Kernkraftwerk Belojarsk

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Kernkraftwerk Belojarsk
Beloyarsk NNP-3.jpg
Standort
Land Flag of Russia.svg Russische Föderation
Oblast Swerdlowsk
Ort Saretschny
Koordinaten 56° 51′ 1″ N, 61° 19′ 14″ OTerra globe icon light.png 56° 51′ 1″ N, 61° 19′ 14″ O
Reaktordaten
Eigentümer JSC Rosenergoatom Konzern
Betreiber JSC Rosenergoatom Konzern
Geplant 2 (2400 MW)
Im Betrieb 2 (1464 MW)
Stillgelegt 2 (268 MW)
Zusatzfunktionen Fernwärme
Prozesswärme
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Belojarsk (russisch Белоярская АЭС anhörenBeschreibungsseite der Audiodatei mit Lizenzangaben) befindet sich nahe der Stadt Saretschny in der russischen Oblast Swerdlowsk. Der volle Name des Kernkraftwerks lautet Kernkraftwerk Belojarsk benannt nach I. W. Kurtschatow (russisch Белоярская АЭС имени И. В. Курчатова), benannt nach Igor Kurtschatow, dem Vater des zivilen Atomprogramms in der Sowjetunion und des weltweit ersten Kernkraftwerks. Das Kernkraftwerk selbst ist nach der Kreisstadt Belojarsk benannt, die rund zehn Kilometer südlich des Kernkraftwerks liegt. Das Kernkraftwerk ist aktuell das einzige im kommerziellen Maßstab betriebene Werk mit Brutreaktoren und wird vornehmlich damit in Verbindung gebracht, obwohl es vor allem auch im sowjetischen Atomprogramm die wichtige Rolle spielte, die Kommerzialisierung von Kernkraftwerken voranzutreiben.

Geschichte

Die Geschichte des Kernkraftwerks ist in mehrere Abschnitte aufteilbar, vornehmlich nach den einzelnen Blöcken, da jeder einzelne von ihnen, bzw. einige gebündelt, die Geschichte des Werkes beeinflussten. Während die relativ zeitgleich zuerst gebauten Blöcke 1 und 2 die Geburt der sowjetischen Atomindustrie nachhaltig beeinflussten, zielte Block 3 vornehmlich auf die Schließung des Brennstoffkreislaufes ab. Block 4 symbolisiert ähnlich wie Block 3 die Schließung des Brennstoffkreislaufs während der geplante fünfte und sechste Block eine neue Ära in der russischen Atomindustrie erschließen sollen, und mit ihrer Blockleistung einen wirtschaftlich sinnvollen Betrieb im geschlossenen Brennstoffkreislauf im großen Maßstab demonstrieren sollen.

Block 1 & 2

Im sechsten Fünfjahresplan plante die Sowjetunion auf Empfehlung von Igor Kurtschatow nach der erfolgreichen Inbetriebnahme des ersten zivilen Kernkraftwerks in Obninsk den Bau von bis zu fünf Kernkraftwerken mit einer kumulierten Leistung von 500 MW nahe Moskau, Leningrad und im Uralgebirge. Die Begründung lag auf der Hand, da der europäische Teil bis hin zum Ural keine großen energetischen Rohstoffvorkommen hatte und jährlich 14 Millionen Tonnen Kohle aus Sibirien mit der Eisenbahn angefahren werden mussten.[1] Das ist auch der Grund, weshalb die Sowjetunion vornehmlich auf Leistungsreaktoren für Kraftwerke setzen wollte, im Gegensatz zu den Vereinigten Staaten von Amerika, die preiswerte konventionelle Ressourcen für die Energieerzeugung zur Verfügung hatten, und deshalb nur im experimentellen und militärischen Bereich Reaktorversuche vornahmen. Die Planungen in der Sowjetunion wurden 1957 abgeändert und daraufhin beschlossen, dass erste Kernkraftwerk mit 200 MW Leistung auszustatten, das Zweite mit 400 MW, das Dritte mit 600 MW. Zur gleichen Zeit wurde entschieden das erste Kernkraftwerk nahe Woronesch zu errichten, das Kernkraftwerk Nowoworonesch, während das Zweite im Ural entstehen sollte am Standort Belojarsk, das oftmals als Kernkraftwerk Ural bezeichnet wurde.[2] Anders als Nowoworonesch sollte Belojarsk die Entwicklung der graphitmoderierten Reaktoren mit Dampfüberhitzung vorantreiben, um die Komponenten des Werkes so gut wie nur möglich mit den Bauteilen für konventionelle Kraftwerke kompatibel zu machen.[3]

Bau

Am 1. Juli 1958 wurde mit dem Bau des ersten Blocks begonnen.[4] Der Bau eines zweiten baugleichen Reaktors mit ebenfalls einer Leistung von 100 MW war kurze Zeit danach geplant.[5] Zwei weitere baugleiche Blöcke mit 100 MW sollten eventuell später folgen und die Kapazität des Werkes auf 400 MW erhöhen, weshalb die Schaltanlage ursprünglich auch für eine Kapazität von 400 MW ausgelegt wurde. Allerdings sollte der Zubau erst erfolgen, wenn die ersten beiden Blöcke bereits in Betrieb waren und entsprechende Betriebserfahrungen bestehen würden. Zusammen mit dem Kernkraftwerk wurde der anliegende Fluss Pyschma durch den Bau der Belojarsker Talsperre angestaut um Kühlwasser für das Kernkraftwerk bereitstellen zu können. Ebenso wurde vier Jahre vor Baubeginn des ersten Blocks der Grundstein für die Stadt Saretschny gelegt um genug Wohnraum für die Arbeiter des Kernkraftwerks zu haben. Das ehemalige Konzept, Belojarsk zu einer Arbeiterstadt zu erweitern, scheiterte aus infrastrukturellen Gründen.[6] Am 1. Januar 1962 ging der zweite Block in Bau,[4] der mit dem ersten Block einen Doppelblock bildet, jedoch mit der gleichen Konstruktion eine verbesserte Variante des ersten Blocks werden sollte. Am ersten Block waren bis 1962 alle wesentlichen Arbeiten abgeschlossen worden. So konnten unter anderem bereits erste Anlagenteile ihrer Bestimmung übergeben werden, so auch der Netzanschluss des Kernkraftwerks. Die Belojarsker Talsperre war ebenfalls weitestgehend vollendet. Obwohl der erste Block noch im gleichen Jahr ans Netz sollte, war der Termin wohl nicht haltbar, da der Anstieg des Wasserpegels bis zum Scheitelpunkt der Talsperre mehr Zeit in Anspruch nahm als ursprünglich geplant.[7]

Nach den Angaben von Iwan Emeljanow, Leiter der sowjetischen Kernenergiekommission, wurde 1962 die ober und untere Stützplatte des Reaktors sowie der Reaktormantel und die Kanäle installiert. Vor der Weltöffentlichkeit prahlte Emeljanow damit, dass die Reaktoren in Belojarsk vom Standpunkt einer modernen Energieerzeugung aus betrachtet die besten der Welt seien. Ab 1962 wurde an den letzten oberirdischen Räume des Blocks gearbeitet.[8] Im Jahr 1963 änderte die Sowjetunion die Pläne für das Atomprogramm ab. So sollte sowohl in Nowoworonesch, als auch in Belojarsk jeweils ein größerer zweiter Block entstehen. Während man sich in Nowoworonesch an ein 365 MW-Modell wagen wollte, wurde der zweite Block für Belojarsk konstruktiv kaum modifiziert und nur die Dampfüberhitzung verbessert, sodass der Block eine Leistung von rund 200 MW erreichen könnte.[9] Auf die zwei zusätzlichen Blöcke die ehemals vorgesehen waren wurde verzichtet zugunsten der Standardreaktorlinien, die sich zu etablieren begannen.[10]

Betrieb

Blick von der Hauptstaße Saretschnys auf Block 1 und 2

Nach Planungen aus dem Jahr 1961 sollte der erste Block entweder 1961 oder 1962 ans Netz gehen.[11] Am 1. September 1963 wurde der erste Block erstmals kritisch gefahren.[4] Der Block war damit der größte Siedewasserreaktor der Welt. Einer TASS-Meldung zufolge wurde der Reaktor jedoch erst Ende des Monats kritisch.[9] Das Inbetriebnahmeprogramm sah zunächst nur neutronenphysikalische Versuche vor, gefolgt vom Versuchsbetrieb einiger Anlagenteile und des Primärsystems.[12] Allerdings zögerte sich die eigentliche Inbetriebnahme hinaus, da es Probleme mit den Überhitzungskanälen gab, was allerdings zu erwarten war. Man ging davon aus, dass der Block im November oder Dezember noch die Elektrizitätserzeugung aufnehmen könnte.[13] Weiter gab es eine Fehlberechnung des Reaktors selbst, der den spezifischen Abbrand von 2300 Megawattagen pro Tonne Spaltmaterial aufgrund der Druckröhrenkonstruktion nicht erreichen würde, was allerdings aufgrund des hohen Wirkungsgrades durch die Dampfüberhitzung eher nebensächlich erschien. Erfahrungen aus Obninsk hatten gezeigt, dass der Abbrand durch spezielles Umsetzen der Brennelemente in andere Kanäle erhöht werden konnte. Ein höher angereicherter Brennstoff kam allerdings nicht infrage, aufgrund der dadurch entstehenden hohen Reaktivität.[14] Im dritten Schritt zur Inbetriebnahme wurde der Anlagenbetrieb mit den 730 normalen Reaktorkanälen getestet und im vierten Schritt die Überhitzerkanäle nacheinander zugeschaltet und der Anlagenbetrieb aufgenommen.[12] Am 26. April 1964 wurde der erste Block erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert und wurde ab dem gleichen Tag kommerziell und regulär genutzt.[4] Am gleichen Tag erreichte der Block noch Volllast.[12]

