
ENSI Erfahrungs- und Forschungsbericht 2011
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fluss der Neutronen-Bestrahlung, des Reaktorkühl-
mittels und der langen Betriebsdauer bei erhöh-
ten Temperaturen mit zunehmendem Anlagenal-
ter verringern.
Ziel ist es, die Anfälligkeit von Reaktorkernein-
bauten und Rohrleitungen auf Spannungsrisskor-
rosion (SpRK) durch die entsprechende Wahl der
wasserchemischen Randbedingungen zu minimie-
ren. Dies kann mit der klassischen Wasserstoffche-
mie-Fahrweise (Hydrogen Water Chemistry HWC)
realisiert werden, erfordert allerdings die Zuga-
be grosser Mengen an Wasserstoff, um das erfor-
derliche (sehr tiefe) Korrosionspotenzial an denje-
nigen Oberflächen zu erreichen, die mit Medium
in Kontakt stehen. Unter anderem wird bei die-
ser Fahrweise aber auch Stickstoff reduziert und
es kommt zu einer erhöhten Freisetzung von radi-
oaktivem Stickstoff N-16. Dies hat wiederum hö-
here Dosisleistungen als negativen Nebeneffekt
zur Folge.
Bei dem sogenannten On-line-NobleChem
TM
-
(OLNC)Verfahren, welches in beiden SWR der
Schweiz zum Einsatz kommt, wird während des
Volllastbetriebs ein wasserlöslicher Platinkomplex
dem Reaktorwasser in einem festgelegten Zeit-
raum zugegeben. Im Idealfall schlägt sich Platin
(Pt) gleichmässig auf den Oberflächen der Kernein-
bauten und Rohrleitungen nieder. Diese Edelme-
tall-Partikel wirken als Katalysator, so dass bereits
mit geringen Mengen an Wasserstoff das erforder-
liche, niedrige Korrosionspotenzial erreicht wird.
Unter diesen Randbedingungen kommt es radio-
logisch zu deutlich weniger Freisetzungen als bei
der HWC-Fahrweise. Das Verfahren wurde von Ge-
neral Electric (heute GE-Hitachi) entwickelt. Welt-
weit wird es gegenwärtig bereits in vielen SWR an-
gewendet.
Projektziele des Berichtsjahres
und wichtige Ergebnisse
Die für das zweite Projektjahr vorgesehenen Pro-
jektziele konnten in den beiden Teilprojekten SP1
«Experimentelle Untersuchungen des Ablage-
rungsverhaltens von Pt unter simulierten SWR-Be-
dingungen und in einem SWR» und SP2 «Entwick-
lung einer zerstörungsfreien Charakterisierungs-
methode für Pt-Ablagerungen auf Reaktorkompo-
nenten und chemische sowie mikroskopische Ana-
lytik» weitestgehend erfüllt werden. Der eigens für
dieses Projekt erstellte Hochtemperaturkreislauf
(Abbildung 3) wurde im Laufe des Jahres aufgrund
der während des Einsatzes gewonnenen Erkennt-
nisse weiter entwickelt. Insgesamt wurden acht
Versuchsreihen gefahren, bei denen die Zugabe
des Platins bzgl. Menge und Dosiergeschwindig-
keit zum Kreislauf variiert wurde. Die meisten der
bei den Experimenten ausgelagerten Proben wur-
den bereits oberflächenanalytisch nachuntersucht.
Die ersten Resultate zeigen, dass bei einer höheren
Platin-Einspeiserate das Abscheideverhalten des Pt
effektiver ist als bei einer geringeren Einspeiserate.
Dies wird anhand eines niedrigeren Korrosionspo-
tenzials belegt, bei dem der Schutz vor SpRK ver-
bessert ist. Eine längere Voroxidationsphase der
Proben scheint ebenfalls die Pt-Konzentration an
den Oberflächen der Proben zu erhöhen.
Aufgrund der anfänglichen Schwierigkeiten mit
dem neu konstruierten Hochtemperaturkreislauf
sowie einem Personalwechsel in Teilprojekt SP1
ist eine leichte Verzögerung im Vergleich zum ur-
sprünglich erstellten Projektplan feststellbar. Das
PSI geht aber davon aus, dass die wesentlichen
Ziele dieses Projekts bis zum vorgesehenen Pro-
jektende erreicht sein werden.
Bedeutung des Projekts,
Beitrag zur nuklearen Sicherheit
Die Wirksamkeit der NobleChem
TM
-Technolo-
gie in Kraftwerken ist noch nicht vollumfänglich
nachgewiesen und verstanden. Laboruntersu-
chungen haben gezeigt, dass bei einem stöchio-
metrischen Wasserstoffüberschuss und einer aus-
reichenden Oberflächenbedeckung mit extrem
fein verteilten Pt-Partikeln die Anfälligkeit gegen-
über Spannungsrisskorrosion deutlich reduziert
werden kann. Jedoch ist sehr wenig über das Abla-
gerungs- und Verteilungsverhalten sowie die Haft-
fähigkeit dieser Pt-Partikel unter Strömungsver-
hältnissen, wie sie in einem Reaktor herrschen, be-
kannt. Deshalb befasst sich das Projekt NORA in-
tensiv mit dem Ablagerungsverhalten von Pt unter
simulierten SWR-Bedingungen in einem eigens da-
für konzipierten Versuchskreislauf und in einem re-
alen SWR. Zudem wird eine zerstörungsfreie Tech-
nik entwickelt, um Pt-Partikel auf verschiedenen
Komponenten im Reaktor charakterisieren zu kön-
nen.
Diese Arbeiten des PSI sind für die Aufsicht wichtig,
da das ENSI dadurch von einem unabhängigen For-
schungslabor Ergebnisse zu OLNC erhält. Da mitt-
lerweile die Kernkraftwerke Mühleberg (KKM) und
Leibstadt (KKL) die OLNC-Fahrweise anwenden, ist
es umso wichtiger, möglichst alle beobachteten Ef-
fekte, die bei dieser Fahrweise bereits aufgetreten
sind, zu verstehen. Das Projekt NORA kann dazu
einen massgeblichen Beitrag liefern.
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