DE2633464A1

DE2633464A1 - Vorrichtung zur erhoehung der sicherheit in der umgebung kerntechnischer anlagen bei sicherheitsbehaelterversagen

Info

Publication number: DE2633464A1
Application number: DE19762633464
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Phys Morlock
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-26
Filing date: 1976-07-26
Publication date: 1978-02-02

Description

Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit in der Umgebung
kerntechnischer Anlagen bei Sicherheitsbehälterversagen Eine Freisetzung radioaktiver Stoffe aus kerntechnischen Anlagen in die Umgebung kann mit Personen- und/oder Sachschäden verbunden sein. Katastrophale Auswirkungen sind zu erwarten, wenn beispielsweise in einem Kernkraftwerk der Reaktorkern aufgrund eines Versagens der Kühlung und der Notkühlung schmilzt und der Sicherheitsbehälter als wesentliche Rückhaltebarriere versagt. Solche Unfälle sind zwar sehr unwahrscheinlich (hypothetische Störfälle), werden jedoch in jüngster Zeit in einigen Fällen bei Risikobetrachtungen mitherangezogen.
Risikoanalysen wie beispielsweise die Reaktorsicherheitsstudie (Rasmussen et al.: Reactor Safety Study, Wash 1400) zeigen, daß die Auswirkungen von bei Unfällen freigesetzten radioaktiven Stoffen auf die Umgebung wesentlich geringer sind, wenn diese Stoffe nicht direkt aus dem Sicherheitsbehälter in die Atmosphäre gelangen sondern erst durch Erdschichten diffundieren müssen ( Reactor Safety Study - Reaktorsicherheitsstudie, Hauptband, Seite-97; PWR6, PWR7 bei diesen Unfällen erfolgt eine Freisetzung radioaktiver Stoffe nach einem Kernschmelzen und Eindringen der Schmelze in das Erdreich bei sonst intaktem Sicherheitsbehälter, indem die radioaktiven Stoffe durch das Erdreich diffundieren müssen ).
Durch eine geeignete unterirdische Bauweise kerntechnischer Anlagen kann man erreichen, daß in allen Fällen von Sicherheitsbehälterversagen freigesetzte radioaktive Stoffe erst durch das Erdreich diffundieren müssen. 8 er wird z.Z. eine unterirdische Bauweise von Kernkraftwerken für Standorte am Rande von oder in Ballungsgebieten ausführlich diskutiert.
Ferner wird die unterirdische Bauweise von Kernkraftwerken im Zusammenhang mit kriegerischen Ereignissen oder Sabotage diskutiert (z.B. L. erz:'Unterirdische Anordnung von Kernkraftwerken' in atw 7/8 75 S.363-6). In dieser Arbeit wird die Hügelbauweise als aussichtsreichste angesehen, wobei aber noch eingehende Untersuchungen fehlen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit in der Umgebung von kerntechnischen Anlagen, beispielsweise von Kernkraftwerken, im Falle eines Sicherheitsbehälterversagens - z.B. durch einen schweren Unfall ausgelöst - wesentlich zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei kerntechnischen Anlagen Gebäude oder Anlagenteile mit größerem Aktivitätsinventar - z.B. bei einem Kernkraftwerk der Nuklearteil sowie ggf. weitere Anlagenteile. -mit-solchen Erdstoffen ganz oder teilweise umhüllt werden, die aufgrund ihrer Strukur und ihrer Wasserbindung im feuchten Zustand eine geringe Durchlässigkeit für Gase und Flüssigkeiten aufweisen - wie z.B. Ton oder dergl.-.
Nach einer weitern Ausgestaltung der Erfindung werden die Erdstoffe mit geeigneten Bewässerungsanlagen - z.B.
nach bekannten Verfahren zur unterirdischen Bewässerung -laufend feucht gehalten.
Nach einer weitern Ausgestaltung der Erfindung werden die Erdstoffe in Schichten aufgebracht, die durch wasserdurchlässige Zwischenlagen - z.B. perforierte Kunststoffolien-- getrennt sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Erdschichten nach einem bekannten Verfahren gegen Frost geschützt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Nachrüstung von bereits in Betrieb oder Bau befindlichen Kernkraftwerken derart, daß auf der bisherigen äußeren Betonhülle oder-auf einer zusätzlichen, tragfähigen Hülle diese Schichten aufgebracht werden.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß - nach einem Sicherheitsbehälterversagen - z.B. in einer kerntechnischen Anlage durch einen schweren Unfall ausgelöst - eine Verzögerung der Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre erzielt wird (bereits 10 Stunden oder mehr Verzögerungszeit in normalem Erdreich gem. Reaktorsicherheitsstudie'; bei- den vorgeschlagenen Erdstoffen wie Ton oder dergl. in feuchtem Zustand verläuft die Diffusion wesentlich langsauer, da beispielsweise feuchter Ton eine extrem schlechte Durchlassigkeit für Gase aufweist -vergl. Scheffer, Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde Verlag F. Enke, Stuttgart 1970 7. Aufl. S. 241 -); - nach einem Sicherheitsbehälterversagen - z.B. in einer kerntechnischen Anlage durch einen schweren Unfall ausgelöst - eine wesentliche Reduktion der in die Atmosphäre freigesetzten radioaktiven Stoffe erfolgt, da während der Diffusion die Spaltprodukte aufgrund von Ablagerungseffekten teilweise zurückgehalten werden und zusätzlich die kurzlebigen Spaltprodukte zerfallen, so daß eine Verringerung der Dosisbelastung in der Umgebung um einige Grössenordnungen erreicht wird; - eine entscheidende Schutzwirkung gegen Einwirkungen von außen - z.B. Flugzeugabsturz, Druckwellen, Sabotage, kriegerische Ereignisse etc. - erreicht wird; - durch Formgebung und Plastizität der aufgebrachten Erdschichten und durch die erzielte Verstärkung der äußeren Sicherheitshülle deren Druckbelastbarkeit sehr erhöht wird; - auch bei den z.Z. diskutierten unterirdischen Bauweisen ( Kavernenschacht- oder Kavernenstollen-, Hügel- oder Grubenbauweise ) die plastische Zwischenschicht aufgrund der dämpfenden Wirkung die Anlagen mit größeren Mengen radioaktiver Stoffe bei Verschiebungen des umgebenden Erdreiches oder Fels - z.B. im Falle von Erdbeben -schützt; - keine aktiven, kurzfristig wartungsbedürftigeKomponenten zur Funktion der Vorrichtung notwendig sind; - das Risiko von so geschützten Anlagen auch in Ballungsgebieten mit dem bisher genehmigter Anlagen vergleichbar wird.
Die in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagene Schichtenbauweise beschränkt bei Sicherheitsbehälterversagen ggf. mögliche Rißbildungen im umgebenden Erdreich auf eine oder wenige Zwischenschichten.
Durch die in -einer weitern Ausgestalung der Erfindung vorgeschlagene Nachrüstung älterer Kernkraftwerke erreicht man auch für diese einen Schutz- gegen Einwirkungen von außen - z.B. Flugzeugabsturz -