Der Betrieb des ersten Blocks des Kernkraftwerks Belojarsk war nicht nur für die Sowjetunion, sondern auch für andere Länder wie die Vereinigten Staaten von Amerika interessant. Diese besichtigten die Anlage mehrfach um eigene technische Prototypen mit Heißdampferzeugung zu entwickeln. So war der stabile Betrieb des Blocks unter anderem ein Anstoß für den Bau des Boiling Nuclear Super Heater auf Puerto Rico.[15] Im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken verlief der reguläre Anlagenbetrieb in Belojarsk ähnlich,[12] allerdings gab es in Belojarsk im ersten Block Probleme. Bereits früh zeigte sich, dass das zweifache Durchleiten des Kühlmittels durch den Reaktor aufgrund der Bauweise den Dampf stark aktivierte, und die Turbinen über die vertretbaren Grenzwerte hinaus kontaminierte. In einem Interview mit einem US-Magazin erklärte der Konstrukteur des Reaktors, Nikolai Antonowitsch Dolleschal, dass sich das Problem lösen lassen könnte, wenn man einen einzelnen Kreislauf einsetzen würde. Die Grenzwerte waren für den Langzeitbetrieb im ersten Block aber dennoch vertretbar, weshalb man von einem Umbau absah. Weiter gab es Probleme mit den Kanälen, die teilweise überhitzten und aufgrund der kleinen Röhren dazu neigten, nicht genug Wärme an das Kühlmittel abzugeben. Eine Lösung war eine leichte Modifizierung der Röhren. Nach einjährigem Betrieb gab Dolleschal an, dass bisher keine Leckagen am Brennstoff festgestellt wurden und das Material, austenitischer Stahl, sich für Überhitzerbrennelemente mehr als geeignet erwies.[16]

Am 10. Oktober 1967 wurde der zweite Reaktor erstmals kritisch gefahren und am 29. Dezember 1967 erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert.[4] Aufgrund verschiedener Probleme und der Erprobung des Überhitzersystems konnte der Block erst im Mai 1968 mit 120 MW Leistung fahren.[17] Am 1. Dezember 1969 wurde der Block in den regulären und kommerziellen Betrieb übergeben.[4] Im Jahr 1970 erhielt das Entwicklerteam für die beiden Reaktoren unter Leitung von Nikolai Dolleschal den Staatspreis der UdSSR für die Entwicklung und Inbetriebnahme der beiden Blöcke.[18] Was allerdings zu diesem Zeitpunkt der Weltöffentlichkeit unbekannt blieb waren die Probleme mit den Reaktoren, die sich seit der Inbetriebnahme des ersten Blocks auch im zweiten Block fortsetzten. Erst in der Folge wurde 1990, als die Sowjetunion langsam zusammen brach, bekannt, dass es zwischen 1964 und 1974 regelmäßig zur Zerstörung der Brennelemente aufgrund von Überhitzung kam, bedingt durch die hohen Dampftemperaturen. Die Arbeiter bekamen während der Reparatur relativ hohe Strahlendosen ab.[19] Um dieses Problem zu beheben wurden beide Blöcke statt mit Dampftemperaturen zwischen 500 und 510 °C nur noch mit Dampftemperaturen von 400 bis 450 °C gefahren.[20] Trotz der Probleme erreichten die Blöcke bis 1975 im internationalen Vergleich eine sehr hohe Verfügbarkeit und einen hohen Betriebsfaktor. Die ersten zehn Jahre Betrieb des ersten Blocks waren sehr positiv auch wenn es Hinweise darauf gab, dass die hohen Dampftemperaturen und die Strahlung dem verwendeten Stahl in den Reaktoren ziemlich zusetzten und zu einer schnellen Versprödung führten.[21]

Schaltwarte von Block 2

Im Jahr 1977 kam es zur Zerstörung von rund der Hälfte der Brennelemente im zweiten Reaktor.[19] Die sowjetische Seite ging nicht näher auf den Grund ein. Die Reparatur erfolgte unter sehr hoher Strahlenbelastung, die zu sehr hohen Strahlendosen bei den ausführenden Arbeitern führte.[22] Etwa zur gleichen Zeit wurden Modifikationen im zweiten Block vorgenommen um experimentell die Dekontamination des Kühlwassers durch einfachere Verfahren zu verbessern. Die Kühlmitteltemperatur sollte dazu von 210 °C auf 260 °C erhöht werden. Es fanden sich bereits vorher Hinweise drauf, dass der eingesetzte Stahl in den Dampfabscheidern viel Korrosion aufwies und die Strahlung das Material stark schädigte. Eine Lösung war der Einsatz von Perlitstahl, der allerdings höhere Temperaturen erforderte. Um eine Reinigung des Kühlwassers mit Komponenten aus Perlitstahl zu prüfen wurde ein System zur periodischen Kühlwasserreinigung eingebaut, dass Ethylendiamintetraessigsäure zur Reinigung verwendete. Um die Temperatur zu erhöhen wurden zwei zusätzliche Pumpen eingebaut, die die Fördergeschwindigkeit durch den Reaktor erhöhen sollten um so die Dampftemperatur bei gleichzeitig höherer Kühlmitteltemperatur zu halten. Die Versuche mit dem System wurden noch im gleichen Jahr vorgenommen. Bei diesen Versuchen gab es allerdings Fehlberechnungen, die zu einem Scheitern der Versuche führten. Die Sowjetunion nannte keine genauen Gründe dafür.[23] Es liegt nahe, dass diese Versuche mit der Kernschmelze in der Hälfte der Druckröhren zusammenhängt.

Im Oktober 1988 berichtete die Zeitung „Sozialistitscheskaja Industrija“ als erste Zeitung öffentlich darüber, dass es Ende Dezember 1978 einen Brand in Belojarsk gegeben hatte.[24] Informant war I. Batrich, ein Feuerwehrkommandant des Kernkraftwerks Belojarsk.[25] Zu dem Unfall kam es in der Nacht vom 30. auf den 31. Dezember 1978,[26] etwa um 02:15 Uhr morgens,[27] während die beiden Blöcke 1 und 2 unter Volllast fuhren. Die Außentemperaturen um Swerdlowsk und am Kernkraftwerk erreichten bis zu -50 °C, während die Wärme innerhalb des Kernkraftwerks weitaus höher war. In der Turbinenhalle betrug die Innentemperatur direkt unter der Decke schätzungsweise 50 °C. Die Folge war eine starke Temperaturbeanspruchung des Daches der Turbinenhalle, was zu einer Materialermüdung führte und das Dach auf einer Fläche von zirka 500 Quadratmetern einstürzen ließ. Einer der Balken beschädigte einen Turbogenertor des ersten Blocks und Riss eine Dampfleitung ab,[26] während der größte Teil des Daches auf einen Turbogenerator des zweiten Blocks fiel.[28] Dabei wurde einer der Öltanks in der Turbinenhalle beschädigt. Das auslaufende Öl entzündete sich und das Feuer breitete sich über die Kabelschächte aus und zerstörte wichtige Messleitungen. Die Turbinen selbst wurden mit Wasserstoff gekühlt, der sich nicht entzündete. Der erste Block konnte regulär schnell abgeschaltet werden.[26] Durch die Zerstörung eines großen Teils der Messleitungen war es nicht möglich die Brandschutzanlage einzuschalten. Der Brand konnte bis in die Schaltwarte von Block 2 vordringen und beschädigte die Prozessrechner.[24] Zum Löschen des Feuers wurden 1200 Feuerwehrleute zum Kernkraftwerk gerufen.[27]

Eingang des Kernkraftwerkes bei Block 1

Der zweite Block wurde zunächst wie der erste Block über das normale System abgeschaltet ohne die Gewissheit zu haben, ob der Reaktor wirklich abgeschaltet wurde, da viele Steuerkabel zum Reaktor vom Feuer beschädigt wurden.[26] Zunächst stellte man fest, dass die Steuerstäbe nicht voll in den Kern des zweiten Reaktors einfuhren. Zunächst wurde das Betriebspersonal angewiesen die Steuerstäbe manuell in den Reaktor zu fahren, später nahm man eine andere Spannungsquelle und legte diese an die Aktoren an, sodass die Steuerstäbe von selbst in die unterste Endlage fuhren. Während des Brandes wurden Maßnahmen organisiert um Saretschny zu evakuieren. Aus Swerdlowsk wurden sämtliche Stadtbusse geordert und einige Personenzüge nahe dem Kernkraftwerk in Bereitschaft gestellt. Eine Katastrophe konnte allerdings abgewendet werden.[28] Am Morgen des 31. Dezember erreichte Boris Nikolajewitsch Jelzin, der zu dieser Zeit Parteisekräter der Kommunistischen Partei in Swerdlowsk war, von Moskau aus mit einem Abgeordneten der Regierung Belojarsk um den Schaden zu begutachten. Um die Turbinenhalle vor Wettereinflüssen zu schützen, wurden von Näherinnen aus einer alten Leinwand ein großes Laken genäht, dass über die offene Stelle im Dach gespannt wurde. In den folgenden Wochen kamen mehrfach Wissenschaftler und Ingenieure zum Kernkraftwerk um den Schaden zu begutachten und um Lösungen des Problems auszuarbeiten. Die Reparaturen an dem Werk, die über ein Jahr in Anspruch nahmen, wurden zeit- und budgetunabhängig vorgenommen. Die Arbeiter für die Reparaturen wurden aus der gesamten Sowjetunion mobilisiert.[26] Den Personen, die eine Katastrophe verhinderten, wurden seitens des Ministerpräsidenten der Sowjetunion, Alexei Nikolajewitsch Kossygin, Orden und Medaillen verliehen.[28]

