CH705099A2

CH705099A2 - Kernreaktor, unterirdisch in einer Kaverne angelegt.

Info

Publication number: CH705099A2
Application number: CH01114/11A
Authority: CH
Inventors: Bjoern Sigurd Rump
Original assignee: Bjoern Sigurd Rump
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-07-02
Publication date: 2012-12-14
Also published as: US20140161217A1; US9812227B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor (1), der unterirdisch in einer Kaverne im Fels (4) angelegt ist. Durch die Auslegung von Kernreaktoren in unterirdischen Kavernen werden die Risiken des Betriebes und des Austrittes von radioaktiven Spaltprodukten bei internen Unfällen, äusserlichen Angriffen und Naturkatastrophen wesentlich verringert.

Description

[0001] Enorm viel ist erfunden worden, um die Sicherheit von Kernreaktoren zu erhöhen. Die diese Erfindung geht das Problem von einer bisher kaum beachteten Seite an. Die bekannten Unfälle waren durch die Ausbreitung von radioaktiven Spaltprodukten mit längerer Halbwertszeit speziell langzeitlich äusserst schädlich. Aber erst der zweite schwere Unfall von Kernreaktoren in Fukushima bewies, dass die heutigen Sicherheitsmassnahmen für Kernreaktoren nicht genügend Sicherheit bieten.

[0002] Die hier vorgeschlagene Lösung versucht, die Ausbreitung radioaktiver Spaltprodukte auf ein Minimum, wenn nicht gänzlich, auszuschalten.

[0003] Durch Konstruktion zukünftiger Reaktoren im Untergrund oder in Felskavernen kann der Ausbruch nach einem GAU fast ganz eliminiert werden.

[0004] GAU können durch äussere oder innere Unfälle ausgelöst werden. Die Gefahr durch äussere Angriffe wird fast total vermieden. Erstens ist eine unterirdische Anlage viel schwieriger durch feindliche Flieger oder Raketen zu lokalisieren. Zweitens braucht es enorm viel mehr Energie, durch einen natürlichen, mehrere Meter dicken Schutzschild aus Fels und/oder Sedimentschichten so zu durchdringen, dass der eigentliche Schutzmantel aus Beton und/oder Stahl leck wird und im schlimmsten Fall zum Austritt von radioaktivem Material erlaubt.

[0005] Von internen, terristischen Angriffen ist ein so konzipierter Reaktor auch extrem viel schwieriger anzugreifen. Ein einziger unterirdischer Zugang ist sehr effizient kontrollierbar. Sogar wenn Terroristen den Reaktor zum GAU triggern (Tschernobyl), ist bei korrekter Auslegung des natürlichen Schutzschildes ein Ausbruch von radioaktiven Material ausgeschlossen.

[0006] Es ist von weiterem Vorteil, dass man in der Kaverne den Schutzmantel aus Stahl 2 aufbaut. Zwischen diesem und der Kavernen-Wand 5 und dem Stahlmantel 2 ist ein Volumen 3 zu planen, welcher nach Fertigstellung des Schutzmantels mit Beton aufgefüllt wird. Der Mindest-Abstand zwischen dem Stahlmantel und der Kavernenwand wird so berechnet, dass der bei einem Kernunfall im Stahlmantel auftretende Gasdruckanstieg effizient auf das Gestein der Kaverne übertragen wird. Der Stahlmantel wird so berechnet, dass er vor allem auftretenden Gasen und Flüssigkeiten (Wasser) mit Spaltprodukten belastet, das Eindringen in den Fels der Kaverne verunmöglicht.

[0007] Vor dem Einbringen des Betons ist es vorteilhaft in von den Sicherheitsvorschriften verlangten Abständen ausserhalb des Stahlmantels Hohlräume 6 in Stahlumhüllungen anzubringen, welche mit den nötigen Messgeräten und Sonden bestückt sind. Verbindungsrohre zwischen den Hohlräumen werden schon vor dem Ausgiessen mit Beton mit den nötigen Messkabeln verbunden. Diese Vorkehrungen erlauben eine zusätzliche Überwachung auch bei Normalbetrieb. Bei einem Unfall kann so die Kondition, speziell die Dichtigkeit, des Schutzmantels geprüft werden und über weitere Massnahmen zur Verhinderung vom Austreten von gefährlichen Stoffen entschieden werden.

