eine Palisade, die aus einzelnen Stahl- oder Stahlbetonpfählen aufgebaut ist und das Ziel in einer Reihe oder aber auch in mehreren, gegeneinander versetzt angeordneten Reihen schützt. Stahlbetonbohrpfähle beispielsweise, mit einem Durchmesser von 0,6 bis 2,0 m, können im Baugrund eingespannt werden und setzen als elastische und duktile Konstruktionselemente einem Flugzeug oder Flugkörper einen großen Widerstand entgegen. Hohle Stahlbetonzylinder, beispielsweise mit einem Durchmesser von 10 m und einer Wasser- oder Kiesfüllung, setzen der Anprallenergie des Flugzeugs oder Flugkörpers eine möglichst große Masse entgegen. Ein ein- oder mehrlagiger Schutzkäfig aus Stahl oder Stahlbeton kann ein mögliches Ziel allseitig umgeben. Je nach Bauart ist dieser Schutzkäfig sehr starr, zum Beispiel bei einer Fachwerkkonstruktion, oder biegeweich bei einer Rahmenkonstruktion und reagiert auf den Anprall des Flugzeugs oder Flugkörpers durch große Formbeständigkeit oder durch Verformung, mit der die Anprallenergie abgearbeitet wird. Besonders günstig ist in beiden Fällen, dass alle Tragglieder einer entsprechenden Struktur am Abbau der Anprallenergie beteiligt sind. Eine Seilkonstruktion bzw. eine Seilnetzkonstruktion schließlich ist durch ihre leichte Bauart besonders geeignet, eine wirtschaftliche Terrorschutzvorrichtung darzustellen. Bewegliche Maste, Abspannseile, Tragseile und Seilnetze wirken zusammen, um die Energie eines anfliegenden Flugzeugs oder eines Flugkörpers durch einen vergleichsweise langen Verzögerungsweg aufzunehmen. Federelemente und eine geplante Längung der Tragseile können dazu beitragen, die gewaltige Energie des Flugobjekts mindestens teilweise abzufangen. In diesem Zusammenhang ist denkbar, dass die gesamte Seilkonstruktion einen vorgegebenen, kinematischen Prozess durchläuft, der einen Bremsweg von bis zu 50 m definiert. Bepflanzung und Begrünung dienen einer optisch befriedigenden Einbindung der vorgeschlagenen Terrorschutzvorrichtungen in den Landschaftsraum. Bepflanzung und Begrünung, zusammen mit Tarnnetzen, können aber auch ein Beitrag zum Verstecken möglicher Ziele in der Landschaft sein.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Figuren hervor. Es zeigen:
• Fig. 1 eine erfindungsgemäße Umwehrung für ein Atomkraftwerk, die als Schutzwall ausgebildet ist.
• Fig. 1a einen dreiseitig wirksamen Schutzwall in isometrischer Übersicht.
• Fig. 1b einen Schutzwall im Querschnitt.
• Fig. 1c einen Schutzwall mit einer inneren Stützmauer im Querschnitt.
• Fig. 2 eine erfindungsgemäße Umwehrung für einen Atomreaktor, die als Palisade aus großvolumigen Stahlbetonzylindern mit Füllung ausgebildet ist.
• Fig. 2a eine Palisade aus Stahlbetonzylindern in isometrischer Übersicht.
• Fig. 2b eine Palisade aus Stahlbetonzylindern im Horizontalschnitt.
• Fig. 2c eine Palisade aus Stahlbetonzylindern im Vertikalschnitt.
• Fig. 3 eine erfindungsgemäße Umwehrung für einen Atomreaktor, die als Palisade aus eingespannten Stahlbetonpfählen ausgebildet ist.
• Fig. 3a eine Palisade aus eingespannten Stahlbetonpfählen in isometrischer Übersicht.
• Fig. 3b eine Palisade aus eingespannten Stahlbetonpfählen in der Aufsicht.
• Fig. 3c eine Palisade aus eingespannten Stahlbetonpfählen im Querschnitt.
• Fig. 4 eine erfindungsgemäße Umwehrung für einen Atomreaktor, die als seilverspannte Palisade ausgebildet ist.
• Fig. 4a eine seilverspannte Palisade in isometrischer Übersicht.
• Fig. 4b eine seilverspannte Palisade in der Aufsicht.
• Fig. 4c eine seilverspannte Palisade im Querschnitt.
• Fig. 5 eine erfindungsgemäße Umwehrung für einen Atomreaktor, die als Schutzkäfig aus einer ebenen, zweilagigen Fachwerkkonstruktion ausgebildet ist.
• Fig. 5a den Schutzkäfig in isometrischer Übersicht.
• Fig. 5b den Schutzkäfig in der Aufsicht.
• Fig. 5c den Schutzkäfig im Querschnitt.
• Fig. 6 eine erfindungsgemäße Umwehrung für einen Atomreaktor, die als Schutzkäfig ausgebildet ist und aus einer zweilagigen Ringnetzkuppel besteht.
• Fig. 6a den Schutzkäfig in isometrischer Übersicht.
• Fig. 6b den Schutzkäfig im schematischen Querschnitt.
• Fig. 7 eine erfindungsgemäße Umwehrung für einen Atomreaktor, die als Seilnetzkonstruktion ausgebildet ist.
• Fig. 7a eine Seilnetzkonstruktion in isometrischer Übersicht.
• Fig. 7b eine Seilnetzkonstruktion in der schematischen Seitenansicht.
• Fig. 7c eine Seilnetzkonstruktion im schematischen Querschnitt.