Claims

Pate nt ansprüche Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit in der Umgebung ;erntechnischer Anlagen bei Sicherheitsbehälterversagen, dadurch gekennze~ichnet, daß bei kerntechnischen Anlagen Anlagenteile mit größerem Aktivitätsinventar - z.B. beim Kernkraftwerk der Nuklearteil sowie ggf. weiterQAnlagenteile - mit solchen Erdstoffen ganz oder teilweise umhüllt werden, die aufgrund ihrer Struktur und ihrer Wasserbindung im feuchten Zustand eine geringe Durchlässigkeit für Gase und Flüssigksiten aufweisen -- vjie z.B.

Ton oder dergl.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdstoffe gem. Anspruch 1 mit geeigneten Bewässerungsanlagen nach bekannten Verfahren zur unterirdischen. Bewässerung laufend-feucht gehalten werden.
3. Vorrichtung nach-Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdstoffe gem. Anspruch 1 in Schichten aufgebracht werden, die durch wasserdurchlässige Zwis henlagen - z.B.

perforierte Kunststoffolien - getrennt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten gem. Anspruch 1 bis 3 nach einem üblichen Verfahren gegen Frost geschützt sind.
5. Vorrichtung-nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachrüstung von bereits in Betrieb oder im Bau befindlichen Kernkraftwerken derart erfolgt, daß auf der bisherigen äußeren Betonhülle oder auf einer zusätzlichen, tragfähigen Hülle eine Umhüllung- mit Erdstoffen gem. Anspruch 1 bis 4 durchgeführt wird.