Bei dem Einsturz des Daches selbst gab es keine Verletzten, da sich zu diesem Zeitpunkt niemand in der Turbinenhalle aufgehalten hatte.[26] Auch sonst forderte der Unfall keine Opfer und Verletzten. Es wurde bei diesem Zwischenfall keine Strahlung freigesetzt. Wladimir Sacharow, einer der führenden Köpfe die eine Katastrophe in Belojarsk verinderten, wurde zwei Tage nach dem Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl am 26. April 1986, dorthin berufen um den Posten als stellvertretenden Kraftwerksdirektor einzunehmen.[28] Im Jahr 1989 folgte im zweiten Block des Kernkraftwerks Belojarsk der Bruch einer einzelnen Druckröhre mit Versagen des Brennstoffs.[29]

Stilllegung und Rückbau

Im Jahr 1981 wurde der erste Block vom Netz genommen, da der Block eine Standzeit von rund 20 Jahren erreicht hatte.[30] Trotz dessen stand der Block noch zwei Jahre still, bis am 1. Januar 1983 die formale Stillegung vollzogen wurde.[4] Der zweite Block ging 1988 vom Netz, aufgrund der Einführung der OPB-88, die wiederrum nach der Katastrophe von Tschernobyl eingeführt wurden.[31] Da der Reaktor mit dem neuen Regelwerk inkompatibel war und eine Nachrüstung zu unwirtschaftlich war,[30] vollzog man am 1. Januar 1990 die Stilllegung des Blocks.[4] Die Firma Spezatom begann 1990 aus dem ersten und zweiten Block die Brennelemente zu entfernen. Für Stilllegungsarbeiten an noch heißen Teilen des Blocks wurden spezielle Robotor entwickelt. Diese Roboter stammten vom extra neu gegründeten Forschungskomplex „Progress“, dass sich auf die Stilllegung, jedoch nicht den Rückbau, von Kernkraftwerken spezialisieren sollte.[32] Zum Rückbau gab es im Februar 1992 eine Konsultation zwischen russischen und britischen Fachleuten, die feststellten, dass die für den Abbau nötigen Gerätschaften und Schritte mit denen des Rückbaus des Kernkraftwerks Windscale übereinstimmen. Zwar wurden einige Spezialgerätschaften für den Rückbau bereits gefertigt und im Kernkraftwerk Bohunice am Block A1 getestet, allerdings gab es keine direkten Pläne, wie man vorgehen solle, weshalb ein Rückbau in naher Zukunft ausgeschlossen wurde. Allerdings sollten die Blöcke als Referenzobjekte für den Rückbau dieser Kernkraftwerke dienen und Techniken evaluieren, die für den Rückbau bauähnlicher Anlagen vom Typ RBMK zum Einsatz kommen sollen.[33]

Am 23. Dezember 1993[29] gab es einen Zwischenfall als beim Umpumpen von flüssigen radioaktiven Abfällen eine gewisse Menge in die Belojarsker Talsperre entwich. [34] Die Flüssigkeiten konnten in die Talsperre gelangen, da der Tank überfüllt wurde und deshalb überlief.[29] Der Zwischenfall wurde auf der INES-Skala als Störfall der Stufe 2 eingeordnet.[34][29] Bis 1997 wurde kein Stilllegungskonzept ausgearbeitet. Bis dahin befanden sich 4990 Brennelemente in einem separaten Nasslager auf dem Gelände, einige weitere Brennelemente blieben im zweiten Reaktor geladen, da kein Platz mehr im externen Lager bestand. Für die Brennelemente gab es bis zu diesem Zeitpunkt kein Konzept zur Weiterverarbeitung. Da einige Brennelemente undicht werden stieg die Kontamination des Wassers im Nasslager an.[35] Für die Reaktoren wurden diverse Studien ausgearbeitet die allerdings eher negativ erschienen, insbesondere hinsichtlich des Entsorgungsproblems des Graphits, der selbst nach Jahrzehnten ohne Betrieb noch Temperaturen erreicht, bei denen er bei Luftkontakt verglühen und radioaktive Stoffe freisetzen kann.[36] Ab 2005 gab es zumindest hinsichtlich der abgebrannten Brennelemente, von denen mittlerweile die meisten beschädigt waren, die Initiative, die Nasslagerung zu beenden und ein Trockenlager für diese zu errichten.[37] Noch im September 2005 wurde diese Initiative aufgegriffen und der Bau eines langfristigen Lagers an der Kerntechnischen Anlage Schelesnogorsk in Aussicht gestellt.[38]

Am 24. April 2014 wurde mit der endgültigen Stilllegung und Demontage der Blöcke begonnen. Beauftragt wurde dazu das in Krasnojarsk ansässige Demonstrationszentrum für Stilllegung von Uran-Graphit-Reaktoren, die im Rahmen der Stilllegung von Mehrzweckreaktoren des Typs ADE bereits Erfahrung sammeln konnten. Das Unternahmen plant in einem ersten Schritt den Brennstoff aus den Blöcken abzutransportieren. Für die Brennelemente, die aufgrund der einzigartigen Geometrie nicht verarbeitet werden konnten, ist eine spezielle Verarbeitungslinie für die Wiederaufarbeitung in Entwicklung gegangen. Ebenso wurden spezielle Behälter mit der Bezeichnung TUK-84 mit den dazu passenden Wägen entwickelt, in denen die Brennelemente abtransportiert werden können. In einem zweiten Schritt soll die gesamte Anlage dekontaminiert werden und die kontaminierten Bauteile aus der Anlage geschafft werden. Im letzten Schritt werden die Gebäude abgerissen mit der Wiederherstellung der grünen Wiese. Die Arbeiten sollen nach Plan im Jahr 2032 vollständig abgeschlossen werden. Parallel zu den anderen Arbeiten verlaufen bereits erste Demontagearbeiten an den Gebäuden, die für die Demontage anderer Teile nötig sind. Einer dieser Strukturen ist das Confinement der Anlage um die Demontage des Reaktors und der Zuleitungen zu ihm zu beginnen. Die Rohrinstallationen des Reaktors sollen im Jahr 2015 demontiert werden. Bereits innerhalb des Jahr 2014 sollen die Turbinenanlagen demontiert werden. Da in der Sowjetunion für den Rückbau von Kernkraftwerken nie Rücklagen gebildet wurden, muss Rosenergoatom die Kosten hierfür übernehmen. Seit 1995 existiert seitens Rosenergoatom ein Fond für den Rückbau der Anlagen, die aus den Erlösen pro erzeugter Kilowattstunde abgezweigt werden. Der Fond deckte mit dem bis 2014 angesparten finanziellen Mitteln den Rückbau der beiden Belojarsker Blöcke. Der Rückbau der beiden Blöcke ist der erste der innerhalb der ehemaligen Sowjetunion und der heutigen Russischen Föderation in Angriff genommen wird.[39]

Block 3

Blick von Südwest auf Block 3

Bereits 1961/62 wurde auf Basis der Entwürfe der ersten beiden Blöcke ein Reaktormodell mit 600 und 900 MW entworfen. Im Jahr 1965 gab es daher die Entscheidung das Kernkraftwerk-Bauprogramm auf die Baugröße der bisher entwickelten Turbinen zu vergrößern, die eine Leistung von 1000 MW aufwiesen. Im Rahmen dessen sollte in Belojarsk ein dritter Block entstehen mit einer Leistung von 1000 MW, der in dieser Form ab 1965 projektiert wurde. Wie auch bereits die Vorgänger-Anlagen sollte der Block die Dampfüberhitzung nutzen, allerdings mit einem Zwangsumlauf gekühlt werden. Man ging davon aus, dass diese Reaktoren mit dieser Leistungsklasse weitaus längere Betriebszyklen erreichen können und relativ betriebssicher sind. Bei einer Anreicherung des frischen Brennstoffs sollte ein Abbrand zwischen 35 und 40 Gigawatttagen pro Tonne spaltbares Material erreicht werden. Der Wirkungsgrad sollte bei einer Leistung von 2200 MW thermisch und 1000 MW elektrisch zwischen 45 und 50 % liegen. Allerdings gab es diverse Probleme zu beseitigen, so der Hang zur Instabilität mit einem Trend zur positiven Reaktivität, die insbesondere durch die überkritischen Parameter begünstigt wurde. Im Volllastbetrieb herrschen diese Probleme nicht.[40] Die Entwicklung dieses 1000 MW starken Reaktors war zu einer der Hauptziele im Kernkraftwerks-Bauprogramm geworden.[41]

Für Belojarsk änderten sich allerdings die Planungen, nachdem 1966 angekündigt wurde, den weltgrößten schnellen Brutreaktor im Ural zu errichten.[42] Die Folge war, dass die Planungen für den Überhitzer-Druckröhrenreaktor mit 1000 MW Leistung unterbrochen wurden. Begründet wurde dies auch damit, dass es inoffiziell Probleme im ersten und zweiten Block gab, die erst gelöst werden mussten. Anstelle dessen wurde eine gleiche Konstruktion mit niedrigeren Dampftemperaturen entworfen, der RBMK-1000,[43] mit dem langfristigen Ziel, einen Überhitzerreaktor zu entwerfen, den RBMKP-2200. Im Jahr 1967 wurden die Planungen konkreter und Belojarsk wurde für den Bau des BN-600 favorisiert, dessen technische Dokumentation bis 1971 vervollständigt werden sollte.[44] Wie auch bei den anderen Kernreaktoren sollte der BN-600 den Übergang zum BN-1000 mit 1000 MW Leistung schaffen. Obwohl die Reaktoren sehr aufwändig im Bau und Betrieb sind, war der ökonomische Vorteil die Tatsache, dass der BN-600 gegenüber konventionellen Kraftwerken konkurrenzfähig sein würde.[45] Noch 1967 wurde mit den Vorarbeiten am Standort begonnen.[46]