• In den Figuren sind unterschiedliche Ausgestaltungen von Terrorschutzvorrichtungen, die als mindestens einseitig vorhandene Umwehrung ein mögliches Ziel dadurch schützen, dass ein anfliegendes Flugzeug oder Flugkörper im Vorfeld des Ziels zerstört wird, wobei die kinetische und die chemische Energie abgebaut wird, dargestellt.
• Fig. 1 zeigt einen Schutzwall (1), der aus einem äußeren Anprallhang (10), einem Innenhang (11) und einem Inspektionsgang (13) auf der Dammkrone besteht. Ein derartiger Schutzwall (1) besteht aus einer Aufschüttung (14) aus geeignetem Material und fügt sich durch eine Bepflanzung (16) in den Landschaftsraum ein. Durch eine zusätzliche Armierung aus Stahlbeton (15) kann der Schutzwall örtlich verstärkt werden. Fig. 1c zeigt die Variante eines Schutzwalls mit einer inneren Stützmauer (12), die das Ziel mindestens teilweise umgibt.
• Fig. 2 zeigt eine Palisade (2), die die vorhandene Schutzhülle eines Atomreaktors (X) ringförmig umgibt. Die Palisade (2) besteht aus zwölf hohlen Stahlbetonzylindern (20), die mit Kies, Sand oder dergleichen befüllt sind. Die Stahlbetonzylinder (20) werden am Fußpunkt durch einen Fundamentring (21) und am oberen Ende durch einen Stahlbetonringanker (22) zusammengehalten. Das ringförmige Fundament (21) dieser Palisade (2) fasst ein Wasserbecken (23), das als Löschwasserreservoir dient.
• Fig. 3 zeigt eine Palisade (2), die aus drei konzentrischen Ringen aus eingespannten Stahlbetonpfählen (24) besteht, die einen Atomreaktor (X) allseitig umgeben. Diese Palisade (2) aus eingespannten Stahlbetonpfählen (24) eignet sich besonders gut für die Nachrüstung bestehender atomarer Anlagen (X) und kann sehr gut an unterschiedliche, örtliche Gegebenheiten angepasst werden. Eingespannte Stahlbetonpfähle (24) werden durch Bohren gesetzt und sind deshalb sehr wirtschaftlich.
• Fig. 4 zeigt eine Palisade (2), die aus abgespannten Stahlpfählen (25) besteht, die einen Atomreaktor (X) in zwei Ringen umwehren. Die Stahlpfähle (25) haben ein Fußgelenk (26) und sind auf einem Fundamentring (21) gelagert, an den auch die Abspannseile (43) angeschlossen sind. Jeweils ein Ring aus Stahlpfählen (25), Abspannseilen (43) und Fundamentring (21) stellt ein in sich geschlossenes System dar. Beim Anprall eines Flugzeugs oder Flugkörpers sollen sich alle Konstruktionselemente an der Dissipation der Aufprallenergie beteiligen.
• Fig. 5 zeigt einen Schutzkäfig (3), der aus ebenen Flächen (35), die als zweilagige, räumliche Fachwerkscheiben (33) ausgebildet sind, aufgebaut ist. Gelenkige Knotenpunktverbindungen (31) verbinden die stabförmigen Tragglieder (30) untereinander. Insgesamt fünf ebene Flächen (35) bilden eine allseitige Umwehrung für einen Atomreaktor (X). Als geschlossenes System ist der Schutzkäfig (3) sehr steif, und im Katastrophenfall sind alle Fachwerkscheiben (33) beansprucht.
• Fig. 6 zeigt einen Schutzkäfig (3), der als zweilagige Rahmenkuppel (34) ausgebildet ist. Die stabförmigen Tragglieder (30) sind durch biegesteife Knotenpunktverbindungen (32) untereinander verbunden und bilden eine sehr duktile Struktur, die durch Verformungsarbeit einen Großteil der Anprallenergie aufnehmen kann. Das Ziel (X) wird von diesem Schutzkäfig (3) allseitig umschlossen.
• Fig. 7 zeigt eine Seilnetzkonstruktion (4), die aus Masten (40), Abspannseilen (43), Tragseilen (44) und Seilnetzen (45) aufgebaut ist. Diese Seilnetzkonstruktion (4) kann - wie gezeigt - einen Atomreaktor (X) allseitig umwehren, sie kann aber auch nur eine besonders gefährdete Seite eines Ziels (X) schützen. Maste (40) und Abspannseile (43) sollen hier so zusammenwirken, dass die gesamte Struktur beim Aufprall eines Flugzeugs oder Flugkörpers einen kinematischen Prozess durchläuft, bei dem sich die Abspannseile (43) längen können, die Maste (40) sich um ein Fußgelenk (41) bewegen und die Seilnetze (45) mittels Federn (46) und Absorbern (47) die Anprallenergie dissipieren. Zusammenstellung der Bezugsziffern 1 Schutzwall
  10 Äußerer Anprallhang
  11 Innenhang
  12 Stützmauer
  13 Inspektionsgang
  14 Aufschüttung
  15 Armierung
  16 Bepflanzung
  2 Palisade
  20 Stahlbetonzylinder mit Füllung
  21 Fundamentring
  22 Stahlbetonringanker
  23 Wasserbecken
  24 Eingespannter Stahlbetonpfahl
  25 Abgespannter Stahlpfahl
  26 Fußgelenk
  27 Feder
  3 Schutzkäfig
  30 Stabförmiges Tragglied
  31 Knotenpunktverbindung, gelenkig
  32 Knotenpunktverbindung, biegesteif
  33 Ein- und mehrlagiges Fachwerk
  34 Ein- und mehrlagiger Rahmen
  35 Ebene Flächen
  36 Gekrümmte Flächen
  37 Tarnnetz
  4 Seilnetzkonstruktion
  40 Mast
  41 Fußgelenk
  42 Punktfundament
  43 Abspannseil
  44 Tragseil
  45 Seilnetz
  46 Feder
  47 Absorber
  

