I KfK 2612C1. Ex.)

ErgebnisberichtüberForschungs-undEntwicklungsarbeiten

1977der Abteilung Reaktorbetrieb und Technik

Kerntechnische Betriebe

Kernforschungszentrum Karlsruhe

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KERNFORSCHUNGSZENTRUM KARLSRUHE GMBH

KfK2612

Ergebnisberichtüber Forschungs- undEntwicklungsarbeiten

1977der Abteilung Reaktorbetrieb und Technik

Kerntechnische Betriebe

Die Aufgabe der Kerntechnisohen Betriebe ist die Be-

triebs- und größtenteils auoh die Experimentabwiok-

lung an den Forsohungsreaktoren FR2 und SNEAK, die

DurohfUhrung des Untersuohungsbetriebes in den An-lagen Heiße Zellen und Transplutoniumlabor/Caisson 2,

ferner der Betrieb der neuen großtechnischen Experi-

mentieranlagen KRETA, ADAMO, PASSAT (Abgasreinigungs-

anlagen für PNS), der Teohnikumshalle für Komponen-

tenerprobung einer großen Wiederaufarbeitungsanlage

(TEKO) sowie von Na-Kreislaufanlagen für Material-

untersuohungen des IMF 11 im Rahmen des PSB. Ferner

ist eine kleine Arbeitsgruppe beim Betrieb von Trenn-

düsenversuchsständen im IKVT tätig.

-1-

ABTEILUNG KERNTECHNISCHE BETRIEBE (RBT/KTB)

Leitung: DI W. Steiger

Die notwendige Wartung und Instandhaltung an den vor--

genannten Anlagen wird größtenteils von eigenem Faoh-

personal ausgefUhrt, das organisatorisoh im Bereioh

Betriebsinstandhaltung zusammengefaßt ist.

Am 31.12.1977 waren bei KTB insgesamt 196 Mitarbeiter

tätig (14 Akademiker, 37 Ingenieure, 104,5 sonstige

Angestellte und 40,5 Lohnempfänger).

Verteilt auf die einzelnen Bereiohe ergeben sioh fol-

gende Personalzahlen:

Reaktor FR2 65,5

Reaktor SNEAK 10,5

Heiße Zellen/TPL 60

Experimentieranlagen 18,5

Betriebsinstandhaltung 41,5

Betrieb und Nutzung des Reaktors FR2

DP G. Wittek

Herausragendes Ereignis im Jahre 1977 war die Ent-

soheidung von Vorstand und Aufsiohtsrat der Gesell-

sohaft für Kernforsohung, den FR2 in seiner heutigen

Form und Betriebsweise nioht über 1980/1981 hinaus

weiterzubetreiben.

Daraus ergaben sioh dann Überlegungen, ob der Reak-

tor zu einem modernen, leistungsfähigen Mittelfluß-

reaktor vornehmlioh für Strahlrohrexperimente umge-

baut werden kann. Eine von der Firma INTERATOM in

Zusammenarbeit mit KTB/FR2 erstellte Vorstudie

brachte ein positives Ergebnis. Die endgültige Ent-

soheidung wird jedooh erst später gefällt werden.

a) Betrieb des Reaktors

Der Reaktor FR2 wurde im Jahre 1977 entsprechend

dem Terminleitplan - 6 Betriebszyklen mit einer

großen Absohaltphase während der Sommerpause -

mit einer Nennleistung von 44 MW betrieben.

Nennenswerte Störungen mit Auswirkungen auf den

Reaktorbetrieb traten im Beriohtszeitraum nioht

auf.

Die zeitliohe Nutzung des Reaktors bei Vollast

- bezogen auf die planmäßige Vollastbetriebs-

zeit - betrug rund 88 %. Naohstehend einige Be-triebsdaten aus dem Jahre 1977:

Betriebszeiten:---------------Gesamtbetriebszeit: 239,1 d

Betriebszeit N°) 10-3 NN: 232,0 d

Vollastbetriebszeit (N) 43 MW): 215,6 d

Gesamtenergieabgabe: 10066,1 MWd

zeitliohe Nutzung:

Gesamtbetriebszeit bezogen auf Beriohts-zeit: 65,5 %Leistungsbetriebszeit (N > 10~3 NN) bezogen aufplanmäßige Betriebszeit: 93,6 %Vollsstbetriebszeit (N) 43 MW) bezogen aufplanmäßige Vollastbetriebszeit: 88,0 %

Stand: Dez. 1977

-2-

Reoktornennltlstung 1,4MW

Strahlrohrexper imen team Forschungsreaktor FR 2

Betriebsdiagramm des FR 2 im Jahre 1977 ",.",,"",

[MWJ GI76 I 0 AI7? I b Bin I , ein"4.30

20

I.

Januar 1977 ." ,~ Mörz: ." ." ." ."I Februar I I April I Mol I Juni I1U71 In" ~'" "'" 3\5.11 n,n

IMWJ ~om I • EI?? I I F177 I • Gin"4030

20

I.

~~ ." ~ '" '" .. ..I I Juli I August I 5_' I 0'_ I - I Dtzerrbtr I,.""rn 3un ~l" ,.." ~n" "'I" lll111Die Elrlltllurll Met! B.cNblpMlI/l A-O '/I~lchtcNmFR2-lurnWtllplclrllU7Auliobl; 2-130177

