Brandenburg : Feuer im Wald

Für besonders gefährliche Versuche suchen Materialforscher die Weite Brandenburgs, denn sie benötigen einen großen Sicherheitsabstand.

Ralf Nestler
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Heiße Phase. Brandversuch mit einem Stahlbehälter. Solche Tests sollen helfen, Chemikalientransporte durch besiedeltes Gebiet...

Es mutet schon etwas geheimnisvoll an. Zwischen endlosen Kiefernreihen führt die Straße entlang, durch Ortschaften, die Horstwalde oder Alexanderdorf heißen, bis plötzlich mitten im Wald eine Schranke zu sehen ist. Der Blick öffnet sich, fällt auf ein paar Erdwälle, auf denen das Gras in der Sonne dahingilbt. Dazu ein paar Gasbehälter, Rohrleitungen, aber kein Mensch weit und breit.

Die Abgeschiedenheit dieses Landstrichs südlich von Berlin war einer der Gründe für das Preußische Kriegsministerium, hier ab 1871 ein Artillerietestsgelände aufzubauen. Rund 50 Jahre später machte der Raketenpionier Wernher von Braun Versuche mit Flüssigtreibstoff, bevor das Areal von der Sowjetarmee und später von der NVA übernommen wurde. Heute gibt es zwar keine Beschussversuche mehr, doch die Tests der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sind kaum weniger gefährlich. Da werden Transportbehälter für radioaktiven Abfall gezielt zum Absturz gebracht oder Gastanks minutenlang flammender Hitze ausgesetzt – und zwar von allen Seiten gleichzeitig, damit es auch richtig heiß wird.

„Solche Versuche sind natürlich gefährlich, da benötigt man einen gehörigen Sicherheitsabstand zu öffentlichem Gelände“, erläutert Ulrike Rockland, Pressesprecherin der BAM, als sie ihren Jeep vom Tor ins Innere der 1200 Hektar großen Anlage lenkt. „In den Tests prüfen wir beispielsweise, ob neu entwickelte Transportbehälter für explosive Stoffe den gesetzlichen Sicherheitsbestimmungen entsprechen.“ Denn solche Gefäße, egal ob Kesselwagen der Eisenbahn oder Castorbehälter, kommen auf ihren Routen oft durch dicht besiedeltes Gebiet. „Hundertprozentige Sicherheit wird es niemals geben“, sagt sie gleich zu Beginn. „Aber man kann das Risiko eines Unfalls mit verheerenden Folgen deutlich verringern.“

Daran arbeitet beispielsweise Marco Poli, der hinter einem der meterhohen Erdwälle steht und dort einen Stahlbehälter fürs nächste Experiment vorbereitet. Er erforscht, wie man Explosionen verhindern kann. „Wenn es etwa in einem Chemiewerk einen Brand gibt, werden Gase in Rohrleitungen und Behältern kräftig erwärmt“, sagt der Ingenieur. „Während der Gasdruck infolge der Hitze immer weiter steigt, verliert auch die schützende Metallhülle ihre Festigkeit und reißt irgendwann.“ In diesem Moment treten plötzlich Luftsauerstoff und Feuer zu dem brennbaren Gas. Es explodiert.

Um das zu vermeiden, könne man einerseits die Gefäßwand dicker machen. „Damit sinkt die Gefahr, dass sie birst“, erläutert Poli. Doch gerade bei großen Behältern sei das ziemlich teuer. „Dann ist es besser, Ventile einzubauen, die sich ab einem bestimmten Druck öffnen und das Gas entweichen lassen.“ Das Gas würde in dem Fall trotzdem abbrennen, mit metergroßer Stichflamme sogar. Aber es gäbe keine Explosion, die weitaus schlimmere Folgen haben kann.

„Als Ventile benutzt man meist Folien oder Bleche, die bei steigendem Druck zerreißen“, sagt Poli. Er untersucht, wie diese Sollbruchstellen aufgebaut sein müssen, damit sie im Normalbetrieb dicht halten und bei Gefahr dennoch schnell öffnen. Die Eigenschaften hängen unter anderem davon ab, wie dick das Verschlussmaterial und wie groß die Austrittsöffnung ist. „Für einen schlichten, runden Behälter kann man das problemlos ausrechnen“, sagt der Forscher. Wenn sich darin jedoch Hindernisse befinden, zum Beispiel eine Leiter für Wartungsarbeiten, würde das Gas im Ernstfall nicht mehr gleichmäßig ausströmen, sondern mit wilden Verwirbelungen. „Turbulente Strömung“ heißt das im Fachjargon. „Die macht die Sache deutlich schwieriger“, sagt Poli.