Claims (10)

1. Terrorschutzvorrichtung für oberirdische, ortsfeste Ziele (X), insbesondere für atomare Anlagen, die von einem Flugzeug oder Flugkörper getroffen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass eine offene Umwehrung (1-4) im Vorfeld des Ziels (X) mindestens einen seitlichen Schutz und auch einen Rundumschutz sicherstellt, wobei die kinetische Energie und die chemische Energie des Flugzeugs oder Flugkörpers durch einen geplant herbeigeführten Zusammenstoß mit der Umwehrung (1-4) abgebaut wird.

2. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Umwehrung aus einem Schutzwall (1), einer Palisade (2), einem Schutzkäfig (3) und einer Seilnetzkonstruktion (4) oder aus einer Kombination dieser Bauweisen besteht.

3. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziel (X) mindestens auf einer Seite oder aber auch allseitig durch eine Umwehrung (1-4) geschützt wird.

4. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwehrung mindestens teilweise aus einem Schutzwall (1) mit einem äußeren Anprallhang (10), einem Innenhang (11) und/oder einer Stützmauer (12) besteht.

5. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwehrung mindestens teilweise aus einer Palisade (2), die aus Stahlbetonzylindern mit einer Füllung (20), einem Fundamentring (21) und mindestens einem Stahlbetonringanker (22) oder aus einer Vielzahl gestaffelt angeordneter, eingespannter Stahlbetonbohrpfähle (24) oder aber auch aus seilverspannten Stahlpfählen (25) in gestaffelter Anordnung aufgebaut ist, besteht.

6. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwehrung aus einem Schutzkäfig (3) besteht, der das Ziel (X) allseitig umgibt und aus stabförmigen Traggliedern (30) besteht, die untereinander eine Fachwerkkonstruktion (33) oder eine Rahmenkonstruktion (34) bilden, und aus ebenen Flächen (35) oder gekrümmten Flächen (36) aufgebaut ist.

7. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwehrung, die das Ziel (X) mindestens einseitig schützt, aus einer Seilnetzkonstruktion (4) besteht und aus Masten (40) und Seilen (43-45) aufgebaut ist.

8. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktionselemente der Umwehrung (1-4) aus starren und/oder beweglichen, Energie absorbierenden Komponenten (45-47) aufgebaut sind.

9. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwehrung (1-4) durch eine Bepflanzung (16) oder ein Tarnnetz (37) das Ziel (X) tarnt.

10. Terrorschutzvorrichtung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwehrung (1-4), die das Ziel (X) mindestens einseitig schützt, aus mehreren Ebenen in gestaffelter oder konzentrischer Anordnung besteht.