Bau

Am 1. Januar 1969 ging der Block offiziell in Bau.[4] Um den Bau und die Entwicklung des Reaktorkerns neu vorzunehmen und zu beschleunigen wurden sämtliche Entwicklungsarbeiten an den Vorläufern, den BOR-60 und dem BN-350 bis auf weiteres gestoppt.[47] Der Grund war eine Fehlberechnung des Kerns die dazu geführt hätte, dass die Brennelemente aufgrund des Anschwellens des Hüllrohrmetalls zu eng aneinander gestanden hätten.[48] Hinsichtlich der Technik war es allerdings bereits der fortschrittlichste Brutreaktor der Welt. Im Gegensatz zum SNR-300, dem Kernkraftwerk Clinch River und dem Kernkraftwerk Phénix, die zur gleichen Zeit entworfen wurde, wies nur der BN-600 einen kommerziellen Charakter auf.[49] Bis 1975 waren die wesentlichen Installationsarbeiten bereits beendet, allerdings waren einige Nebengebäude, die für den Betrieb wichtig sind, noch nicht vollendet gewesen. Allerdings gab es bei dem Vorläufermodell im Kernkraftwerk Schewtschenko Probleme mit den Dampferzeugern die in Belojarsk ähnlich sein sollten, weshalb dort der Reaktor nur mit 15 bis 30 % der Nennleistung fuhr. Für Belojarsk kamen deshalb Durchlaufdampferzeuger in Modulbauweise zum Einsatz.[50] Weitere Gründe für die Bauverzögerungen waren unter anderem ins Stocken gerate Arbeiten am neuen Block.[51] Man ging 1975 davon aus, dass bis Ende 1976 und Anfang 1977 der Primärkreislauf mit Natrium befüllt werden könnte, sodass der Reaktor Ende 1977 kritisch gefahren werden könnte.[52]

Kartogramm des Reaktorkerns von innen nach außen:
      - 26 Steuerstäbe
      - 136 Brennelemente Kernzone 1 (17% Anreicherung)
      - 94 Brennelemente Kernzone 2 (21% Anreicherung)
      - 129 Brennelemente Kernzone 3 (26% Anreicherung)
      - 2 Fotoneutronenquelle
      - 161 Brutelemente (DU innere Zone)
      - 217 Brutelemente (DU äußere Zone)
      - 163 Abgebrannte Brennelemente
      - 19 Abschirmelemente (Stahl)
      - 4 Abgebrannte Steuerstäbe
      - 4 Natriumdurchflussregelbuchsen

Über das Jahr 1976 hinweg wurde der sekundäre Kreislauf installiert und die Kerneinbauten in dem Reaktor montiert. Allerdings wurden die Dampferzeuger nicht angeliefert, was wiederum zu Verzögerungen führte.[53] Aufgrund von Lieferschwierigkeiten wurden 1976 die Arbeiten an dem Block gestoppt. Weiter wurden Nachbesserungen am Design vorgenommen. Die Arbeiten wurden 1978 wieder fortgesetzt.[54] Am 28. Dezember 1980 wurde der Reaktor erstmals mit Brennstoff beladen. Die ersten Brennstoffzyklen sollten mit Uran-Brennstoff ausgestattet werden und erst später Plutonium-Brennstoff eingesetzt werden.[55]

Betrieb

Die damaligen Planungen sahen vor, dass der Block bereits 1971 in Betrieb gehen sollte. Im Jahr 1972 gab A. M. Petrosjanz, Vorsitzender des Komitees für Atomenergie der Sowjetunion bekannt, dass der Block erst 1975 in Betrieb gehen werde.[56] Im Jahr 1975 wurde dieser Termin aufgrund von Bauverzögerungen in das Jahr 1977 verlegt.[51] Nach dem Baustopp 1976 ging man bei Fortsetzung der Arbeiten von einem Betriebsbeginn im Jahr 1980 aus.[54] Ein Bericht des Nuclear Safety Information Centers im Oak Ridge National Laboraty verfasste 1979 aufgrund des Unfalls im Kernkraftwerks Three Mile Island auf Anfrage der Unfallkommission einen Bericht über Störungen in anderen Kernkraftwerken. Darunter befand sich unter anderem auch ein Bericht, dass es im Kernkraftwerk Belojarsk im dritten Block 1975 eine Natrium-Wasser-Reaktion gegeben haben sollte, bei der es eine Explosion gab. Zu diesem Zeitpunkt war der Block allerdings noch nicht in Betrieb. Das Nuclear Safety Information Centers wies allerdings darauf hin, dass kaum Angaben über diese Zwischenfälle bekannt seien und nicht garantiert werden kann, dass diese Angaben korrekt sind.[57]

Am 26. Februar 1980 wurde der Reaktor erstmals kritisch gefahren. Mit der Netzsynchronisation des Blocks am 8. April 1980 speiste die neue Einheit erstmals Elektrizität in das Stromnetz.[4] Zur Inbetriebnahme war der BN-600 der größte schnelle Brutreaktor der Welt.[58] Am 1. November 1981 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb übergeben,[4]fuhr aber erst am 18. Dezember 1981 erstmals unter Volllast.[59] Laut des Direktors des Werkes, Lytkin verliefe der Betrieb des Reaktors bis 1982 bisher ohne Probleme, weshalb in naher Zukunft ein MOX-Kern in den Reaktor eingesetzt werden sollte. Allerdings gab es bereits vier kleinere Leckagen in den Dampferzeugern, die allerdings ohne Probleme behoben werden konnten. Sämtliche Leckagen waren auf Fertigungsfehler zurückzuführen. Dass es keine Zwischenfälle gab ist einerseits darauf zurückzuführen, dass die Röhren mehrschalig ausgelegt sind und innerhalb der Dampferzeuger noch einmal in acht Gruppen aufgeteilt sind, die eine Isolation einzelner Gruppen zulassen, ohne dass es zu einer Leistungseinschränkung des Blocks kommt.[60] Allerdings gab es diverse andere Probleme am Reaktor, die nicht näher definiert wurden und zu häufigen Wechseln der Brennelemente führten, über die zweimaligen Routinewechsel im Jahr hinaus.[61]

Am 14. Januar 1986 ging das Kernkraftwerk Creys-Malville mit dem Reaktor „Super-Phénix“ ans Netz, der mit einer Leistung von 1242 MW den BN-600 als weltgrößten schnellen Brüter ablöste.[62][63] Hinsichtlich der Verfügbarkeit war der BN-600 anderen Brutreaktoren weit voraus. Die durchschnittliche Verfügbarkeit des Blocks lag zwischen 1983 und 1989 bei 70 %, die höchste Verfügbarkeit erreichte der Block 1987 mit 74 % Verfügbarkeit.[64] Allerdings kam es im gleichen Jahr zu einen schweren Zwischenfall in dem Block. Aufgrund eines unkontrollierten Temperaturanstiegs im Reaktor kam es zu Beschädigungen an den Brennelementen mit der Freisetzung von rund 100000 Curie (3,7 × 1015 Bq) in die Atmosphäre. Nachträglich wurde der Unfall auf der später etablierten Internationalen Bewertungsskala für nukleare und radiologische Ereignisse (kurz INES) als Unfall der Stufe 4 eingestuft.[65] Ab dem Jahr 1991 wurde dem Block eine neue Wichtigkeit zuerkannt, im Rahmen der zwischen der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten von Amerika unterzeichneten START-Verträge, welche die Verringerung der Kernwaffen als Ziel haben. Der BN-600 war zu diesem Zeitpunkt der einzige Brutreaktor weltweit, der technisch in der Lage war mit waffenfähigem Plutonium bestückt zu werden. In der Folge konnte so das Kernwaffenplutonium aus ehemaligen Sprengköpfen im BN-600 zu Elektrizität gespalten werden.[66] Der Block ist in der Lage jährlich eine Tonne waffenfähiges Plutonium zu beseitigen.[67]

Modell des BN-600

Nach dem Zerfall der Sowjetunion wurde mit der russischen Regierung im Juni 1993 ausgehandelt, dass in sechs russischen Kernkraftwerken, darunter auch Belojarsk Sicherheitsexperten stationiert werden, die Betriebsempfehlungen und Verbesserungen für die Anlage vorschlagen sollten. Die Europäische Gemeinschaft, die dieses Programm stützt, musste allerdings einwilligen, dass keine grundlegenden Veränderungen den dem Betriebssystem und der Ausrüstung vorgenommen werden.[68] Aufgrund der wirtschaftlichen Rezession und der schweren Umstellung des Wirtschaftssystems von Planwirtschaft auf eine Marktwirtschaft, kam es in den meisten Kernkraftwerken in Russland zu ausfallenden Lohzahlungen. In Belojarsk gab es starke Lohnkürzungen auf 120.000 Rubel alle zwei Wochen, was 1993 rund 100 Dollar entsprachen. Laut dem Kernkraftwerksdirektor wurde dem Personal rechtzeitig der Lohn ausgezahlt mit maximal zwei Tagen Verzögerungen, allerdings musste das Kernkraftwerk jeden Monat kurzfristig Kredite bei Banken aufnehmen.[69] Am 7. Oktober 1993 kam es zu einem Leck in dem Block am einer Primärleitung. Der Block war zu diesem Zeitpunkt für eine Revision abgeschaltet, weshalb das Leck an einer der Hilfssysteme auftrat. Grund war ein Riss mit einer Länge von sieben Zentimetern die zum Auslaufen von einer Tonne Natrium führte, davon verbrannten rund 40 Kilo. Das Leck befand sich in einem geschlossen Raum, der ein Teil des Confinements des Blocks ist, weshalb nur 10 Curie (3,7 × 1011 Bq) aus dem Kernkraftwerk entwichen sind. Das Kernkraftwerk Belojarsk hat die Genehmigung jährlich rund 1500 Curie (5,5 × 1013 Bq) in die Umwelt abzulassen. In Konsultation mit französischen Experten aus dem Kernkraftwerk Phénix im Rahmen des Twinning-Programms konnte das Natriumleck schnell geschlossen werden, sodass der Block bereits am 27. Oktober 1993 wieder ans Netz gehen konnte.[70] Der Vorfall wurde auf der INES als Störung bewertet, Stufe 1 auf der Skala. Im November des gleichen Jahres erfolgte aufgrund dieses Unfalls eine Abschaltung des Blocks, da erhöhte Abgabewerte am Fortluftkamin festgestellt wurden. Dieser Zwischenfall wurde ebenfalls mit der Stufe 1 klassifiziert.[34]

