CASTOR® – Transport- und Lagerbehälter für abgebrannte Brennelemente

Jährlich werden je Kraftwerksblock in Gundremmingen etwa ein Fünftel der Brennelemente ausgetauscht. Abgebrannte Brennelemente müssen nach der Entladung aus dem Reaktordruckbehälter zum Abklingen zunächst im Brennelementlagerbecken des Reaktorgebäudes gelagert werden. Nach einigen Jahren ist die Nachzerfallswärme so weit abgeklungen, dass die Brennelemente aus dem Becken in Transport- und Lagerbehälter geladen werden können.
Die weltweit am häufigsten dafür eingesetzten Behälter sind die CASTOR®-Behälter. CASTOR®, ein international geschützter Markenname, steht für:
Cask for Storage and Transport of radioaktive Materials

Der Hauptbestandteil der schweren CASTOR®-Behälterkörper ist GGG 40, ein spezielles Gusseisen mit kugelförmig ausgebildetem Graphit. Dieser Spezialwerkstoff wird den besonderen Sicherheitsanforderungen in optimaler Weise gerecht dank seiner Duktilität.
Vier Anforderungen an die Behälter stehen im Vordergrund:

• sichere Umschließung des radioaktiven Inhalts,
• Abschirmung der Strahlung,
• Abführung der aus den radioaktiven Stoffen entwickelten Wärme,
• Gewährleistung der Unterkritikalität (Unmöglichkeit einer Kettenreaktion).

CASTOR®-Behälter müssen auch dann stabil sein und dürfen ihren radioaktiven Inhalt nicht freigeben, wenn sie in schwere Unfälle verwickelt werden. Deshalb werden Musterbehälter harten Prüfungen ausgesetzt, die von der Internationalen Atomenergie-Behörde IAEA festgelegt worden sind. Sie müssen unbeschadet überstehen:

• einen Sturz aus neun Metern Höhe auf ein unnachgiebiges Stahlbetonfundament,
• einen Sturz aus einem Meter Höhe auf einen spitzen Stahldorn,
• eine halbe Stunde lang ein Feuer von 800 Grad Celsius,
• einen mehrstündigen Aufenthalt in 200 Meter Tiefe unter Wasser.

Um die Sicherheit der Behälter in der Praxis zu testen, wurden sie extremen Prüfungen ausgesetzt, die über die Anforderungen der Behörden hinausgehen. Dazu gehörten beispielsweise:

• Fallversuche von auf minus 40 °C abgekühlten Behältern aus 9 m Höhe auf ein unnachgiebiges Fundament.
• Fallversuche mit einem Behälter mit künstlichem Fehler (einem 80 mm tiefen und 480 mm langen, mit Laserstrahlen erzeugten Schnitt) in der Höchstbelastungszone.

Ergebnis der Härtetests: Die Transport- und Lagerbehälter blieben selbst unter diesen extremen Bedingungen funktionsfähig und dicht.