Zeitung Heute : Knautschtest für Castoren

Aus Behältern dürfen auch bei schwersten Unfällen keine gefährlichen Stoffe entweichen. Das testen Materialforscher jetzt mit einem einzigartigen Fallturm

Gideon Heimann

Mit einem dumpfen Aufprall setzt die gut 140 Tonnen schwere Last nach ihrem knapp zehn Meter tiefen Fall auf dem Hallenboden auf. Leichte Erschütterungen sind noch auf dem Waldboden in etwa 80 Metern Sicherheitsabstand zu spüren. Was hier wie ein Spiel wirken mag, hat einen ernsten Hintergrund: Es geht um Behälter, die dem Transport und der Lagerung abgebrannter Brennstäbe aus Kernkraftwerken dienen. Auf ihrem riesigen Versuchsgelände in Horstwalde bei Baruth nahmen die Ingenieure der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) kürzlich eine neue Anlage für solche Tests in Betrieb. Knapp vier Millionen Euro hat sie gekostet, sie ist weltweit die einzige ihrer Art.

Gefäße wie etwa jene, die unter dem Produktnamen „Castor“ bekannt geworden sind, dürfen ihren Inhalt unter keinen Umständen unkontrolliert freisetzen. Sie müssen selbst dem schwerstmöglichen Unfall beim Landtransport standhalten, damit weder radioaktive Gase noch Partikel in die Umwelt gelangen. Aber kann man sich den schlimmsten Crash überhaupt vorstellen und sich auf eine solche Eventualität einrichten?

Das ist jedenfalls die Aufgabe für Projektleiter Karsten Müller, der in Horstwalde einen gut 140 Tonnen schweren Behälter von Mitsubishi für den Testabwurf aus 9,30 Metern Höhe vorbereitet hat. Mit diesem „MSF-69 BG“ möchte der japanische Konzern auf den Markt, und dafür braucht er eine Bauartzulassung – im Prinzip ist das ähnlich wie bei Autos.

Die BAM wiederum ist die Prüfbehörde für solche Zulassungsverfahren, sie arbeitet im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz. Mit dem deutschen Prüfsiegel ist das Baumuster dann zwar nicht überall auf der Welt gleichermaßen zugelassen, aber das Verfahren andernorts vereinfacht sich, weil die Richtlinien der Untersuchungen von der Internationalen Atomenergiekommission (IAEA) vorgeschrieben sind und allgemein anerkannt werden.

Noch wenige Sekunden zuvor hing der „MSF“ an dicken Nylontauen, in einem Winkel von exakt zehn Grad. Am Ende seines Falles sollte er zunächst mit der Unterseite auf dem Boden aufschlagen. Das Erschwerende des erfolgreich verlaufenen, schrägen Aufpralls ist es, dass nicht die gesamte Grundfläche den Stoß aufnehmen kann, sondern nur die Kante. Und dann bewirkt die Wucht des „Einschlags“ auch noch eine Drehung des Körpers: Durch diese Hebelwirkung verstärkt, prallte das Oberteil des Behälters noch kräftiger auf den Boden auf, als es beim waagerechten Fall geschähe.

So müssen die Behälterkanten das Siebzig- bis Neunzigfache der gewöhnlichen Erdbeschleunigung aushalten, auf ihnen lasten also kurzzeitig nicht nur 140 Tonnen Gewicht, sondern – wie in diesem Beispiel – Kräfte bis zu 12 600 Tonnen. Um das zu schaffen, sind die eigentlichen Gefäß-Enden mit speziellen Überwürfen versehen, mit Stoßdämpfern. Sie bestehen aus einer Metallwabenkonstruktion, die mit einem besonderen Holz gefüllt sind – welches das ist, bleibt dem Hersteller überlassen.

Diese „Knautschzone“ verzehrt also einen möglichst großen Anteil der Aufprallenergie. So soll der eigentliche Behälter den Einschlag überstehen, ohne sich zu verziehen oder gar zu reißen. Beim genaueren Hinsehen zeigt sich, dass die Stoßdämpfer des Testkörpers einiges aufgefangen haben – ihre Kanten sind in deutlich sichtbare Falten gelegt. Dass sie ihre Aufgabe auch technisch einwandfrei erfüllt haben, hat sich in den nachfolgenden Dichtigkeitsprüfungen erweisen.

Aber weniger als zehn Meter Fallhöhe – ist das nicht zu wenig für alle möglichen Unfälle? „Das reicht völlig aus“, sagt Müller. Denn der Prüfkörper fällt hier auf einen äußerst unnachgiebigen Untergrund: 22 Zentimeter dicke Stahlplatten (Brammen), die noch dazu in ein fünf Meter tiefes Betonfundament eingelassen sind. Alles zusammen wiegt rund 2600 Tonnen.

In der Praxis, draußen bei einem Unfall, würde er nie auf so harten Untergrund knallen. Waldboden, der Asphalt einer Straße oder der viel dünnere Beton eines Betriebshofes gäben schneller nach, nähmen selbst Energie auf. Selbst ein Sturz aus 200 Meter Höhe – etwa von einem Hubschrauber aus in die Landschaft – hätte nicht diese Aufprallwirkung, wie sie hier auf dem Fallprüfstand hervorgerufen werden kann.

Bis zu 200 Tonnen schwere Gegenstände lassen sich 25 bis 30 Meter hoch heben. Der Rohrgitterturm mit der Stahlseilwinde steht auf 14 Meter tiefen Fundamenten. Die Prüfhalle mit ihren riesigen Rolltoren lässt sich nach oben hin öffnen, so dass die Ingenieure während der Vorbereitungen der Versuche vor der Witterung geschützt bleiben. Das war bei der bisherigen, kleineren Anlage in der Nähe von Braunschweig deutlich unbequemer.

Für viele Details des Neubaus gab es jedoch keine Vorbilder, hier mussten sich die Ingenieure etwas einfallen lassen. Besonders aufwändig ist zum Beispiel jene Vorrichtung gestaltet, die den freien Fall auslöst. Denn es muss ja eine Apparatur sein, die dem Prüfkörper keinen zusätzlichen Impuls versetzt, der das Ergebnis verzerren könnte. Also ist die Aufhängung der Tragetaue an einem Bolzen befestigt, der wiederum eine Sollbruchstelle besitzt. Eine Hydraulik der Abwurftechnik setzt diesen Bolzen zusätzlich unter Druck, bis er wegbricht und die Last freigibt.

Über die neue Testanlage freuen sich nicht nur jene BAM-Fachleute, die für die Abnahme solcher „Gefahrgutumschließungen“ zuständig sind. Da für den Abwurfturm eine ganz besondere Konstruktion ersonnen werden musste, sehen auch ihre Kollegen aus der Abteilung Bauwerkssicherheit genauer hin. Vielleicht gibt es für sie ebenfalls neue Erkenntnisse.

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