Erfassung und Sicherheitsanalyse der Entwicklung von accident tolerant fuel (ATF)

Das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) hat die Aufgabe, das Bundesumweltministerium fachlich und wissenschaftlich auf dem Gebiet der nuklearen Sicherheit zu beraten. Hierzu führt das BASE auch Forschungsprojekte durch. Mit der Abschaltung der letzten KKW in Deutschland am 15. April 2023 richtet sich der Fokus auf die Sicherheit von Kernkraftwerken in Nachbarstaaten und die mit dem Betrieb einhergehenden Risken z.B. im Rahmen von Stör- und Unfällen. Hierzu sind vertiefende Kenntnisse über die aktuellen Entwicklungen und die damit verbundenen Risiken im Bereich der kerntechnischen Sicherheit entscheidend. Insbesondere ist hierbei die Verfolgung von neuesten Entwicklungen und des Standes von Wissenschaft und Technik von Bedeutung. Dabei spielen sogenannte accident tolerant fuels (ATF) eine Rolle. Als ATFs werden alternative Brennstoff- und Hüllrohrkonzepte bezeichnet, die optimierte Eigenschaften im Vergleich zum bisherigen Standardsystem von Urandioxid und einer Zirkonium-Legierung aufweisen. Dabei soll die Leistungsfähigkeit des Brennstoffs im normalen Betrieb aufrechterhalten oder verbessert werden. Um als „unfalltolerant“ zu gelten, muss das ATF Konzept zusätzlich eine verbesserte Reaktion auf einige der Szenarien bieten, die durch erwartete betriebliche Vorkommnisse, Auslegungsstörfälle (z. B. reaktivitätsinduzierter Unfall, Kühlmittelverlust) sowie auslegungsüberschreitende Störfälle (Station Blackout) vorkommen könnten. Im Rahmen der ausgeschriebenen Leistung sind der neuste Entwicklungsstand von ATFs für verschiedene Reaktorkonzepte von Leichtwasserreaktoren (LWR) zu erheben und aufzubereiten sowie sicherheitstechnisch relevante Eigenschaften unterschiedlicher ATF Konzepte systematisch aufzuarbeiten, zusammenzufassen und einzuordnen. Des Weiteren sind vergangene reale Unfallabläufe zu betrachten. Es ist zu klären, ob die jeweiligen ATF Konzepte die Abmilderung des Unfallablaufs und Freisetzungen radioaktiver Stoffe hätten verhindern können. Dies ist für Leichtwasserreaktoren anhand von vergangenen realen Unfallabläufen durchzuspielen.