Am 6. Mai 1994 folgte ein weiteres Leck an einer Leitung im sekundären Natriumkreislauf, der keine Radioaktivität beinhaltet. Aufgrund des Luftkontakts entzündete sich dort allerdings auch das Natrium, dass schnell gelöscht werden konnte. Der Block war zu diesem Fall ebenfalls zu einer Revision abgeschaltet.[71] Der Zwischenfall wurde auf der INES als Störung deklariert, Stufe 1.[34] Für den weiteren Erfahrungsaustausch wurde ein ähnliches Austauschprogramm mit Japan über die World Association of Nuclear Operators, kurz WANO initiiert. Als Erfahrungspartner wurde das Kernkraftwerk Monju gewählt. Im Juni 1994 besuchte das Personal von Monju erstmals den Brutreaktor in Belojarsk, im Oktober 1994 besuchte das Personal von Belojarsk den Brutreaktor in Monju.[72] Block drei von Belojarsk erreichte bis 1996 die höchste Verfügbarkeit und den höchsten Lastfaktor aller Kernkraftwerke in Russland.[73] Im Juli 1995 gab es ein weiteres Natriumleck am Sekundärkreislauf, der einen zweiwöchigen Stillstand des Blockes zur Folge hatte.[34] Ab 1997 gab es Pläne die Brennelemente des in Deutschland stornierten SNR-300 am Kernkraftwerk Kalkar in Belojarsk einzusetzen, alternativ in Monju, Phénix oder Superphénix. Allerdings scheiterte dieses Projekt bei allen Reaktoren, da entweder die Anreicherung, die geometrische Form, oder beides zusammen nicht geeignet waren.[74] Mit der Entscheidung, 1998 das Kernkraftwerk Superphénix abzuschalten, wurde der BN-600 wieder zum größten in Betrieb befindlichen schnellen Brüter der Welt.[75]

Brennelement im Informationszentrum im Maßstab 1:1 des BN-600

Obwohl von der Sowjetunion einst umworben wurde 1999 festgestellt, dass der BN-600 nicht mit einem vollen MOX-Kern betrieben werden kann, sondern nur mit rund 10 bis 15 % Anteil von Plutonium im Kern.[76] Am 9. September 2000 gab es einen Zwischenfall, als es aufgrund einer Fehlfunktion zur einem unkontrollierten Sinken der Netzfrequenz kam und zum Zusammenbruch des Stromnetzes im Südural führte. Der Block trennte sich vorerst vom Stromnetz ab und regelte sich auf den Eigenbedarf zurück, drei Sekunden danach schaltete das System aus ungeklärten Gründen jedoch alle drei Generatoren vollständig ab. Normalerweise fahren in diesem Fall die Notstromdieselgeneratoren an, die allerdings aufgrund eines Defekts versagten.[77] Die Folge war ein Blackout im BN-600, der in keinem Betriebshandbuch zu diesem Zeitpunkt behandelt wurde, weswegen die Operatoren auf sich selbst gestellt waren. Nach neun Minuten konnte der Defekt an den Dieselgeneratoren behoben werden und die Stromversorgung des Blocks gesichert werden.[78] Verantwortlich für den Ausfall war der regionale Versorger und Netzbetreiber Swerlowskenergo, der aufgrund von menschlichen Versagen die Stromversorgung nicht halten konnte.[77] Am gleichen Tag aufgrund des gleichen Stromausfalls gab es genau den selben Defekt an Dieselgeneratoren der Kerntechnischen Anlage Majak. Obwohl Kernkraftwerke und kerntechnische Anlagen immer eine gesicherte Stromversorgung benötigen gab es in der Folge noch mehrere Stromabschaltungen oder Lastreduzierungen für solche Anlagen, was zu Sicherheitsgefährdungen führte. Als einer der Gründe wurde angegeben, dass es durch die Aufspaltung des russischen Stromnetzes in kleine selbst verwaltende Regionalversorger zu schweren Regelproblemen komme, andere Gründe sind ausgelassene Stromzahlungen. Die Betreiber der Netze in Swerdlowks und Tscheljabinsk, Swerdlowskenergo und Tscheljabenergo wurden mit Geldstrafen belegt. Eine weitere Folge war die Etablierung neuer größerer staatlicher Netzbetreiber.[79]

Seit etwa dem Jahr 2000 brütet der Reaktor kein Plutonium mehr, sondern spaltet waffenfähiges Plutonium. Das Uran-238, dass nicht mehr zu Plutonium gebrütet wird, wurde anschließend über Wladiwostok in die Volksrepublik China verkauft. Es gibt annahmen, dass dort das Uran im Rohzustand oder zu Plutonium gebrütet auf illegalen Wegen nach Nordkorea gelangte.[80] RUSAL schloss 2013 einen Vertrag mit Rosenergoatom zur direkten Abnahme von Elektrizität aus dem Kernkraftwerk Belojarsk für einen günstigen Preis von 0,03 $/kWh bis zum Jahr 2014 für die Aluminiumhütte Bogoslowsk, da das Unternehmen Verzögerungen beim Kauf der Heizkraftwerke Bogoslowsk und Nowobogoslowsk aufgrund Verhandlungsschwierigkeiten mit der IES Holding hinnehmen musste.[81]

Stilllegung

Der BN-600 wird mit einer Standzeit von 30 Jahren angegeben und hätte deshalb 2010 abgeschaltet werden müssen. Technisch als machbar gibt der Designer des Werks an, dass der Block weitere 15 Jahre betrieben werden kann, demnach bis 2025, allerdings werden nur zehn weitere Jahre ausgeschöpft werden bis 2020.[82]

Block 4

Ab 1980 war das 1600 MW starke Nachfolgemodell, der BN-1600 weitestgehend entworfen. Als Standort evaluierte man unter anderem Belojarsk.[83] Allerdings wurde diese Variante, die viel Neukonzeption erforderte, zugunsten eines BN-800 unterbrochen, der de facto baugleich mit dem BN-600 ausgelegt werden sollte, nur mit erhöhten Leistungsparametern.[84] Mit dieser Technik wollte man eine verbesserte Wirtschaftlichkeit erreichen bei gleichzeitig mit dem BN-600 identischen Investitionskosten.[85] Allerdings war der BN-800 bereits für das Kernkraftwerk Süd-Ural vorgesehen gewesen, weshalb das Design für Belojarsk vorerst nicht zur Wahl stand.[86] Allerdings fiel noch 1985 die Entscheidung, dass der BN-800 als erster Serien-Brutreaktor errichtet werden sollte, weshalb der Reaktor trotzdem eine Option für Belojarsk blieb, die Entscheidung jedoch von der Planungskommission in Moskau abhing.[87] Im Jahr 1986 wurde entschieden, dass der erste BN-800 in Belojarsk entstehen soll. Noch im Frühjahr des gleichen Jahres wurde mit den Vorarbeiten am Standort begonnen.[88]

Nach der Auflösung der Sowjetunion am 31. Dezember 1991 und der Fortführung des Projekts im am 1. Januar 1992 etablierten Staat Russland wurde zunächst darüber spekuliert, dass der Bau der BN-800 am Kernkraftwerk Süd-Ural dem Bau des einzelnen BN-800 in Belojarsk vorgezogen werden sollte.[33] Im Dezember 1992 wurde ein Kernkraftwerksbauprogramm seitens der Russischen Föderation aufgesetzt, dass den Bau von Süd-Ural vorzieht und bis 2000 die Blöcke am Netz sein sollten, ein dritter Block für Süd-Ural und der vierte Block in Belojarsk, beide BN-800, sollten nach 2000 den Betrieb aufnehmen. Damit sollte in Belojarsk erst später als geplant mit dem Bau des vierten Blocks begonnen werden.[31] Im Jahr 1993 wurde eine verbesserte Version des BN-800 entwickelt, der den letzten Verbesserungen am BN-600 weitestgehend entsprach.[89] Insbesondere wurde das Augenmerk darauf gelegt, dass der Reaktor waffenfähiges Plutonium spalten kann. Durch die Inbetriebnahme dieses Blocks sollten die militärischen Plutoniumvorräte weitestgehend verbraucht werden.[90] Im Juli 1997 gab es seitens der Oblast Swerdlowsk die Entscheidung den Bau an dem vierten Block wieder aufzunehmen. Man rechnete mit Kosten von rund 1,1 Milliarden US-Dollar, die seitens lokaler Industrien und der Oblast bereitgestellt werden sollten. Ein Finanzierungsplan wurde zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausgearbeitet.[35] Eine Option war die Erlöse aus den Verkauf von angereicherten Uran an den Westen in den Bau des BN-800 zu investieren.[65] Die Kosten würden sich selbst amortisieren, da das Geld dazu aus einer Anreicherungsanlage in der Atomstadt Nowouralsk (Swerdlowsk-44) käme, dass seine Energieversorgung vornehmlich mit Elektrizität aus dem Kernkraftwerk Belojarsk deckt.[65]