-3-

~~~~!~~~~~~~~~~~~~g~~_l!~_~~~~~~_~!~_~~~~~~

~~::_Y~~J~~~::2!

gesamt plan- störungs- durchmäßill: bedingt Fehlbed.

Leisttulgs- 4 (5) 1 3 0begrenztulgen

Leisttulgs- 12(17) 1 11 0rUcknahmen

Abschalttmgen 10(12) 5 5 0von Hand

automatische 19(13) 7 9 3Abschalttmgen

Startverzöge- 1 (2) 1 0 0rungen

Die vorgenannten Betriebstulterbrechtmgen führten

zu einer Ausfallzeit von 17,5 Tagen.

Die Strahlenbelasttmg der am FR2 tätigen Mitar-

beiter (Betrieb tuld Warttulg) erreichte bei weitem

nicht die nach der Strahlenschutzverordntulg zu-

lässigen Grenzen. Die höchsten Werte ergaben sioh

im Bereioh Brennelementumladung (maximale Jahres-

personendosis 2,2 rem). Erwähnenswerte Personen-

kontaminationen traten nioht auf. Die Ableitungen

an radioaktiven Stoffen aus dem Abluftsohornstein

blieben deutlich unter den nach dem Abluftplan des

Kernforschtulgszentrums erlaubten Werten.

Im Jahre 1977 wurden 39 frische Brennelemente ein-

und )6 abgebr,annte Brenrielemente (mittl.Abbrand

14,5 MWd/k~) ausgeladen. Innerhalb des Reaktor-

kerns wurden zur Erreichtulg eines flachen Neu-

tronenflußverlaufs und eines gleichmäßigen Ab-

brandes 272 Brennelemente umgeladen.

Der RUckgang der FR2-Nutztmg im Jahre 1977 ergab

sich einmal aus dem Betrieb des Experimentes

FR2/102 (PNS-Versuche zum Brennstabversagen) mit

einem Ausfall von rd. 17 Vollastbetriebstagen.

Weiterhin wurde zur DurchfUhrtmg der vorgesahrie-

benen WiederholungsprUfungen im Beisein der TUv-

Sachverständigen die Abschaltwoche e/77 um 7 Tage

verlängert. Schließlich wurde aus personellen

Gründen (Resturlaub 1977) der Reaktor zur Jahres-

wende abgeschaltet, was zu einem Verlust von 8

Vollastbetriebstagen führte.

Betriebsdaten des FR 2.D

Xg

~~:>,0~W

13000

12000

11000

10000

9000

8000

7000 D,~

6000 •ro5000

3E

.000

3000

2000

1000

ZeitE,p,ob~ngs;l. 12MW---l~I----"MW--------------I

betrieb t Reoktor-NeMleistung27.6.66,12"' ""MW erreicht

[2J Energieabgabe [Ml'{d)

Betriebszeit N~103 NN eh]

zZ

~

5000

!~_~~~~_~277_g~~_~~_~~~g~~~~_~~~~~~~~~_~~!g:

nisse:

Im Februar 1977 wurde die Erneuerung der KUhl-

turm-Holzeinbauten abgeschlossen.

Die-durch das Ministerium fUr Arbeit, Gesundheit

und Sozialordntulg von Baden-WUrttemberg geforder-

ten Brandschutzabschottungen an den Kabeltrassen

im FR2-Bereich wurden größtenteils fertiggestellt.

Im gleichen Zusammenhang wurde die im Jahre 1974

installierte Feuermeldeanlage um 61 Ionisations-

melder und um ein Paralleltableau fUr Feueralar-

mierung bei der Reaktorwaohe ergänzt.

Am Ausgang des Behältergebäudes wurde zur Ver-

meidung einer Kontaminationsverschleppung ein

HFK-Monitor aufgestellt.

Die zentrale Propangasversorgung fUr Labors tuld

Werkstätten in Bau 605 wurde außer Betrieb ge-

nommen. Der geringe Verbrauoh stand in keinem

wirtsohaftlich vertretbaren Verhältnis zum War-

ttulgs- und PrUfaufwand. Die einzelnen Verbraucher

werden jetzt mit 5 kg Propangasflaschen versorgt.

In der Abschaltphase b/77 wurde der Umbau des Not-

stromaggregats 7 (NSA 7) auf Startautomatik

geschlossen. Die Automatik hat die Aufgabe, bei

Totalausfall der Energieversorgtmg

Zentrale oder bei Ausfall der 60 V-,StE~uElrspaJ~Lmg

der Sohaltwarte das NSA 7

die Gel~er'at'Drflpanmmg vv,: ......"'!!>",

Isotopenproduktion am FR 2

Anmerkung:

Proben 11 Imml.. 0- 22= 22-32

_ 32- 42

= 42-52= 52-78=78-140

11\ oltt.- o4Ir ZIrl.Mn&!,wrpodUona1 IM Ibtra.-Sial.

'''' ..., ... '" lU\uV't "'.............. ......~

,.rtrahl ... .......UOIl. .." 0-1.0\,[.J [ ..] [>J [...:/.." 71 u t?9'\ ".' ~'I82 ".12.." m .11','" ".' 511MO ."....

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lloUtNlPbtl\nhl1llP' •• fttluwUW. A:r bllllflurpro4l*UOlI W.ld'\ni 'rOlIo %Mu"'lttt.r- W!'da:l vt. Mf\ duobcttQutl

Silizium - Bestrahlungen (Exp, FR 2/108 )

~1~tr~~~~i:l1aN\jng~n meist ~E.p,ff(2j39

~~~~~~~~t~~hlungtn in dtr [ZZlE.p,fR2I~~

~~?s:~~t:;IWrt~UI~~~I~S~;iti~~n[DeKp- FR2I1Anm Es lSt die Anzahl der BubahlUflg'ikapH!tI OIlgegfben,

d,tZCltidtrProbfl'lllfgltlwaumdfnF

-'-5-

Tabelle: Belegung und Nutzung der Strahlrohrausgänge

Reak- Exp.-Nr. Exp.Zeit rel. Bezeiohnung des Experiments Benutzertor- FR2/. [d] NutzungPos. [%]C 2 110 221 99 Vierkreisdiffraktometer Uni TUbingen

Uni Marburg

C 3 8 217 97 Dreiaohsenspektrometer IAK, F+E-Progr.Nr. OA2A

R 1 92 224 100 Kernresonanzspektrometer Uni Heidelberg (Phys.)Zweikreisspektrometer IAK, li'+E-Progr.Nr. OA2A und OJi2E

223 100 Zweikreisdiffraktometer TH Darmstadt (Strukturforsohung)R 2 49 224 100 Vierkreisdiffraktometer Uni Karlsruhe (Kristallografie)Uni TUbingen (Anorg.Chemie)

14 212 95 Zweikreisdiffraktometer Uni Mainz (Phys.Inst.)

R 5 32 180 81 VierkreisdiffraktometerUni Freiburg ~Anorg.)Uni Konstanz (Chem.)

78 211 94 Zweikreisdiffraktometer

Kalte Neutronenquelle fUrR 3 16 223 100 Zweiaohsenspektrometer I IAK, F+E-Progr.Nr. OA2A und OA2E

F1ugzeitspektromter I + II

R 4 101 164 74 Mehrzweokspektrometer IAK, li'+E-Progr.Nr. OA2E

R 6 93 1 1 Doppe1monoohromator IAK, F+E-Progr.Nr. OA2A

Zweikreisspektrometer Uni TUbingenR 7 '7 224 100 Phononenmeßp1atz IAK, li'+E-Progr .NI'. OA2A

Strukturspektrometer

D2-ost 3 Aufbau u. --- Vierkreisdiffraktometer Uni FrankfurtErprobung

T-ost --- --- --- kein ExperimentierbetriebT-west --- --- --- kein ExperimentierbetriebTh-west )8 siehe Isotopen- Drehte11erbestrahlungs- interne und

108 u.Si-Bestrahlungen vorriohtung externe

Th-ost 112 Aufbau --- Rohrpostbestrahlungsanlage INR, li'+E-Progr.Nr. 04.23.4D2-west 111 Aufbau --- Meßplatz f.Filmmethoden Uni TUbingen (Kristall. )Dl-ost 44 siehe Isotopen- Rohrpost-Bestrahlungs~ interne undDl-west bestrahlungen einriohtung externe

S 4 88 siehe Neutronen- Neutronenradiografie- interne undradiografie anlage externe

~~p~:!~::~~~~:!~~~~~:_~~2

Im Beriohtszeitraum wurden bis zu 8 instrumentier- .

te Brennstoff-Kapselversuohseinsätze aus folgen-

den Versuohsgruppen gleiohzeitig bestrahlt:

KVE - Beladung des FR2 im Jahre 1977

Projekt10 FR 2/

9

Exp. FR2/73dl

Exp. FR2/86:

Exp. FR2/87 I

Exp. FR2/100:

Exp. FR2/103:

Quantitative Krieohversuohe

Hoohleistungsbrennstabbestrahlun-gen, Parametertests

Brennstoff-Diohteänderung, Unter-suohung des Dimensionsverhaltens

Brennstoff-Sohwellversuohe, druok-los

Brennstoff-Sohwellversuohe unteraxialer Belastung, kontinuierlioheMessung des Sohwellbetrages

2

Helium-Hauptkompressor infolge Stopfbuohsenver-

sohleiß.

Der zum zweiten Mal gefertigte Zylinder des Haupt-

kompressors wurde Mitte des Jahres geliefert und

im November von der Fertigungskontrolle zum Ein-

bau freigegeben. Der Einbau soll in der Absohalt-

phase D/78 erfolgen.

Der Helium-Druokgaskreislauf (Exp. FR2/26) konnte

bis Ende der Betriebsphase B/77 weitgehend stö-

rungsfrei betrieben werden. Ziel der Versuohe war

die Untersuohung der Weohselwirkung von HUlle

und Brennstoff von BrennstoffprUflingen aus

U-Pu-Misohkarbiden. Dazu wurden ständig die Tem-

peraturen am PrUflingshUllrohr und im Zentrum

des Brennstoffs sowie naoh jedem Bestrahlungs-

zyklus die HUllrohraufweitung gemessen. Es wur-

den 3 Einsätze in 15 Zyklen bestrahlt.

Anlog.\.B.

•• Anlagtl.B.

