Mehr Sicherheit durch automatisierte Strahlungsmessung

Das Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik (IPM) blickt nunmehr auf eine über zwanzig Jahre währende Tätigkeit in Projekten der nuklearen Sicherheitsforschung zurück. Wenn auch die aktuelle nationale Energiepolitik klar auf die Abkehr von Kernenergie und fossilen Brennstoffen als Energiequelle abzielt, so ist doch dieses Kapitel der Zittauer Forschungsgeschichte noch lange nicht zu Ende geschrieben: Der Rückbau kerntechnischer Anlagen und die damit einhergehende Zwischenlagerung und spätere Entsorgung nuklearer Abfälle wird noch einige Zeit auf der Agenda von Kraftwerksbetreibern, Institutionen für die Zwischenlagerung von radioaktiven Abfällen, Gutachtern, anderen Firmen und auch Forschungseinrichtungen stehen.

Eine entsprechende thematische Orientierung weist die hier vorgestellte Projektreihe DCS-Monitor I und II auf, welche von der HSZG in enger und bewährter Zusammenarbeit mit der TU Dresden bearbeitet wird. So befasste man sich im Vorgängerprojekt DCS-Monitor I noch mit der Bewertung verschiedener physikalischer Messprinzipien, Verfahren und Methoden hinsichtlich ihrer Eignung für eine nichtinvasive Zustandsüberwachung des Inventars von Transport- und Lagerbehältern (TLB) mit radioaktiven Materialien. Aufbauend auf diesen Ergebnissen und Erkenntnissen machten sich die Forscher gemeinsam ab April 2020 im aktuell laufenden Projekt DCS-Monitor II daran, ein praktisch einsetzbares Monitoringverfahren speziell für CASTOR-Behälter zu entwickeln.

Dem Projektbearbeiter der HSZG, Hr. Sebastian Reinicke, kam hier hauptsächlich die Aufgabe zu, die Konzeption und den Aufbau eines mit einem Gamma- und Neutronensstrahlungsmesssystem ausgestatteten Roboters zu übernehmen. Die Strahlungsmessungen an der Behälterhülle sollten automatisiert, d. h. ohne jedwedem menschlichen Eingriff erfolgen. Diese Anforderung hat ihren Ursprung im deutschen Atomgesetz, welches u. a. definiert, dass stets eine "Schutzvorsorge gegen die Gefahren der Kernenergie und der schädlichen Wirkung ionisierender Strahlen" zu gewährleisten ist. Dazu gehört insbesondere, die Strahlenexposition von Personen so gering wie möglich zu halten.

In den vergangenen Monaten der Projektbearbeitung nahm in einem der Labore des IPM der Messroboter zunehmend Gestalt an. Den finalen Meilenstein stellte schließlich die kürzlich durchgeführte Messkampagne an einem originalen Castorbehälter vom Typ 414/84 dar. Diese erfolgte mit Unterstützung des Entsorgungswerkes für Nuklearanlagen GmbH (EWN). Ort der Kampagne war das Zwischenlager Nord des EWN in Lubmin, in welchem u. a. 74 CASTOR-Behälter mit hochradioaktiven Abfällen eingelagert sind. Innerhalb mehrerer Wochen erfolgten automatisiert die Messungen der an einem Behälter mit der mit niedrig als auch mit hoch abgebrannten Brennelementen vor mehr als 15 Jahren beladen wurde. In diesem Zeitraum ließ es sich sogar der Norddeutsche Rundfunk (NDR) nicht nehmen, sich vor Ort zu begeben, ein Interview zu führen und sachlich über die Messkampagne zu berichten.

Wenn auch die Auswertung und Interpretation der Messdaten noch einige Monate Projektarbeit in Anspruch nehmen, lassen der reibungslos abgelaufene Einsatz des Messroboters und die Plausibilität der aufgezeichneten Messwerte bereits den Schluss zu, dass sich das System bewährt hat und die Messkampagne als durchweg erfolgreich angesehen werden kann. Es sind somit beste Voraussetzungen gegeben, um diese Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten weiter fortzusetzen und letztlich einem praktischen Einsatz des vollautomatisierten Messsystems in Zwischen- und ggf. auch Endlagern entgegenzusehen.

Text: André Seeliger
Bild: EWM / Carla Schmidt