Ein Problem war neben der Finanzierung die Tatsache, dass Gosatomnedsdor, die Aufsichtsbehörde der russischen Föderation, keine Genehmigung für den BN-800 ausstellen wollte, da einige Sicherheitsaspekte des Reaktors nicht ausreichen. Eine Tatsache ist, dass für Belojarsk noch die 10 Jahre alte Version des BN-800 zum Einsatz kommen sollte.[65] Zwischenzeitlich wurde allerdings eine überarbeitete Version des BN-800, der BN-800M entwickelt, der eher den neuen Sicherheitsvorschriften entspricht.[91] Gosatomnedsdor wies darauf hin, dass der Bau des alten Modells nur genehmigt werden würde, wenn die Beanstandungen am Design behoben werden würden.[65] Im Jahr 1998 wurde die Genehmigung für den Block von Gosatomnadsdor erteilt.[92] Nachdem 1999 feststand, dass der BN-600 kein Plutonium im großen Maße im Kern nutzen kann, wurde die Fertigstellung des BN-800 ein wichtiges Ziel. Aufgrund der vorausgegangenen Zwischenfälle im BN-600 wurde seitens der USA argumentiert, dass Russland nicht in der Lage sei alleine einen schnellen Brutreaktor zu konstruieren, während gleichzeitig eine etwaige Beteiligung am Bau des Reaktors ausgeschlossen wurde. Grund dafür ist, dass der Reaktor ehemals für einen Uranoxidkern ausgelegt wurde und zur Produktion von Plutoniumbrennstoff dienen sollten, nicht zur Vernichtung von Plutonium.[76] Eine weitere Barriere für den Bau des Blocks war weiterhin ein Mangel an finanziellen Ressourcen.[93] Im Jahr 2001 wurde erstmals ein neues Kernkraftwerks-Bauprogramm beschlossen, dass mit neuem Kapital die noch machbaren Kapazitäten der russischen Atomwirtschaft genauer evaluieren soll und die Basis für eine Restrukturierung der Atomwirtschaft sein soll. Im Rahmen dieses Bauprogramms wurde die Fertigstellung von mehreren Reaktoren angestrebt, davon unter anderem der vierte Block in Belojarsk mit BN-800.[94] Allerdings wurde dem Bau des BN-800 nur eine geringe Wichtigkeit zugewiesen, sodass dem Bau der neuen Kernkraftwerken Baschkirien und Tatarien höhere Wichtigkeit zugemessen wurde, ebenso dem Bau von Kalinin 3 und 4, sowie Rostow 1 und 2.[95]

Trotz der geringeren Wichtigkeit als andere Reaktorprojekte im Land blieb der BN-800 die Hauptlösung zur Entsorgung des waffenfähigen Plutoniums. Seitens der USA war diese Lösung lange Zeit keine primäre Lösung für die Entsorgung, weshalb es seitens der USA keine Beteiligung an dem Werk gab.[96] Mit der neuen republikanischen Regierung in den Vereinigten Staaten von Amerika ab dem Jahr 2001 änderten sich jedoch die Ambitionen, sodass im Januar 2002 Verhandlungen zwischen dem Department of Energy und Minatom über die Bildung einer russisch-amerikanischen Arbeitsgruppe für die Analysierung der Kosten für einen kombinierten Betrieb von BN-600 und BN-800 zur Entsorgung des waffenfähigen Plutoniums stattfanden. Trotzdem blieben die Linien hart und es wurde eher eine Lösung bevorzugt, das Plutonium in bestehenden WWER-Anlagen in mit Thorium versetzten Mischoxid-Elementen zu entsorgen.[97] Für die Verabschiedung des Programms für energieeffiziente Wirtschaft zwischen den Jahren 2005 und 2010 war das Projekt von der Regierung allerdings ausgeschlossen worden. Dies rief ein großes Echo der Staatsduma, des russischen Parlaments und der Kreml-Partei Einiges Russland hervor, die allesamt die Regierung aufforderten den BN-800 in das Programm aufzunehmen und damit föderale Gelder zur Verfügung zustellen.[98] Am 14. November 2005 erklärte der Finanzminister der russischen Föderation, Alexei Leonidowitsch Kudrin, dass der BN-800 im föderalen Budget enthalten werden sei und insgesamt eine Milliarde Rubel für den Bau des BN-800 zugewiesen würde. Die Summe ist allerdings weitaus niedriger als die für den Bau benötigten Gelder. Das Kernkraftwerk selbst sollte in den kommenden Jahren vorerst die Basisfinanzierung für den Bau stützen.[99]

Bau

Baustelle von Block 4 im November 2010

Am 18. Juni 2006 begann offiziell der Bau des BN-800.[4] Im November 2007 gab Sam Bodman bekannt, dass die USA der Verwendung von 34 Tonnen waffenfähigen Plutoniums im BN-800 zugestimmt haben und zusätzlich 400 Millionen Dollar zum Reaktor beisteuern werden.[100] Die USA beschloss noch im gleichen Jahr zusätzliche 9 Tonnen Plutonium für die Verwendung im BN-800 bei zusteuern.[101] Ende 2012 wurde die erste 18,5 von 2000 Tonnen schwere Ladung Natrium nach Belojarsk gebracht die in dem BN-800 zum Einsatz kommen sollen. Angeliefert wurde das Natrium in fester Form, allerdings zur Lagerung in den Lagertank aufgewärmt und in das System eingefüllt. Hergestellt wurde das Natrium bei der französischen Firma MSSA Metaux Speciaux.[102] Bis Ende 2013 waren die Montagearbeiten weitestgehend beendet worden, während am 22. November noch immer 5248 Bauarbeiter am Block mit der Endmontage letzter Komponenten und Installationen beschäftigt waren. Bei dem aktuellen Baufortschritt erwartete man deshalb, dass man noch im Dezember 2013 den Reaktor mit Brennstoff beladen könne und damit die Inbetriebnahme des Blocks beginnen werde.[103]

Am 16. Dezember besuchte Ewgenij Romanow, Vorstand von Rosenergoatom, den in Bau befindlichen Block. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine temporäre Gasleitung an das Reaktorsystem angeschlossen, die das Reaktorsystem mit Argon befüllt. Einerseits dient das Gas zur Dichtheitsprüfung des Systems, als auch als Schutzgas für das darauf folgende Natrium, dass in das System nach den Gasversuchen eingefüllt wird. Aufgrund des Fortschritts war man sich sicher, dass man das Beladen des Reaktors mit Brennstoff und den Versuchen mit der Lademaschine noch im Dezember 2013 schaffen könne.[104] Noch am 25. Dezember folgte ein weiterer Besuch von Ewgenij Romanow zusammen mit dem stellvertretenden Generaldirektor von Rosenergoatom, Alexander Lokschin, sowie Waleri Jazew, Vorsitzender des Ausschusses für Naturressourcen, Umwelt und Ökologie der Staatsduma und dem Gouverneur der Oblast Swerdlowsk, Ewgeni Kujwaschew. Grund war eine Aufklärung über die anstehende physikalische Inbetriebnahme des Blockes. Bereits zu diesem Zeitpunkt wurde das Reaktorsystem mit Natrium aus den Lagertanks geflutet. Die Genehmigung für das Laden des Reaktors mit Brennstoff wurde ebenfalls bereits erteilt. Nach Plan wird die Inbetriebnahme bis hin zur Kritikalität des Blockes bis April 2014 abgeschlossen werden, sodass die energetische Inbetriebnahme des Blocks frühstens im August 2014 erfolgen kann und die kommerzielle Inbetriebnahme gegen Ende des Jahres 2014.[105] Noch am 25. Dezember 2013 wurde der BN-800 seitens Rostechnadsdor offiziell als Kernkraftanlage deklariert und lizenziert.[106]

Kartogramm des Reaktorkerns (Brenner mit Equilibrium-Brennstoffkreis) von innen nach außen:
      - Neutronenquelle
      - Steuerstäbe
      - Innere Brennelemente
      - mittlere Brennelemente
      - äußere Brennelemente)
      - Abschirmelemente (Stahl)
      - Brutelemente (DU)
      - Reflektorelemente
      - Abschirmelemente (Stahl)
      - Borreflektorelemente
      - Abgebrannte Brennelemente

Am 2. Februar 2014 konnte der erste Brennstoff in den Reaktor geladen werden. Bereits am Vorabend wurde die Neutronenquelle in der Mitte des Reaktorkerns platziert. Nach voller Beladung des Kerns wird in den folgenden drei Monaten der Block erprobt, bis nach diesem Zeitraum der Reaktor erstmals kritisch gefahren wird.[107] Aufgrund der Ende Februar ausgebrochenen Krise in der Ukraine könnte sich die Inbetriebnahme des Blocks leicht verzögern, da einige ukrainische Betriebe einige Spezialarmaturen nicht liefern können. Rosatom versuchte daher kurzfristig Armaturen bei Unternehmen in der Oblast Swerdlowsk anfertigen zu lassen, was sich aufgrund schwieriger Verhandlungen als problematisch herausstellte. Mit der eindeutigen Festlegung des spätesten Termins für die physikalische Inbetriebnahme am 25. Dezember 2014 ist der kritische Punkt, an dem man die Inbetriebnahme nochmal hätte verschieben können bereits vorbei, womit der Block ans Netz gehen muss, zumal er bereits in der Energieversorgung fest eingeplant ist. Der Staatsdumaabgeordnete Walerij Jasew war sich allerdings sicher, dass der Block im Herbst 2014 bereits die energetische Inbetriebnahme vollziehen wird.[108] Am Morgen des 26. Mai 2014 konnte das Laden des Reaktors und das Bestücken der 286 Baugruppen abgeschlossen werden. Weitere 93 Baugruppen sind noch für die Installation vorgesehen, so unter anderem die Wärmetauscher. Die Montage des Turbosatzes war unterdessen noch im Gange. Während im nuklearen Anlagenteil die letzten Arbeiten am Reaktor vollendet wurden waren bereits die meisten Systeme in Erprobung oder in Betrieb gegangen. Lediglich der konventionelle Teil war noch voll in der Installationsphase.[109]