., AnlogtlB.--

.2

I •• I AnlaOtlB

4 1 r~~\ll(f91.____________ VEm.HtQll'flultt

----

Betriebsdiagramm der FR2 ~ KreislaufexperimenteIm Jahre 1977

i(oUeN.ulronen·queUeIE_p.FR2I16J

1041....h I I' I 11 I\~ll·l "

Bt"l,w~~"t

Rt~h'h.,.I'b U!olW

Seit Mai 1977 ist die betriebliohe Betreuung die-

ser Anlage an das MPI Ubergegangen.

Der Betrieb der vier großteohnisohen Kreislauf-

experimente verlief planmäßig. Während der fUr

das LWR-Sioherheitsprogramm genutzte Heißdampf-

kreislauf zunehmend an Bedeutung gewinnt. wurde

der fUr Versuohe des Projektes Sohneller BrUter

genutzte Helium-Druokgaskreislauf am 2.5.1977

stillgelegt. Die Experimente Tieftemperatur-Be-

strahlungsanlage und Kalte Neutronenquelle dienen

weitgehend der Grundlagenforsohung.

-6-

Der neu erstellte und in den Auslegungsdaten ver-

besserte Bestrahlungseinsatz hat bei einem Kalt-

fahrtest alle Erwartungen erfUllt und konnte in

der Absohaltwoohe g/77 in den Reaktorkern einge-

baut und in Betrieb genommen werden. (Siehe Bild.)

Die Tieftemperatur-Bestrahlungseinriohtung (Exp.

FR2/2) wurde weiterhin vom MPI-Stuttgart genutzt.

das mit dieser Anlage Untersuohungen der Strahlen-

sohäden in Festkörpern durohfUhrt.

H.IßdQmpf-Hoeh-druckkr.lslauflExp.FR2J55-1021

Tieftemperatur-BesttohlungsQlllag.IExp.FR212 )

Helium-Oruckgas~

KreislaufIEKp,FR2/261

Im Beriohtszeitraum wurden die Expansionsmasohine

und der Helium-Hauptkompressor überholt.

Insgesamt wurden im Jahre 1977 11 Proben bestrahlt.

Die Kalte Neutronenquelle (Exp. FR2/16) zur Er-

zeugung subthermisoher Neutronen erreiohte in der

Betriebsphase E/77 nooh mit dem ersten Strahl-

kanaleinsatz eine Gesamtbetriebszeit von 50.000

Stunden mit flüssigem Wasserstoff'in der Modera-

torkammer. Sie ist damit eine der am längsten be-

triebenen Einriohtungen dieser Art in Europa.

Auf Besohluß des Vorstandes der GfK wurde der

Kreislauf am 2.5.1977 stillgelegt. Damit fand

der er'folgreiohe Betrieb einer der ersten Groß-

versuohsanlagen des FR2. in der seit 1965 131

PrUflinge bestrahlt wurden. seinen Absohluß.

Der Heißdampfkreislauf (Exp. FR2/55b) wurde fUr

Transientenversuohe mit elektrisoh und nuklear

beheizten Stäben im Rahmen des Versuohsprogramms

des PNS (Exp. FR2/102) genutzt. Ab September

kamen erstmals im FR2 vorbestrahlte PrUflinge

(Einsatz 102-F) zum Einsatz.

Die VerfUgbarkeit der Versuohsanlage war mit

93.7 %unverändert hooh. Der störungsbedingteVerlust an Experimentierzeit betrug 15.7 Tage.

Davon entfielen oa. 14 Tage auf Reparaturen am

D~e Betriebsweise des FR2 wurde durch diese Ver-

suohe stark beeinträohtigt. Es entstand ein Aus-

fall an Reaktorvollastbetrieb von rd. 17 Tagen.

-7-

Für die einzelnen Kreislaufexperimente ergaben

sioh naohstehende Betriebszeiten:

Experiment Betriebszeit Nutzungsgrad[h] " [%]

