Beiträge der Reaktordosimetrie zu Komponentensicherheit und Integritätsbewertung

Energiereiche Neutronenstrahlung verursacht in Materialien Schädigungen, die zum Verlust ihrer mechanischen Festigkeit führen. Ein solcher Effekt ist die Neutronenversprödung. Für Komponenten, die sich innerhalb bzw. nahe des Kerns eines Spaltreaktors befinden, ist sie der wichtigste Schädigungsmechanismus. Für den Druckbehälter ist sie von besonderer Sicherheitsrelevanz. Da sich die Schädigung mit fortlaufender Bestrahlung akkumuliert, ergibt sich aus Sicherheitsgründen für eine Komponente eine maximal zulässige Strahlungsfluenz, der sie ausgesetzt werden darf. Bei vielen Druckwasserreaktoren ist der Materialzustand des Druckbehälters sogar entscheidend für die zulässige Betriebsdauer des Reaktors. Daher ist einerseits die Monitorierung der Strahlungsbelastung für sicherheitsrelevante Komponenten mit Hilfe geeigneter Messungen und Berechnungen eine notwendige Voraussetzung für den sicheren Betrieb eines Kernreaktors und andererseits die Entwicklung und Verifikation solcher Mess- und Berechnungsmethoden eine wichtige Aufgabe der Reaktorsicherheitsforschung. Die möglichst zuverlässige Bestimmung der Strahlungsbelastung für kernnahe Komponenten, darunter insbesondere des Druckbehälters, zu ermöglichen, ist das Ziel des Fachgebiets "Reaktordosimetrie". Seine Bearbeitung auf hohem wissenschaftlich-technischen Niveau ist daher eine notwendige Voraussetzung für zuverlässige Integritätsbewertung und Gewährleistung von Komponentensicherheit.

Nach dem Zusammenbruch des Ostblocks ist die Sicherheitsproblematik der Druckbehälter der russischen Kernreaktoren vom Typ WWER weltweit ins Blickfeld der Öffentlichkeit gerückt und zum Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte geworden. Da in diesem Falle die Strahlenschädigung im Vergleich zu anderen Effekten wesentlich größer ist, hat insbesondere die Reaktordosimetrie dadurch neue Impulse erfahren. Mit der Neugründung des Forschungszentrums Rossendorf aus dem ehemaligen ZfK Rossendorf wurde auch ein Teil der reaktordosimetrischen Arbeiten zu WWER-Reaktoren übernommen und im Institut für Sicherheitsforschung parallel zur entsprechenden Materialforschung fortgeführt. Bisher wurden hier die wichtigsten Teilgebiete bearbeitet: Fluenzmessung, Fluenzberechnung und Spektrumsjustierung. Im Vortrag werden der erreichte Stand dargelegt, dieser mit dem internationalen Niveau verglichen und Ansätze für Weiterentwicklungen aufgezeigt.