[0008] Je nach der mechanischen Festigkeit und Dichtigkeit des Kavernengesteines 4 ist es vorteilhaft, vor dem Ausgiessen mit Beton die Kavernenwände 5 mit in der vom Tunnelbau bekannten Weise vollständig abzudichten. Bei nicht sehr dichtem Felsmaterial kann es nützlich sein, an den Kavernenwänden Rohrsysteme 7 anzubringen, durch welche nach dem Ausgiessen mit Beton es erlauben, mit den vom Fachmann bekannten Dichtungsmitteln, zu injizieren, um eventuell verbleibende Undichtigkeiten des Felsenmaterials möglichst vollständig zu kolmatieren.

[0009] Im Übrigen ist dem Fachmann bekannt, die weiteren Auslegungen so zu planen, wie es der spätere Reaktorbetrieb erfordert.

[0010] Abbildung 1. <tb>1.<sep>Reaktor <tb>2.<sep>Stahlmantel <tb>3.<sep>Zwischenraum <tb>4.<sep>Fels <tb>5.<sep>Kavernen Wand <tb>6.<sep>Für die Aufnahme von Messgeräten ausgesparte Volumen <tb>7.<sep>Leitungen zum Injizieren von Dichtungsmitteln

Claims

1. Konstruktion von Kernreaktoren d.d.g.. dass diese unterirdisch in einer Kaverne angelegt werden, wobei diese zum Schutz vor Ausbruch von radioaktivem Material durch eine Schicht von genügend dickem Material aus Fels und/oder Sedimenten allseitig umgeben werden. Dem Fachmann ist es möglich, je nach den geologischen Umständen, die für den gewünschten Sicherheitsgrad nötige Dicke der Schutzschicht zu berechnen.

2. Dimensionierung der Kaverne d.d.g., dass diese so bemessen wird, dass sie den Reaktor-Schutzmantel beinhalten kann.

3. Konstruktion von Kernreaktoren d.d.g., dass nach der Erstellung der Kaverne in dieser der Reaktor-Schutzmantel aus Stahl montiert werden kann.

4. Auslegung der Kavernen-Dimension und des vorgesehenen Schutzmantels aus Stahl d.d.g., dass zwischen den Wänden der Kaverne und dem Schutzmantel allseitig genügend Abstand besteht, dass dieser, von einem Fachmann berechneten Abstand, nach Fertigstellung des Schutzmantels allseitig mit Beton ausgefüllt wird.

5. Vor dem Ausfüllen des Zwischenraumes nach Anspruch 4, ist es der Sicherheit entsprechend nötig, die Kavernenwände d.d.g. mit vom Tunnelbau bekannten Dichtungsmitteln vollständig abzudecken.,

6. Vor dem Ausfüllen des Zwischenraumes nach Anspruch 4, kann dieser mit, durch Leitungen verbundene Gefässen ausgestattet werden d.d.g., dass diese vom Fachmann so ausgelegt und dimensioniert werden, dass die Gefässe die zur ständigen Überwachung der physikalischen Bedingungen während dem Reaktorbetrieb, z. B. wie Temperatur und Strahlenintensität, ausgerüstet werden.

7. Weiter ist es vorteilhaft, vor dem nach Anspruch 4 beschriebenen Ausfüllen mit Beton, die Kavernenwände mit Leitungssystemen zu beklebten, welche d.d.g. sind, dass durch diese nach dem Erhärten des Betons in vom Fachmann bekannter Weise, unter Druck mit flüssigen Dichtungsmitteln gefüllt werden können. Die Leitungen sind felsseitig mit Öffnungen versehen, die so ausgelegt werden, dass durch diese es dem Dichtungsmittel erlauben, im Fels eventuell noch vorhandene Porosität abzudichten.