Tieftemperatur-Be-strahlungseinrichtung 2045 46

Kalte Neutronenquelle 5255 87

Heißdampfkreislauf 453 19 Transien-tenversuohe

~~~~~!~=_~E=~!~=~~=

Naoh Stillegung des im Zentrailoop betriebenen

Experi~ents FR2/26 lag es nahe, auoh den im' obe-

ren Teil des Zentralloops befindliohen thermioni-

sohen Wandler - obwohl funktionsfähig - aus dem

Reaktor auszubauen, da kein wissensohaftliches

Interesse an einer Fortführung der Bestrahlung be-

stand. Damit ging ein ungewöhnlioh erfolgreiches

Bestrahlungsvorhabe~zu Ende. Insgesamt erreiohte

das Experiment die beachtliohe Bestrahlungszeit

von 31 894 Stunden und eine Leistungsbetriebszeit

von 23 240 Stunden (Stromabgabe ID> 120 A).

Mit der Neutronenradiografieanlage (Exp. FR2/88)

wurden 176 Aufnahmen von PrUflingen, Kapselver-

suchseinsätzen und von biologisohem Material auf-

genommen.

Die y-Bestrahlungseinrichtung (Exp. ,FR2/40) war

mit 35 Bestrahlungen zur Untersuohung der Strah-

lenresistenz versohiedenartiger Materialien ge-

nutzt.

Bis zum September wurden 3 Vorbestrahlungseinsätze

fUr spätere Transientenversuche im Heißdampfkreis-

lauf bestrahlt. Dann wurde der Einsatz 102-F mit

einer Gesamtbestrahlungszeit bei N> 43 MW von

rd. 7500 h planmäßig ausgebaut.

0) Einsatzleiter vom Dienst fUrdas Kernforsohungs-

zentrum (EvD)

Der Bereioh FR2 der Kernteohnisohen Betriebe,

stellt mit dem jeweiligen Sohiohtleiter des FR2

auoh den "Einsatzleiter vom Dienst".

Im Beriohtszeitraum wurden die,EvD in 79 Einsät-

zen (18 Einsätze während und 61 Einsätze außer-

halb der Dienstzeit) tätig. Zusätzlioh erfolgte

1 Übungseinsatz.

Der siohere Reaktor- und Experimentierbetrieb im

Jahre 1977 ist allen Mitarbeitern des FR2, der

Gruppe Betriebsinstandhaltung und den am FR2 täti-

gen Mitarbeitern der Abteilung Strahlen~ohu~z und

Sioherheit und des Aufsiohtsdienstes zu verdanken.

Ihnen gebUhrt ein besonderer Dank.

Beteiligte Mitarbeiter mit Leitungsfunktionen:

Sohiohtbetrieb und EvD

Ing. (grad.), H.A.Ammermann

Ing.(grad.) H.Braun

Dipl.Ing. H.ffuther

Ing.(grad.) R.Krauß

Ing.(grad.) H.Wilker

Ing.(grad.) K.Zeller

Anlagenbetrieb

Ing.(grad.) W.Demant

Ing.(grad.) M.Oehmann

Experimentbetrieb und -betreuung

Dipl.Ing.W.Holub

Ing.(grad.) K.Vogel

Planung (BetriebsbUro)

Ing.(grad.) D.Philipp

Überwaohung

Dr. W.Comper

Betrieb und Nutzung des Reaktors SNEAK

DP G. Jourdan

Im Jahre 1977 wurde die Anordnung SNEAK-ll aufgebaut

und mit dem Experimentierbetrieb begonnen. Der Be-

trieb des Reaktors erfolgte - wie in den zurUoklie-

genden Jahren - nur während der Normalarbeitszeit.

Die'Aufbauzeit der Anordnung betrug 138 Arbeitstage,

sie wurde am 21.9.1977 erstmals kritisoh. Bis zum

Jahresende standen 52 Arbeitstage an Experimentier-

zeit zur VerfUgung.

Die, behördlioh vorgesohriebenen WiederholungsprUfun-

gen mit dem TÜV-Baden einsohließlich interner Vorbe-

reitungszeit beanspruohten 29 Arbeitstage, fUr Re-

paratur- und Wartungsarbeiten war die Anlage insge-

samt 14 Tage nioht betriebsbereit.

Größere Störungen mit längeren Stillstandszeiten

traten im Beriohtszeitraum nioht auf. Im Laufe

Jahres wurde damit begonnen, die Grenzwert- und Ver~

gleiohseinheiten des Reaktorsohutzsystems duroh neue

Einheiten, zu ersetzen.

Im Monat Juli war der Reaktor wegen gemeihsameh Ur-

laubs der Betriebsgruppe 16 Tage außer BetrieW.

Anordnung SNEAK-ll

Die Anordnung SNEAK-ll ist eine mögliohst getreue

Nachblldungdes ReaktorsKNK rr.Inderzentralen

Testzone der Anordnung wurde begonnen, versohiedene

Naohladekonfigurationen zu simulieren.

-8-

Die wichtigsten Messungen hierbei sind kritische Mas-

se, Reaktivitätswerte von simulierten KNK II-Absorber-

stäben und die räumliche Leistungsverteilung im Kern.

Die Testzone enthält Plutonium und auf 93 %angerei-ohertes Uranmetall als Kernbrennstoff, während in der

sioh daran ansohließenden Treiber-Zone Uranmetall mit

20 %und 35 %Anreioherung verwendet wird.

Aufbau und Betrieb dieser Anordnung wurden in der

Sicherheitsbeiratssitzung vom 19.1.1977 genehmigt.

Der Kernaufbau begann im Januar 1977, erste Kritikali-

tät wurde Mitte September erreioht. Die Experimente

an dieser Anordnung dauern bis Mitte 1978.

Beteiligte Mitarbeiter mit Leitungsfunktionenl

Ing.(grad.) L. Lieser

Betrieb und Nutzung der Anlage Heiße Zellen

DI M. Soheeder

Die Anlage war im Jahr 1977 wiederum voll ausgelastet.

(Für das Forsohungszentrum besonders wiohtige Unter-

suohungen werden bevorzugt erledigt, andere Arbeiten

haben Wartezeiten bis zu 6 Monaten). Die getätigten

Untersuohungen, die benutzten Bestrahlungseinrichtun-

gen und die Aufteilung der Zellenkapazität gehen

den Tabellen 1 - 3 hervor.

a) Untersuohungsanlagen

Die Metallografieanlage, die im Erweiterungsbau

im Jahre 1976 in Betrieb genommen wurde, ermög-

lichte eine Vergrößerung des Probendurohsatzes.

Die Verwendung von Sohutzgas in Bearbeitungs-,

Präparations- und Mikroskopieboxen trägt wesent-

lich zur Verbesserung der Untersuohung über den

Einfluß der Spaltprodukte auf das Verhalten von

Brennelementen im Reaktor bei. Durch den Aus-

sohluß von Luftsauerstoff und FeuohÜgkeit kön-

nen versohiedene Spaltprodukte und evtl. einge-

drungenes metallisohes KUhlmittel in ihrer ur-

sprUngliohen Struktur im Brennstoff erhalten und

siohtbar gemacht werden. Die zum Sohutzgasbetrieb

von Zellen und Boxen notwendige Sohutzgasreini-

gungsanlage arbeitete störungsfrei. Die Konzepti-

on der neuen Metallografieanlage hat sioh sowohl

im Hinbliok auf Bedienung als auoh auf Wartung

bewährt.

Das Abfallvolumen aUS dieser Anlage und den Mega-

Curie-Zellen wurde weiter verringert duroh den

Einbau von Pressen, mit denen die anfallenden

festen Abfälle auf ein Drittel ihres ursprUng-

liohen Volumens verkleinert werden.

Die Auffangtanks fUr flüssige Abfälle mußten um-

gebaut und eine Vorbehandlung der Abfälle einge-

führt werden, da ADB infolge Änderung ihrer Auf-

arbeitungsanlagen nicht mehr in der Lage ist,

das anfallende Brennstoff-Wasser-Lösungsmittel-

Gemisoh wie zuvor zu verarbeiten.

Die Anzahl der durohgeführten Metallografieunter-

suohungen und die Aufgliederung der Arbeiten

gehen aus den nachstehenden Diagrammen hervor.

Die Materialprüfanlage im Neubau wurde vollstän-

dig eingeriohtet und in Betrieb genommen.

Folgendes Gerät steht zur Verfügung:

1 hydraulisohe kraft- oder dehnungsgesteuerte50 kN Weohsellastmasohine fUr Temperaturen bis825 K)

2 Pendelsohlagwerke (siehe Bild) für

50 Nm und300 Nm Sohlagarbeit mit kontinuierlioh regel-

barer Temperiervorriohtung von 75 Kbis 1073 KI

1 meohanisohe 50 kN-Zug-Druok-Prüfmasohine mitVakuumofenfUr 1325 K bei 1,33 • 10-3 Pal

1 VakuumglUhofen für 1873 K bei 1,33 • 10-4 Paldas notwendige Kleingerät wie HärteprUfer, Pro-

filprojektor usw.

Die Anzahl der in der Materialprüfung getätig-

ten Zugversuche ist im Diagramm ersiohtlich.

In der wiederaufgebauten Röntgenfeinstrukturan-

lage konnten mittels Röntgen-Fluoreszens-Ana-

lyse die Stähle von 80 KNK-Testproben für den

TUv identifiziert werden. Es ist beabsiohtigt,

im Zusammenwirken mit der Röntgenmikroanalyse

(Mikrosonde) fUr die Phasenanalyse der Reakti-

onsprodukte in bestrahltem Brennstoff die Rönt-

gen-Diffraktometrie einzusetzen.

Mit der Röntgendurohstrahlungsanlage wurden

Einzelstäbe und BUndel mit guter Abbildungs-

Tabelle 11 Untersuohungen bei HZ im Jahre 1'J77

neu Ubernommen zerstörungsfi'eiuntersuoht

-9-

zerstörendImtersuoht

'sonstiges abge-sohlossen

KNK-Ml'E Proben eingebautfUr KNK Ir

-

2 + 4

--2

--S2

-Ja

-----Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

weiteruntersuohtin TU

insgesamt 15 Stäbeabgesohlossen

2

Vorbereitungen

4 + 3 aus 76

2 + J~ aus 76

2 + 2 aus 76 (5K2)

Ja

2 Mol 7B abgesohlossen 3 Mol 7B nooh inUntersuohung

4 Mol 8D-A abgesohlossen -

2 Mol 16-1 abgesoWossen -

s4 teilweise,S2 abgesohlossen

2 Pu-Zementkapseln,He-Messung(letzte v.18 Proben)

2 DFR 330,(letzte v.7 Stäben)

Korrosion a.KNK-Ab-sohaltgestänge

KNK I-ZrH-Moderator

KNK I-Absorber

2

2

Ja

6

begonnen

2

40 TE's Mol 3H u. 3Hl

42

16 + 16 aus 76

Ja

Ja

Mol 3F

7 DFR 455-Stäbe

8 PNS-Stäbe

2 Loop 5K-POCY

6 DFR 510

2 Loop 5K3

1 Mol 5B12

Mol3G

4 KVE's (Krieohkapseln)

4 RIPCEX-tie rod

2 CIRCE

16 Mol 2-46,47

Mol 7C-l

1 Siloe s4