Betrieb

Obwohl der Block 1986 noch nicht in Bau war, ging man von einer Inbetriebnahme innerhalb des laufenden Fünfjahresplanes zwischen 1986 und 1990 aus.[110] Im Jahr 2000 ging man nach der erneuten Genehmigung des Blocks davon aus, dass die ersten Megawattstunden im Jahr 2009 eingespeist werden könnten.[111] Nachdem der Block im Jahr 2005 Gelder aus dem Staatsbudget erhalten hatte, allerdings weitaus weniger als zuvor geplant, wurde mit der Inbetriebnahme frühstens zwischen 2012 und 2015 gerechnet.[99] Nach Planungen aus dem Jahr 2012 soll der BN-800 im Jahr 2014 ans Netz gehen.[112] Im August 2013 erklärte Sergej Bojarki, ehemaliger Projektleiter von Rosatom, dass der Block für die Inbetriebnahme im Jahr 2014 bereit sei, allerdings erst 2015 in Betrieb genommen werde, wenn das technische Umfeld passt. Aufgrund des Baufortschritts am Block kann allerdings auch dieser Termin vorverlegt werden.[113] Nach Schätzungen auf Basis des Baufortschritts vom November 2013 wird die energetische Inbetriebnahme im Jahr 2014 stattfinden.[103] Am 26. Juni 2014 wurde begonnen den Reaktor kritisch zu fahren und damit auf die kleinste kontrollierbare Leistung. Dies gab Alexander Lokschin bekannt anlässlich der Feierlichkeiten am Kernkraftwerk Obninsk zum 60 Jahrestag der Inbetriebnahme des ersten Kernkraftwerks der Welt am gleichen Tag.[114] Am 27. Juni 2014 um 13:00 Uhr Moskauer Zeit[115] erreichte der Reaktor die kleinste kontrollierbare Leistung und damit seine Erstkritikalität. Im Rahmen des Abschlusses des ersten Teilschritts zur Inbetriebnahme des Blocks folgten neutronenphysikalische Messungen um die Eigenschaften des Reaktors besser zu erfassen und damit den ordnungsgemäßen Ablauf der Kernspaltung, die Gewährleistung der Steuer- und Schutzsysteme und der Parameteranalyse sicherzustellen. Nach Abschluss dieser physikalischen Versuche soll der Block langsam auf Leistung gefahren werden und mit dem Stromnetz synchronisiert werden. Aufgrund der Komplexität des Systems wird der Reaktor jedoch erst im Jahr 2015 unter Volllast laufen.[116]

Der Block im Mai 2015

Der staatliche Netzbetreiber MES Ural (für deutsch Magistrale Energienetz Ural) hat am 2. September 2014 die beiden 500 kV-Hochspannungsableitungen „Kurtschatowskaja - Juschnaja“ und „Kurtschatowskaja - Schagol“ am Umspannwerk Kurtschatow in Betrieb genommen. Die Energie des BN-800 wird über drei 220 kV-Hochspannungsleitungen in drei verschiedene Umspannwerke abgeleitet. Bis Ende 2014 soll nach Plan die letzte 500 kV-Leitung von Kurtschatow nach Iset fertiggestellt werden.[117] Der Bau dieser Leitung ist elementar wichtig für die energetische Inbetriebnahme des Blockes. Da MES Ural es verzögerte die dritte Leitung zu legen, ist mit der energetischen Inbetriebnahme nicht vor November 2014 zu rechnen. Ursprünglich sollte die Leitung bereits im Juli fertiggestellt werden mit einer Inbetriebnahme Ende September bis Anfang Oktober.[118] Im Oktober 2014 wurde die energetische Inbetriebnahme auf Ende November und Anfang Dezember 2014 konkretisiert. Dass die energetische Inbetriebnahme nicht bereits im Oktober erfolgen könne liegt nach Angabe von Wladimir Asmolow, Generaldirektor von Rosenergoatom, an der Prüfung der verwendeten Software für die digitale Leittechnik, die mehr Prüfung erfordere, da es die erster ihrer Art ist, sodass die Beantragung der energetischen Inbetriebnahme bei der Aufsichtsbehörde Rostechnadsor erst später erfolgen könne.[119] Ebenso gab es Schwierigkeiten für die Beschaffung von Ventilen im konventionellen Bereich der Anlage, aufgrund des Vertragsbruch ukrainischer Unternehmen und des Lieferengpasses.[120]

Am Abend des 10. November erhielt das Kernkraftwerk Belojarsk von der Aufsichtsbehörde Rostechnadsor die Erlaubnis, mit der energetischen Inbetriebnahme zu beginnen. Noch am gleichen Tag wurde ab 22:00 Uhr mit den ersten Schritten hierfür begonnen. Nach Plan sollte der Turbogenerator bei einer Reaktorleistung zwischen 30 und 35 % mit dem Stromnetz synchronisiert werden und anschließend der Block auf 50 % der Nennleistung weiter angefahren werden.[121] Im Rahmen der energetischen Inbetriebnahme wurde am Morgen des 25. November um 5:35 Uhr der Turbosatz des Blocks erstmals angefahren und bei 15 % Reaktorleistung mit Dampf aus dem Reaktorsystem versorgt.[122] Am 10. Dezember 2015 ging um 21:21 Uhr Ortszeit der Block mit einer Leistung von 235 MW erstmals ans Netz, womit sich der Block nunmehr in Betrieb befindet.[123][4] Dies entspricht einer Reaktorleistung von zirka 35 % und einer Turbinenleistung von 25 %. Im nächsten Schritt ist geplant, die Leistung auf 50 % zu erhöhen, bevor im nächsten Schritt die Volllast gefahren wird.[123] Mit dem Beginn der Inbetriebnahme handelt es sich um den aktuell größten schnellen Reaktor der Welt, jedoch nicht um den Größten in der Geschichte, da der 1997 abgeschaltete Superphénix im Kernkraftwerk Creys-Malville mit 1200 MW größer war.[124] Am 28. Januar 2016 um 21:00 Uhr Ortszeit erreichte der Block 50 % der Nennleistung. Bereits mit Erreichen dieser Leistungsebene neigte sich die energetische Inbetriebnahme dem Ende zu. Parallel zum Erreichen der halben Leistung wurden Versuche an der Stromversorgung des Blocks vorgenommen, sowie Geräte geprüft. Mit Abschluss dieser Versuche soll der Block endgültig auf Nennleistung gefahren werden und in den kommerziellen Betrieb überführt werden.[125]

Am 9. Februar schloss der BN-800 die energetische Inbetriebnahme mit einem 72 Stunden andauernden stetigen Betrieb bei 50 % der Nennleistung ab. Als nächsten Schritt sieht man vor, die Genehmigung für das nächste Programm zu erhalten, im Rahmen dessen der BN-800 auf Nennleistung gefahren werden sollte.[126][127] Allerdings wird das Erreichen der Volllast nicht vor Herbst 2016 erwartet, da noch eine Wartung des Blocks innerhalb des Jahres vorgesehen ist, sowie die entsprechenden Dokumente angepasst und genehmigt werden müssen.[128]

Block 5 & 6

Im Jahr 1998 gab es erstmals die Planungen für zwei weitere Blöcke in Belojarsk, wobei zunächst nur die Planungen für einen fünften Block konkret waren. Es ging um den Bau der neuen russischen Brutreaktor-Baulinie, der mit Blei bzw. einen Gemisch aus Blei und Wismut gekühlt wird. Für Block 5 sollte ein BREST-300 (300 MWel) infrage kommen, während für den sechsten Block ein BREST-1200 (1200 MWel) als Weiterentwicklung zur Auswahl stand.[92] Im Jahr 1999 sollte um eine Lizenz für den fünften Block bei Gosatomnadsdor ein Antrag gestellt werden.[129] Zwar war dieser Reaktor nicht in den Planungen ab 2001 enthalten, blieb aber eine wichtige Option für Belojarsk.[130] Ab 2007 war allerdings eher der Bau eines BN-1800, der bis 2020 den Betrieb aufnehmen könnte, aussichtsreicher für Belojarsk.[131] Am 26. Juni 2012 genehmigte die Regierung der Oblast Swerdlowsk den fünften Block mit BN-1200, der offiziell als Ersatz für den BN-600 gedacht ist. Bis 2013 sollte die technische Dokumentation für den Block weitestgehend fertiggestellt sein, sodass 2014 mit der Produktion der ersten Komponenten beginnen könne. Bereits im Mai 2012 genehmigte der Forschungs- und Technologierat von Rosatom den Block und begann im gleichen Monat mit der Evaluierung der Umweltverträglichkeit des BN-1200 für Belojarsk.[132] Die Genehmigung eines weiteren sechsten Blocks wurde noch im Jahr 2012 ausgesprochen, für den aber noch keine Umweltverträglichkeitsprüfung in Auftrag gegeben wurde, da anstatt eines baugleichen BN-1200, der vornehmlich geplant ist, auch ein BN-1600 zur Diskussion steht. Für den sechsten Block müssten die Umweltauswirkungen neu evaluiert werden, da durch den geplanten Kühlturmbetrieb des fünften Blocks eventuell andere Belastungen entstehen.[112]

Der Generalsekretär von Rosatom, Sergej Kirijenko, dementierte im Oktober 2014 die bisherigen Termine für den BN-1200 (Bau 2015, Betrieb 2020, Block 6 frühstens 2024 nach Stand 2012[132]) und erklärte, dass der Bau frühstens 2020 erfolgen werde, da zuerst alle notwendigen Erprobungen am BN-800 vorgenommen werden sollen, da nicht die Größe der Blöcke hinsichtlich der Leistung zählt und in der Region Swerdlowsk die flächige Versorgung kein Problem darstellt. Tatsächlich wolle man sich vornehmlich erst um den technologischen Faktor kümmern, welches Kühlmittel vorteilhafter ist. Für den Zweck die Natriumkühlung weiter zu erproben reicht der BN-800 völlig aus, parallel dazu wird die Bleikühlung am BREST-OD-300 verfolgt, dessen Demonstrationsblock in Sewersk entstehen wird, jedoch erst frühstens 2020 zur Verfügung steht für Erprobungen. Primär ist zwar ein BN-1200 vorgesehen, eine endgültige Entscheidung zur Technologie soll jedoch erst zu einem späteren Zeitpunkt fallen. Abseits davon wurde eher aktuell mehr Wert auf das Projekt „Proriw“ (russ. Прорыв, dt. „Druchbruch“) gelegt, das als Ziel den vollständig geschlossenen Brennstoffkreislauf hat.[133]