Um die Turbulenzen in den Griff zu kriegen, sind aufwendige Simulationen am Computer nötig. Dafür nutzt Poli einen Hochleistungsrechner in der Berliner BAM-Zentrale. Um die Ventile zu testen, muss er aber die Stadt verlassen.

Heute wollen er und zwei seiner Kollegen einen Verschluss aus Acetatfolie untersuchen. Der Testzylinder, in dem ein Methan-Luft-Gemisch zur Explosion gebracht werden soll, ist gerade einmal einen Meter lang. Und dafür braucht man einen riesigen Prüfstand in der Pampa? „Diesen Zylinder könnten wir theoretisch auch auf unserem Berliner Testgelände nutzen“, sagt der BAM-Ingenieur. „Aber wenn wir einen Schritt weiter gehen und größere Apparate testen, müssen wir hierher kommen.“

Viele Tests auf dem Gelände erfolgen zunächst an „geschrumpften“ Objekten. Lediglich die Messergebnisse werden in die realen Dimensionen hochgerechnet. Das spart Zeit und Geld – was sich vor allem bei klobigen Testkandidaten wie Transportbehältern für Kernbrennstoffe zeigt. Erst wenn die Entwicklung sehr weit vorangeschritten ist, kommen die Originale auf den Prüfstand.

Polis Mitarbeiter haben inzwischen zwei schwarze Schläuche an den Zylinder angeschlossen, über die das Gefäß mit dem Versuchsgas gefüllt wird. Weil das Methan-Luft-Gemisch bei einer Explosion nur eine blasse Stichflamme erzeugt, haben die Männer zu Demonstrationszwecken ein Brett vor zwei stehende Kanthölzer gebracht und einen gelben Schutzhelm draufgesetzt: Der Explosionsdruck soll den abstrakten Dummy umwerfen.

Letzter Check der drei Drucksensoren, die ihre Daten über blaue Kabel zu einem Computer schicken. 180 000 Messwerte pro Sekunde kann jeder Sensor liefern. Je mehr Daten es gibt, desto genauer wird die anschließende Analyse. Denn die gesamte Explosion wird nicht mehr als 0,4 Sekunden dauern.

Plötzlich poltert es, die Holzkonstruktion samt Helm liegt am Boden. Doch das war nur der Wind. Ein erneutes Aufbauen ist trotzdem nicht mehr möglich, keiner darf sich jetzt beim Befüllen des Behälters vor der mutmaßlichen Explosionsöffnung aufhalten. Stattdessen ziehen sich jetzt alle in den verbunkerten Beobachtungsstand zurück: dicke Mauern, Scheiben aus Panzerglas und Fensterläden aus Metall, die bei größeren Versuchen ebenfalls geschlossen werden. Über die Sensoren und Videokameras können die BAM-Forscher das Geschehen dennoch genau verfolgen.

Bei dem kleinen Stahlbehälter sind die Vorschriften nicht ganz so streng. Und so schauen alle durchs Fenster, als Polis Kollege den grauen Kasten für die ferngesteuerte Zündung in die Hand nimmt und die beiden Knöpfe drückt. Es knallt gehörig und die verdorrten Gräser auf dem fünf Meter entfernten Erdwall biegen sich zu Boden.

Als würden sie so etwas jeden Tag erleben, gehen die Männer gelassen nach draußen zu ihrem Testobjekt. „Die Folie hat es sauber rausgerissen“, sagt Poli und streicht mit dem Zeigefinger an der Metallkante des Lochs entlang. Für den nächsten Test wird nun eine dickere Folie eingespannt.

Die Messwerte, die die Wissenschaftler hier sammeln, vergleichen sie später mit den Ergebnissen ihrer Simulationssoftware. Wenn sich zeigt, dass diese übereinstimmen, können ähnliche Bauteile künftig gleich am Rechner geprüft werden, ohne Knall. Viele Sicherheitsforscher im In- und Ausland hätten Interesse an solchen Computerprogrammen, sagt Poli. „Schließlich hat nicht jeder so ein Testgelände.“

Das Testgelände der BAM kann an diesem Mittwoch zwischen 13 und 22 Uhr besichtigt werden. Neben einem Besucherprogramm mit Feuerwerk und Hubschrauberrundflügen werden reale Brand- und Fallversuche stattfinden. Diese können aus sicherer Distanz beobachtet werden. Anschrift: An der Düne 44, 15837 Baruth/Mark, OT Horstwalde

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