HAW-Charge 3 HAW-Charge 3

Untersuohung vonLöserUokständen aus

LWR-Pu-reoyole u.SNR-Brennstoff

T-Bestimmung 1.Zry-HUlsen

HAW-Verglasung derCharge 3(4 Zylinder)

-10-

Tabelle 2: Prozentuale Aufteilung des Jährliohen Untersuohungsgutes auf die Herkunft aus einzelnen Reaktoren

Reaktor 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977

FR2 38,4 31,8 33,9 29,5 11,7 11,9 17,6 18,9

BR2 30,3 34,2 28,1 29,6 31,6 38,5 33,8 29,9

DFR 5,2 9,4 8,7 23,3 22,7 7,3 8,9 11,3

RAPSODIE 0,6 - 1,3 8,8 26,3 25,6 12,1 4,6KNK 0,2 0,4 - 0,5 1,3 2,1 4,4 10,9SILOE 1,9 - 0,2 0,1 0,3 - 1,4 5,8MZFR 3,7 1,0 8,4 0,1 0,2 3,2 1,4 -KWO - - 0,1 - - 0,8 3,6 5,3HFR-Grenoble - 0,1 0,5 2,4 1,4 0,9 2,3 0,2HFR-Petten 4,2 0,7 2,7 0,3 1,8 1,8 6,2 2,9

nioht reaktorgebunden 15,5 22,4 16,1 5,4 2,7 7,9 8,3 10,2

100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 %

Tabelle 3: Aufteilung der Zellenbelegung naoh Auftraggebern in %

RBT KBG/ KFZK- PACT PWA PNS Fremd- PSB- PSB-AnteileKFK/VA Institute firmen Gesamt- Oxid HUll-u. Karbid Adsor-

anteil Strukt- bermaterlal

1970 2,5 4,0 18,5 -- -- -- 7,0 68,0 41,0 21,5 5,5 --1971 3,0 1,5 13,0 0,5 -- -- 2,5 79,5 47,0 29,0 3,5 --1972 0,5 4,0 15,0 9,0 -- -- 4,0 67,5 41,0 24,0 2,5 --1973 0,3 0,5 8,5 10,4 -- -- 1,3 79,0 48,0 25,5 5,0 0,51974 0,3 -- 3,6 5,4 1,1 1,2 2,2 86,2 48,0 28,5 5,5 4,21975 0,2 -- 6,6 3,8 3,3 1,5 4,0 80,6 33,0 40,5 6,0 1,11976 1,3 -- 8,5 2,9 8,0 2,8 2,2 74,3 33,0 35,5 5,5 0,31977 0,5 -- 1,1 0,3 13,0 11,2 1,7 72,2 22,0 40,0 7,0 3,2

qualität durohstrahlt. Die Bilder gewinnen bei der

Beurteilung von Sohäden immer mehr Bedeutung, bei

der Festlegung der Untersuohungen sind sie unent-

behrlioh. Eine reohnergesteuerte Hubvorriohtung

für das Durohstrahlungsgut, die zusammenhängende

Abbildungen von langen Stäben ermöglioht, ist in

Erprobung.

Das Rasterelektronenmikroskop wird z.Zt. von der

Herstellerfirma mit einem wellenlängendispersiven

Spektrometer versehen. Damit können die ohemisohen

Elemente der abgebildeten Strukturen der Proben,

aufgrund der Anregungsstrahlung duroh den Elektro-

nenstrahl ausgelöst, von Ort zu Ort bestimmt wer-

den.

Die Ende des Jahres 1976 in Betrieb genommene

y-Spektrometrieanlage wurde weiter ausgebaut und

erprobt. Für Brennstabuntersuohungen wurde ein

Reohnerprogramm erstellt, das den automatisohen

Programmablauf zur Bestimmung der Aktivitätsver-

teilung interessierender Nuklide längs .eines

Brennstab-Prüflings ermöglioht.

Naoh Eingabe versohiedener Parameter wie Anzahl

der Spektren, Meßabstände und Meßzeiten über das

Terminal der Anlage wird der Prüfling reohner-

gesteuert in definierten Sohritten an einem Kol-

limator entlanggeführt. Die vom Ge-(Li)-Halb-

leiter-Detektor-System in Verbindung mit derrt

4K-Vielkanal-Impulshöhenanalysator aufgenommenen

Spektren wurden auf Magnetband abgespeiohert.

Zur Bestimmung des Aktivitätsprofils eines Prüf-

lings können mit Hilfe eines Reohnerprogramms

die Netto-Zählraten einzelner Nuklide erreohnet

und zusammen mit der Meßortangabe tabellarisoh

ausgedruokt bzw. auf Kassette gespeiohert werden.

Mit Hilfe von Eiohstandards wurde .das Meßsystem

kalibriert und eine Effioienoy-Tabelle aufge-

stellt. Naoh Bestimmung der Absorptionsfaktoren

für das Hüllmaterial und den Brennstoff könnte

-------- ..Ja

300

200

300

Schliffzahl

600

500

~oo

100

-11-

PM PM A MHV D BProbenSchlHre

o

~oo

100

Probenzahl

500

200

A = AutoradiografieÄ = ÄtzenB = BerichtD = Dokumentation

GAMHV

PMQ

GasionenätzenMikro-Härtemessung (V1ckersl

" Präparation, Mikroskopie=Quantitative Auswertung

DSchliffe gesamt~ Probenzaht

100 PSB - Anteil

I kalte ProbenMetallografiearbeiten 1977

Abschluß von radioaktiven Metallografien

Abschluß von Zugversuchen

300

FUr Wartung und Instandhaltung, Abfallbeseitigung

und Umbauten von abgesohirmten Untersuohungs-

plätzen wurden rund 21 %der ZellenarbeitszeitaUfgewendet. Die duroh Defekte an den Manipula-

toren verursaohten Ausfallzeiten sind leioht an-

gestiegen wegen Versohleißersoheinungen an den

zellenseitigen Koppelsystemen der Manipulatoren.

Die Anzahl der Defekte an den Kraftmanipulatoren

ist wieder rUokläufig, da versohlissene Manipu-

latoren naoh 12jähriger Betriebszeit duroh ein

verbessertes Modell ersetzt wurden (siehe ent-

spreohende Diagramme).

Von der Gruppe Anlagenbetrieb HZ wurden mit Hilfe

GfK-interner sowie externer teohnisoher Dienste

die Betriebsanlagen so gewartet, daß bei der

DurohfUhrung der Untersuohungs-Aufgaben keine

wesentliohen Störungen auftraten, Mängel wurden

beseitigt, Verbesserungen laufend vorgenommen.

in Zukunft mit Hilfe des vorhandenen Isotopen-

Analysen-Programms die quantitative Bestimmung

der Nuklidverteilung längs des Stabes erfolgen

und in Form eines Diagramms vor Ort ausgeplottet

werden.

I PSB-Anteil1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 197~ 1975 1976 1977

o

100

500

Probenzahl

600

200

DProbenzahl

-12-

o 01966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977

Anzahl der Wechsel von heißen Manipulatorarmenund dadurch verursachte Ausfallzeiten

20

10

40

30

Anzahl derArmwechsel

50

5

'/, Ausfallzeit bezogenauf Belegzeil

15

10

100 '/, der möglichen Arbeitszeit

y-Spektrometrie-Meßplatz bestehend aus:

Ge-(Li)-Detektor-System

Vor- und Hauptverstärker

4K-Impulshöhen-Analysator:(Fabr.TRACOR)8K/loo MHz ADenumerisches DisplayDEC-Rechner, PHP 1l/o5/24KDoppel-MagnetbandkassetteEin- und Ausgabe-Einheit (SILENT)

Magnetbandeinheit (IBM-kompatibel)

Sohrittmotoransteuerung

X-Y-Plotter

Display

Linienschreiber

IL-JT1Tr+rrnfmn~~

'Ji,.,-rr,'"1, JiIT

o Personalmangel

60

80

rrrrn Nachbestrahlungs -Will untersuchungen

11 Reparatur von E3 Reparatur, Wartung, UmbauFernbedienungswerkzeugen 1::::::3o.L.,--r-~---.-~~---'--"--~~-""-----1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977

.0

10 t==

20

.~~~;.s'~~~50

1966 19671968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977

Anzahl der Kraftmanipulatorwechsel

15

20

Zellenbelegung - Durchschnitt aus Zelle 1- 4,Metallografiezelle und Materialprüfzelle

1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 19751976 1977

~13-

Die gesinterten Pellets werden vermessen, noch-

mals gewogen, mittels Vorrichtung in Sohlauoh-

folie eingebraoht und zugesohweißt. FUr die wei-

teren Versuohe werden die Pellets mit Hilfe des

WIG-Verfahrens in Zry-Kapseln eingesohweißt.

Die bestrahlten Fissiumkomponenten werden in die

Anlage eingeschleust, die Glasampullen mit einer

Diamantscheibe angeritzt und geöffnet. Sie werden

mit dem unbestrahlten Uran in einer SohwingmUhle

intensiv durchgemischt (die homogene Verteilung

der Spaltprodukte im Uran ist eine wiohtige Vor-

aussetzung fUr die Versuohe). Jeweils 5 kg der

Misohung, abgewogen auf einer Analysenwaage, wer-

den mit einer hydraulisohen Presse zu Pellets

verpreßt und in einem Hoohvakuum-Widerstandsofen

gesintert. Ein eingebauter Programmer mit Pro-

grammregler kann das gewUnsohte Temperaturprofil

wahlweise im Vakuum oder in Sohutzgasatmosphäre

ablaufen lassen (Pellets mit leioht flUohtigen

Spaltproduktanteilen werden nioht gesintert).

mes Je Charge. Zur Bestrahlung werden diese in

einer Handsohuhbox in Quarzglasampullen einge-

wogen und versohlossen. Damit die z.T. hygros-

kopisohen Materialien dosierfähig bleiben, wird

die Zuluft der Box auf etwa 10 %Luftfeuohte bei20 °c abgesenkt.

1976 1977

69 %PNS 75 %29 %PSB 25 %2 %Institute und

Abteilungen derGfK

Mit der im Caisson 2 installierten Sohweißanlage

werden mit radioaktiven Stoffen oder Kernbrenn-

stoffen gefUllte Stäbe und Kapseln versohlossen.

Durch 2750 Sohweißungen fUr PNS und PSB war die

Anlage voll ausgelastet. Außer nichtrostenden und

hoohwarmfesten Stählen wurden auoh Zirkaloy, Tan-

tal, Titan, Molybdän sowie Niokel- und Niokelle-

gierungen gesohweißt.

Zur Ermittlung der Jeweiligen Schweißparameter

sowie zur Qualitätskontrolle wurden )0 metallo-

grafisohe Sohliffe angefertigt und dokumentiert.

Die Belegung der Sohweißanlage, gegliedert nach

Auftraggebern, war:

(siehe auoh Diagramm Belegung und Anzahl der

Sohweißnähte) •

zulässige Jahresdosis

Weitere vom Kontaminationszwischenfall im August

1976 betroffene Anlagenteile wurden saniertl ein

Teil des Untersuchungspersonals wurde zu diesen