Standortdetails

Der Standort Belojarsk ist hinsichtlich der Lage nahe wichtigen militärischen Einrichtungen im Ural von Bedeutung. Dies war unter anderem einer der wichtigen Begründungen in Belojarsk auf Brutreaktoren zu setzen.[134] Durch diese Nähe sind die Transportwege von Plutonium und Uran bis zu den nächsten Aufbereitungsanlagen und Lagerstätten relativ kurz.[135]

Zur Kühlung aller Reaktoren wurde die Pyschma mit der Belojarsker Talsperre zu einem 10,12 Quadratkilometer großen See angestaut.[136] Obwohl der See ein offenes System ist, wird es wie auch die Kühlseen anderer Kernkraftwerke als Absetzbecken für radioaktive Nuklide genutzt.[137] Die Konzentration ist allerdings sehr gering, weshalb im Jahr 1978 die Aufsichtsbehörde Gosatomnadsdor das Baden und Angeln für private und kommerzielle Zwecke erlaubte. Der Stausee dient auch als Naherholungszentren für die Städte, Jekaterinburg, Asbest und Saretschny.[138] In der weiter flussabwärts liegenden Olkhowka-Marsch wurde allerdings eine Zunahme von 90Sr gefunden.[139] Nach dem Zerfall der Sowjetunion wurde bekannt, dass insgesamt radioaktive Substanzen mit einer Gesamtaktivität von 82 Curie (3 × 1012 Bq) in der Olkhowka-Marsch entsorgt wurden.[140]

Technik Block 1 & 2

Bei Block 1 handelte es sich um einen Reaktor der Baulinie AMB-100. AMB steht für „Atom Mirni Bolschoi“ (russisch Атом Мирный Большой) was soviel bedeutet wie „Großes friedliches Atom“. Der Name wurde abgeleitet vom AM-1 in Obninsk, jedoch mit dem Wort Bolschoij für groß aufgrund der weitaus größeren Leistung des Reaktors im Gegensatz zu dem Prototyp in Obninsk. Der AMB-100 von Block 1 war im Gegensatz zum Prototyp, der technisch einem Druckwasserreaktor ähnelte, ein Siedewasserreaktor, allerdings der gleichen Bauart und ebenfalls mit Graphit moderiert und mit leichtem Wasser gekühlt. Der Reaktor bestand aus 730 konventionellen Druckröhren, in denen sich je ein Brennelement befand, bestehend aus sechs Brennstäben. In diesen Röhren wurde im Betrieb ein Dampf-Wasser-Gemisch mit 70 % Wasseranteil und 30 % Sattdampf erzeugt bei einem Druck von 150 Atmosphären. Anschließend wurde der Sattdampf in einem Dampfabscheider unter niedrigeren Druck vom mitgeführten Wasser getrennt und in einem zweiten, separaten Kreislauf Wasser zum Verdampfen gebracht. Dieser zweite Kreislauf führte durch weitere 270 Druckröhren, die mit speziellen Brennelementen ausgestattet waren und den Dampf auf 500 °C zu Heißdampf überhitzten und anschließend bei einem Druck von 90 Atmosphären zu den Dampfturbinen weiterleiteten. Weitere 100 Kanäle dienten für die Steuerstäbe zur Kontrolle der Kettenreaktoren. Insgesamt besitzt der Reaktor damit 1100 Druckröhren, die durch dynamische Ventile einzeln angesteuert werden konnten. Der Reaktorkern hatte eine Höhe von sechs Meter und einen Durchmesser von sieben Metern. Ein Brennstoffzyklus dauerte zwei Jahre.[141] Block 1 erreichte bei einer thermischen Reaktorleistung von 286 MWth eine elektrische Leistung von 108 MW brutto, von denen 102 MW netto in das Elektrizitätsnetz gespeist werden konnten.[4]

Während Block 1 zum Überhitzen zwei verschiedene Kreise nutzte, wurde das gesamte System im zweiten Block in einem einzelnen Kreis realisiert. Während im ersten Block zwei verschiedene Brennelemente-Typen zum Einsatz kamen wurden im zweiten Block nur noch die Überhitzerbrennelemente genutzt.[10][141] Obwohl die Blöcke so gesehen baugleich sind, kann so ein Leistungsgewinn von bis zu 100 MW elektrisch erreicht werden und ein höherer Wirkungsgrad. Trotz dieses Vorteils lagen die Erzeugungskosten des zweiten Blocks rund 30 % über dem sowjetischen Durchschnitt von 0,6 Kopeken je Kilowattstunde, während die Anlage in Nowoworonesch bereits Strom für 0,6 Kopeken je Kilowattstunde erzeugen konnte.[10][141]

Keiner der beiden Blöcke besaß nur ansatzweise einen Sicherheitsbehälter. Der Grund hierfür war die damalige Mentalität, dass diese Behälter sehr teuer und eher überflüssige Rückversicherungen für die Anlagensicherheit wären. Hinsichtlich dessen spielte auch die Standortwahl eine Rolle, indem die Kernkraftwerke in Gebieten gebaut wurden, die möglichst gering besiedelt sind, sodass nur wenige Menschen einer Gefahr ausgesetzt wären. Ähnliche Begründungen hinsichtlich der Rückversicherung der Werke durch Sicherheitsbehälter führten auch dazu, dass beispielsweise die Kernkraftwerke im Vereinigten Königreich ebenfalls ohne Sicherheitsbehälter gebaut wurden, allerdings dort auch in dicht besiedelten Gebieten, da man davon ausging, dass die Kernkraftwerke durch ihre Konstruktion keine Unzulänglichkeiten besaßen.[142] Im Jahr 1970 wurde die Mentalität der sowjetischen Seite, diese Kernkraftwerke aus Sicherheitsgründen nicht in Ballungszentren zu errichten, in der DDR-Zeitschrift Bauplanung-Bautechnik, Band 24 aus dem Jahr 1970 widersprochen und der Bau gleicher Reaktoren des Typs AMB in Ballungsräumen und anderen dicht besiedelten Gebieten für geeignet befunden.[143]

Technik Block 3

Block 3 ist ausgestattet mit einem Brutreaktor vom Typ BN-600.[4] Die Elektrizität wird in drei einzelnen Turbinen erzeugt, die jeweils eine Nennleistung von 200 MW haben. Der Dampf tritt an den drei Heißdampfturbinen mit 500 °C und einem Druck von 130 Atmosphären ein.[51] So erreicht der Block mit seiner thermischen Leistung von 1470 MW eine elektrische Bruttoleistung von 600 MW, von denen 560 MW in das Elektrizitätsnetz gespeist werden.[4]

Die Brennelemente aus dem Reaktor werden nach Verwendung aus dem Reaktor entladen und anschließend mit Dampf gereinigt, um die letzten Natriumrückstände zu entfernen. Anschließend kommen die Elemente zum Abklingen in ein konventionelles Abklingbecken mit Wasser.[144] Jeder der drei sekundären Natriumkreise wird routinemäßig nach 14000 Betriebsstunden gereinigt. Das Betriebsregime erlaubt, dass pro Brennstoffwechsel ein Kreis gereinigt werden kann.[145] Im Jahr 2000 wurde der Kern des BN-600 stark umgebaut. Obwohl der Reaktor daraus ausgelegt war Plutonium zu brüten wurde durch Entfernen des Brutmantels und einer anderen Brennstoffkonfiguration der Reaktor zum Wegspalten von waffenfähigen Plutonium ausgelegt. Seither erbrütet der Reaktor keinen Brennstoff mehr.[146]

Technik Block 4

Block vier ist ausgestattet mit einem schnellen Brutreaktor vom Typ BN-800. Der Block erreicht mit einer thermischen Reaktorleistung von 2100 MW eine elektrische Bruttoleistung von 864 MW, von denen 789 MW netto in das Elektrizitätsnetz gespeist werden.[4]

Technik Block 5 & 6

Block fünf soll ausgestattet werden mit einem Reaktor vom Typ BN-1200, der elektrisch bis zu 1220 MW brutto erreicht und 1170 MW netto.

Fernwärmeauskopplung

Das Kernkraftwerk Belojarsk war weltweit das erste kommerzielle Kernkraftwerk, dass neben Elektrizität aus kommerziell Fernwärme und Prozessdampf ausspeiste. Diese Tatsache ist auch deshalb interessant, weil die Wärme nicht wie mehrfach projektiert und realisiert für Entsalzungsanlagen genutzt wurde, sondern für Fernwärme.[147] Die Wärme wurde vornehmlich zur Beheizung des Kernkraftwerks selbst und der Stadt Saretschny verwendet. Die Kapazität des zweiten und dritten Blocks zusammen lag bei 280 Gigacalorie (1,1 Terajoule).[31]

Wissenswertes

  • Am 15. Februar 2013 explodierte über dem Ural, nahe der Stadt Satka, Oblast Tscheljabinsk, ein Meteorit. Der folgende Meteoritenschauer ging auch in der anliegenden Oblast Swerdlowsk und über dem Gelände des Kernkraftwerks nieder. Den Betrieb des Kernkraftwerks beeinflusste der Schauer nicht.[148]

Daten der Reaktorblöcke

Das Kernkraftwerk Belojarsk besteht aus vier Blöcken, von denen sich zwei in Betrieb befinden, zwei weitere bereits stillgelegt wurden und ein weiterer geplant ist.

Reaktorblock[4] Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto
Belojarsk-1 LWGR AMB-100 102 MW 108 MW 01.06.1958 26.04.1964 26.04.1964 01.01.1983
Belojarsk-2 LWGR AMB-200 146 MW 160 MW 01.01.1962 29.12.1967 01.12.1969 01.01.1990
Belojarsk-3 SBR BN-600 560 MW 600 MW 01.01.1969 08.04.1980 01.11.1981
Belojarsk-4 SBR BN-800 789 MW 864 MW 18.06.2006 10.12.2015
Belojarsk-5[149] SBR BN-1200 1130 MW 1220 MW

Einzelnachweise

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Siehe auch