Arbeiten mit herangezogen.

Zusätzliche Verbesserungen bei den Sicherheits-

und Abschirmmaßnahmen haben ,zu einer weiteren Ab-

senkung der empfangenen Personendosis geführt,

wobei der Anstieg in der Kurve im Diagramm auf

den o.a. ZwischenfallzurUckzuführen ist. Weitere

Maßnahmen zur Verminderung der Personendosen wur-

den 1977 eingeleitet.

Die im Diagramm "Zellenbelegung" ausgewiesene Min-

derung der Untersuchungsarbeiten in den Jahren

1976 und 1977 (Personalmangel) ist trotz konstan-

ten Personalstandes darauf zurUckzuführen.

Das Fissium besteht aus Natururanoxid und Elemen-

ten, die als Spaltprodukte auftreten, wie z.B. Ag,

Ru, Ba, Zr, Mo, Cs, Nd. Die Gewiohtsanteile die-

ser Elemente betragen nur Bruohteile eines Gram-

Im Transplutoniumlabor wurden der Aufbau einer was-

serabgeschirmten Boxen-Anlage abgeschlossen und

die einzelnen Arbeitsschritte zur Herstellung von

Fissium-Pellets erprobt. Neben mehreren inaktiven

Chargen wurde eine Charge mit radioaktiven Antei-

len verarbeitet.

o

mR5000

3000

1000

4000

2000

Personendosis im Jahres - Durchschnitt

b) Transplutoniumlabor (TPL)

-14-

0) Untersuohungsarbeiten

Gefertigte Schweißnähte im TPL

mJ PACT

Davon wurden Schliffe angefertigt, an denen die

Aufbeulung der ffUlle vermessen, deren Wanddioken-

änderung festgestellt, die Oxidationssohioht,

die ffärte und die. Strukturänderung im Material

duroh das Aufreißen untersuoht werden.

Für die Versuohe zum Brennstabversagen duroh

KUhlmittelverlust wurden jeweils 4 Schnittedurch die Aufbeulungsstellen der Zirkaloy-fftille

der angelieferten Stäbe gelegt.

• SonstigeD PNSEI PSB

1972 1973 1974 1975 1976 1977o

1000

3000

2000

0/0 der möglichen Arbeitszeit100 T1,.....----,,.....----,,...,----,,----------

80

60

Der Zusammenhang zwisohen karbidisohem Brenn-

stoff und Aufkohlung der Hüllwerkstoffe 1.4988

und 1.4970 wurde mit Hilfe metallografisoher

Methoden untersuoht. Es ergab sioh eine Rela-

tion zwisohen der Eindringtiefe des Kohlenstof-

fes aus dem Urankarbid in die Hüllen und dem

Anstieg der Mikrohärte. Dieser Zusammenhang

wurde duroh die Befunde der Röntgenmikroanalyse

bestätigt.

40

20

o~/5~~)~~:~~1972 1973 1974 1975 1976 1977

11 Reparatur von SFernbedienungswerkzeugen 8 Reparatur, Wartung, UmbauffiII] Betrieb d. SchweiAanlage D PersonalmangelBelegung der Schweißanlage im TPL

Im Rahmen des Verträgliohkeitsprogrammes wurde

der Einfluß einer Niob-Gettersohioht auf die

Innenkorrosion von Brennstabhüllrohren an meh-

reren Metallografieproben untersuoht. Dem Brenn-

stoff (UO,7 PuO,3) O2 waren die Elemente es, Jund Te entspreohend einem simulierten Abbrand!

von 10 At.-% zugegeben. Die HUlle, bestehend

aus dem Stahl 1.4988, hatte bei der gegetter-

ten Probe auf der Innenseite eine Nb-Sohioht

von 25/um Dioke.

Die nioht besohiohtete Probe zeigt, wie zu er-

warten, eine sehr starke Innenkorrosion mit An-

griffstiefen bis zu 75 % der HUllrohrwandstärke.

Die besohiohtete Probe zeigt dagegen nur eine

leiohte Innenkorrosion. Die Nb-Sohioht ist im

Bereioh der Brutstofftabletten erhalten, im Be-

reich der Brennstoffsäule hat sie mit Brenn-

stoff und Spaltprodukten reagiert.

-15-

Verträglichkeitsproben:

2

nioht beschiohtete Hülle

mit Nb beschiohtete HUlle

Die Korrosion der Hülle (Fläohen- und Korngren-

zenangriff), die Weohselwirkung zwisohen Brenn-

stoff und Hülle und die Brennstoffstruktur wurden

an Stäben aus Mol 7B, einem Experiment, das die

oberen Belastungsgrenzen fUr SNR 2-Stäbe ermit-

teln soll, untersuoht. Die Metallografie zeigte,

daß der Angriff auf das HUllmaterial ab 875 K

stark zunimmt (die Daten sind in Tabellen fUr Je-

den Brennstab zusammengefaßt).

Die Ermittlung der Povositätsanteile und ihrer ra-

dialen Verteilung im Brennstoff naoh der Bestrah-

lung dient zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit

und der Brennstoffverteilung im Brennstab bzw.

im Element und letztlich im Reaktoroore.

Die modell theoretischen Betraohtungen bzw. die

Modelle werden dem Ergebnis des Experiments ange-,

paßt. Auf dem GefUgebildan~lysator, der an einem

Mikroskop in einer "Heißen Zelle" angeschlossen

ist, k~nn das Abbild der Probe direkt ausgewer-

tet werden. Es wurden Messungen an Oxid- und

Karbidbrennstoffen der Versuche Mol 15.1, Siloe

S 2, KVE-V66 und Mol 8e vorgenommen.

GefUgebildanalysator am Mikroskop einer "HeißenZelle"

Als Beitrag fUr die Genehmigung der Inbetrieb-

nahme des KNK II wurde eine Vielzahl von Mate-

rialprUfungen in der MaterialprUfzelle durch-

gefUhrt. Dazu war auoh die Neuentwioklung von

PrUfgeräten erforderlioh, wie z.B. eine Fein-

dehnungsmeßvorriohtung zur Bestimmung der 0,2 %-Grenze an Warmzugversuohen. In Zusammenarbeit

mit dem TÜV und Interatom wurden aus den Null-

proben, Material-Werkstoff Nr. 1.6770 und1.4550,1. Entnahme und 2. Entnahme aus dem KNK-

Material-Testelement, 42 Kerbsohlagproben, 40

Rundzugproben und 40 Flaohzugproben untersuoht

und die Ergebnisse ausgewertet.

An signifikanten Proben wurden Strukturunter-

suohungen (metallografisoh) und Ö-Ferrit-Be-stimmungen (quantitativ) durohgefUhrt. Vorläu-

fig wurde festgestellt, daß der

KNK erreiohten Neutronendosis (F ~2tronen/om ] E> 0,1 MeV) duroh den

der Temperatur verdeokt

Diagramm "A:bsllhl.uß

-16-

Blatt 3

Tab,1 Meßwerte der keramografischen Untersuchung

Ausgangsdaten :200 '90 .00 .00 1000 1200

BrennstoffLlla IKQ" Lm kOIl La ,al II,L. ITh. Dichte KQ"5 32- -

Rad. Spalt : unhn ob.,'1Stableistung :

Abbrand : 17G - Mol7B - AU 07 - 0

KL16 KQ 14 KL 13 KQ11 KQ9 KQ 7 KQ 5 KQ 3 KQ 2 KL 1

Hüllmaterial :

Hül!rahr - D nach W. - Sch. 5,999 6,00' 6,006 6.00' 6.009 6,005 6.002 6.003 6,016 6,010

Noch intakte Hüllr.~WQndst. 0,35 0,35/0,36 0,3"0,35 0,33-0,3' 0,28-0,29 0,27-0,31 0,22"0,32 0,27-0,30 0,19-0,29 0,33-0,36

H.- Angriff, Außenseite (~m) 10 20 20 30 10

H,-Angrlff, Innenseite (~ml 30 25 30 -50 100 80 150 110 150 30

Hül!m. MHV (p = )

Reaktionsprodukte :

Hüllrohr - Brennstoff (~ml 130 30 85 130 150 250 100 160

Brennstoff

Rad. Spalt Hül!,.- Brennstoff 30/60 '0/60 30 "0

Brennstoffgefügeradien :

Ausgangsgefüge 2,'8/2,56 2,57/2,60 2,5"2,58 2,5712,60 2,56/2,57 2,55/2,59 2,5212,60

Regelloses Kornwachstum 2,'0/2,50 2,50/2,55 2,35/2,'2 2,5012,52 2,50 2,50 2.'0/2,50

Säulenkristalle 1,8011,90 1,85/2,15 1,80/2,00 2,0012,10 2,00 - 2,05 2,00-2,05 1,85/2,10

Verdichteter Brennstoff

Zentralkanal- Durchmesser 1,'0/1,50 1,'0 ~501l,80 ~85/2,OO 1,7511,85 1,72 1,70 2,30-2,'0

Beteiligte Mitarbeiter:

Untersuohungsbetrieb Betonzellen

DI H.Enderlein

H. Blumberg

H. Ziegler

Metallografie und Materialprüfung

DI R. Pejsa

Dr. O. Romer

Ing.(grad.) J. Tuoek

W. Hellriegel

Anlagenbetrieb

Ing. (grad.) H.Staud

Ing.(grad.) G.Lehrmann

Entwurf und Bestellung von Einrichtungsteilen

Ing.(grad.) K.Schneider

Transplutoniumlabor (TPL)

J. Schreibmaier

Experimentieranlagen (KTB/EA)

Die im Jahre 1976 neu übernommene Aufgabe - Betrieb

großteohnisoher Experimentieranlagen - hat im Laufe

des Jahres 1977 deutliohe Fbrmen angenommen.

Bis zum Jahresende waren insgesamt 18 Mitarbeiter in

diesem Bereioh besohäftigt.

Im folgenden wird über die Tätigkeiten der einzelnen

Gruppen beriohtet.

Abgasreinigungsanlagen

G. Kimmig

In der Teahnikumshalle des LAF II, Bau 415, wurden

im Rahmen des PNS die Versuohsanlagen ADAMO und

KRETA erstellt.

Sie dienen Versuchen zur Adsorption von 002 und ~O

an Molekularsieben (ADAMO) und zur Abtrennung von

Krypton und Xenon durch Tieftemperatur-Rektifikation

(KRETA) aUS den Abgasen einer Wiederaufarbeitungs-

anlage.

Experimentator ist IT/PA und IHOH.

Zunäohst wurde eine Betriebsgruppe fUr Betrieb und

Betreuung der Versuohsanlagen aufgebaut und ausge-

bildet. Sie besteht z.zt. aus 6 Mitarbeitern. Ihrewesentlichen Aufgaben sind:

-17-

Anlagenbetrieb im Sohiohtdienst

Wartungs- und Reparaturarbeiten zusammen mitKTB/BI, FunktionsprUfungen

Mithilfe bei der Planung von Umbauten und Verbes-serungen sowie deren Überwaohung

Koordination und Dokumentation des Betriebes

Teohnik. Sohwierigkeiten mit den Gleitringdiohtungen

des Wasserringkompressors konnten von der Liefer-

firma behoben werden. Sohwere Störungen an Komponen-

ten mit Auswirkung auf die VerfUgbarkeit der Anlage

traten jedooh nioht auf.

Betrlebsz)'klus n.Plan

KRETA:

~~~~!~~_~~_~~~~~~g_~~~_~~:~!!~~~~f~_!~_~~~~:

selsohiohtdienst----------------

- der Ein- und Ausbau von Materialproben undSonden,

- die Reparatur und das Ausweohseln von Rohrbe-gleitheizungen, Heizstäben, Thermoelementeneta.,

Ab 1.1.1977 wurden 6 Mitarbeiter des !RB von

KTB/EA Ubernommen. Ihnen oblag der Betrieb, die

Betreuung und Wartung der Na-Versuohskreisläufe

im Bau 272. Diese Kreisläufe werden rund um die

Uhr jeweils fUr woohen- bis monatelange Versuohs-

zyklen im Weohselsohiohtdienst betrieben und

Uberwaoht.

Im Laufe des Jahres wurden 2 Mitarbeiter inner-

halb des Bereiohs zur Betriebsgruppe TrerundilsEln-

versuohsstände versetzt.

- die Wartung der Datendruoker, Sohreiber,

- das Einregeln und Halten der Versuohsbedingun-gen (Temperatur, Durohfluß, Na-Reinheit).

Zu den Arbeiten gehören im wesentLiohen:

Der Weohselsohiohtdienst

eines !RB-Mitarbeiters

ten werden.

- Mithilfe bei der Planung und Projektabwioklung

des neu zu erstellenden LOF-Na-Versuohskreislaufs

im Neubau 618.

- Im Weohselsohiohtdienst wurden zusan@en mit Mit-arbeitern des !RB die im Bau 272 vorhandenen

Natriumversuohskreisläufe betrieben,

NatriumprUfstände

Unter Einsohaltung der KTB/BI konnten Instandsetzungs-

und Umbauarbeiten an dem System zeitgereoht durohge-

führt werden, so daß eine optimale Nutzung der Ver-

suohseinriohtungen möglioh war.

Über die im Beriohtszeitraum erreiohten Versuohser-

gebnisse wird duroh die am Experimentierprogramm be-

teiligten Gruppen an anderer Stelle beriohtet.

Ing.(grad.) H. Braun

a)

Die 6 Mitarbeiter dieser Gruppe waren auf zwei Ar-

beitsgebieten tätig:

KRETAuAOAMO......I

-1B-

b) ~~~~~~§_~~_~~J~~~~e~!~~~~§_~~:~~:Y~~~~~~~:kreislauf

Zur Untersuohung von Strukturmaterial fUr fort-

sohrittliohe Reaktoren werden Materialversuohe in

flüssigem Natrium bei hohen Temperaturen (~825 K)

durohgeführt. Ein erster Kreislauf dient fUr Ver-

suohe, bei denen die Materialproben langsamen

Weohsellastversuohen unterzogen werden (Low Cyole

Fatigue = LCF).

Trenndüsenversuohsanlagen

Im IKVT waren ab Mai 1977 4 Teohniker tätig, die im

Sohiohtdienst zusammen mit Mitarbeitern des Instituts

und der Fa. STEAG den Versuohsbetrieb am Trenndüsen-

kreislauf mit dem Trägergas Wasserstoff abwiokelten.

Die ursprünglioh vorgesehene Übernahme einer ge-

sohlossenen Aufgabe für insgesamt 10 Mitarbeiter

konnte wegen Personalmangels nioht verwirklioht wer-

den.

Dieser Kreislauf wurde von Mitarbeitern des IMF 11

projektiert und im Jahre 1977 an einen Oeneralun-

ternehmer vergeben. Der Versuohsbeginn istfUr

das Frühjahr 1979 geplant.

Betriebsinstandhaltung Kernteohnisohe Betriebe

Ing.(grad.) H. Christoph

Um Erfahrungen zu sammeln, ist der Leiter der Be-

triebsgruppe und ein weiterer Mitarbeiter seit

Frühsommer des Jahres 1977 im Bau 272 (IRE) an

den dort eingeriohteten Na-Kreisläufen tätig. Da-

neben wurde die Planung und Projektabwioklung des

LCF-Kreislaufs mit dem Generalunternehmer in Zu-

sammenarbeit mit den wissensohaftliohen Mitar-

beitern des IMF 11 durohgeführt.

Die Betriebsinstandhaltung der Kernteohnisohe Betrie-

be hat im Jahr 1977 alle wesentliohen Instandsetzungs-

und Wartungs- sowie teilweise auoh Erweiterungsarbei-

ten an den Anlagen FR2, HZ und den neuen Experimen-

tieranlagen auf den Faohgebieten Elektroteohnik und

Masohinenbau durohgeführt.

Der Personaleinsatz der Betriebsinstandhaltung für

die Durohführung aller Wartungs- und Instandsetzungs-

arbeiten betrug 42 Mannjahre.

8fgltlth~l\,...glB.

Ing.(grad.) R. Kettner

Teohnikumshalle fUr Komponentenerprobung (TEKO)

KFK-extern

Edelst.~ Reinigung

Verteilung der ausgeführten Aufträge

der Betriebsinslandhaltung 1977

EXP.l02!Kreislaufanlagen - FR 2

Exp.26Exp.16

Exp. 2

Bestrahlungs - u. Strahlroh rexp erim enteIsotopenproduktion

Gebäude -Instandhaltung

Das naohstehende Diagramm zeigt die Verteilung der

ausgeführten AUfträge auf die einzelnen Anlagen der

KTB und der GfK.

15

13

24

17

16

2019

18

12

11

10

23

22

21

Mannjahre

Halm Krtls\

-19-

Daraus ist zu ersehen, daß der Aufwand der Betriebs-

instandhaltung für den FR2 einsohließlioh der FR2-Ex-

perimente rd. 24 Mannjahre betrug. Für die HZ wurden

rd. 9 Mannjahre, für die Experimentieranlagen KRETA,ADAMO sowie für die SNEAK 2,5 Mannjahre aUfgewendet.

Die Leistungen für Institute und Abteilungen der GfK

einsohließlioh RBT/rr betrugen 5,5 Mannjahre.

GfK-externe AUfträge für Edelstahlreinigungsarbeiten

erforderten 0,7 Mannjahre.

Insgesamt wurden oa. 1)00 Störmeldungen, Arbeits- und

Werkstattaufträge bearbeitet.

Wartung und Instandhaltung

Die von uns betreuten Anlagen konnten duroh vorbeu-

gende Instandhaltungsmaßnahmen weitgehend störungs-

frei betrieben werden. Die störungsbedingten Ausfall-

zeiten reduzierten sioh duroh reohtzeitige Bereit-

stellung von Ersatz- und Austausohteilen auf ein Mi-

nimum.

Die Heißen Zellen wurden bei den zur Sanierung der

Lkw-Einfahrt erforderliohen Einsätzen duroh Abstel-

lung von Personal unterstützt. Teohnisohe Verbesserun-

gen bei den Lüftungsanlagen wurden duroh Umbau der

Drehzahlgeber an allen Gebläsen erreioht.

An den Experimentieranlagen KRETA/ADAMO wurden neben

den Instandhaltungsarbeiten die duroh den Experimen-

tierbetrieb erforderliohen Umbau- und Erweiterungs-

maßnahmen durohgeführt.

Die SNEAK unterstützten wir bei der Besohaffung, Ab-

nahme und Einbau neuer Grenzwertmelder.

Für eine Prüfeinriohtung, die die Uberprüfung aller

Kanäle des Reaktorsohutzsystems von der Sohaltwarte

aus erlaubt, wurden die erforderliohen Messungen

durohgeführt und die Sohaltungsunterlagen erstellt.

Die Demontage des Reaktors STARK wurde abgesohlossen.

Für den FR2 ist duroh die Erstellung einer Energie-

noteinspeisung für die wiohtigsten Zu- und Abluft-

gebläse die Energieversorgung auoh bei Ausfall der

bestehenden Sohaltanlage siohergestellt. Für die Ver-

sorgung einer D20-Notkühlpumpe wurde für das betref-

fende Notstromaggregat eine Startautomatik, die bei

Energie- bzw. Steuerspannungsausfall wirksam wird,

eingebaut und erprobt. Die Ausrüstung der Kühltürme

mit neuen Holzeinbauten wurde duroh Fertigstellung

der letzten beiden Kühltürme im Frühjahr abgesohlos-

sen.

Im Bereioh der Heißen Meohanik wurden für Experiment

FR2/102 - Versuohe zum Brennstabversagen - die er-

sten vorbestrahlten Prüflinge instrumentiert und mon-

tiert.

Die Be- und Entladungen für Experiment FR2/89 - Be-

strahlung von Brennstoffplatten - wurden ohne störun-

gen durohgeführt.

Aufgrund wiederholt aUfgetretender Störungen war eine

Generalüberholung der Isotopenweohselanlage erforder-

lioh.

Alle Brennelementmontagen und -demontagen wurden ter-

mingemäß und ohne Störungen abgesohlossen.

Zentraler Manipulatorservioe

In den Instituten und Abteilungen des KfK sind der-

zeit oa. 240 Manipulatoren zu betreuen.

Leider konnte auoh im abgelaufenen Jahr kein geeig-

neter Raum für die Reparatur von Manipulatoren gefun-

den werden. In den Heißen Zellen wurden 14 Heiße Arme

naoh der Sohaffung eines provisorisohen Reparatur-

raumes repariert. In die neuen Betonierzellen der

FERAB wurden 4 Manipulatoren eingepaßt und eingeDaut.

Reparaturen an Sohwerlastmanipulatoren können auoh

weiterhin nur in der großen Deko-Box von ADB ausge-

führt werden.

Edelstahlreinigungsanlage

Die Edelstahlreinigungsanlage war auoh im Jahr 1977

mit Reinigungs-, Beiz- und Passivierungsarbeiten an

Edelstahl- und Leiohtmetallen gut ausgelastet.

Beteiligte Mitarbeiter mit Leitungsfunktionen:

Elektroteohnik

Ing. (grad.) T.Jungmann

Masohinenbau

Ing.(grad.) F.Dirks

~

J.Rattke