AVR (Jülich)

mini|Reaktorgebäude (sichtbar ist nur die Materialschleuse) Das Versuchskernkraftwerk AVR Jülich (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor Jülich)vgl. z. B. Versuchskraftwerk Jülich im Dezember 1969, spiegel.de, 24. Juli 2009 war der erste deutsche Hochtemperaturreaktor (HTR). Die Anlage diente der Stromerzeugung sowie der Erprobung eines neuen Reaktortyps; es war kein Forschungsreaktor zur Neutronenproduktion.

Der AVR basiert auf einem Konzept von Farrington Daniels, dem Erfinder von Kugelhaufenreaktoren, worauf auch die Bezeichnung „Daniels pile“ zurückgeht. Als geistiger Vater der AVR wird häufig Rudolf Schulten bezeichnet.

Die Anlage steht in Jülich unmittelbar neben dem Gelände des Forschungszentrums Jülich (FZJ) auf einer vom Land Nordrhein-Westfalen durch Erbbaurecht zur Verfügung gestellten Fläche. Betreiber und Eigentümer war ein Konsortium von 15 kommunalen Elektrizitätsunternehmen. Der AVR hatte eine elektrische Nettoleistung von 13 Megawatt und wurde von 1966 bis 1988 betrieben. Im Verhältnis zur Nennleistung ergibt die über 7167 Tage Laufzeit eingespeiste Strommenge von 1506 GWh einen Kapazitätsfaktor von rund 67,3 % – ein Wert, der mit damaligen kommerziellen Reaktoren vergleichbar ist, jedoch weit unterhalb heute erreichbarer Werte liegt. Der Median der Welt-Reaktorflotte im Jahr 2019 lag bei 85,9 %.https://www.iaea.org/newscenter/news/iaea-releases-2019-data-on-nuclear-power-plants-operating-experience Es traten mehrere Defekte und Störfälle auf; Kritiker sehen Indizien, dass der Reaktor sogar havariert ist. Der AVR-Betrieb und mögliche Gefährdungen beim Betrieb wurden 2011 bis 2014 von externen Experten untersucht; laut Abschlussbericht vom April 2014 gab es gravierende verheimlichte Probleme und Fehlverhalten. Zum Beispiel manipulierten im Jahr 1978 Techniker die Reaktorsteuerung bewusst so, dass eine Notabschaltung des Reaktors vermieden wurde; erst sechs Tage nach Beginn eines Störfalls fuhren sie den Reaktor herunter.spiegel.de vom 27. April 2014: Jülich-Gutachten: Betreiber sollen Reaktor-Pannen vertuscht haben; Aachener Nachrichten; Blindflug durch ein hochgefährliches Experiment FZJ und AVR räumten 2014 öffentlich Versäumnisse ein.

Der Rückbau des AVR gilt als außergewöhnlich schwierig, langwierig und kostenintensiv. Da die Betreiber sich überfordert zeigten, werden Rückbau und Entsorgung von staatlichen Stellen in Auftrag gegeben und bezahlt. 2003 wurde die öffentliche Hand auch formal Eigentümer des AVR und seines Atommülls. Seit 2009 führt die Zwischenlagerung von 152 Castoren mit AVR-Brennelementen im FZJ-Castorenlager zu Kontroversen: Seine Genehmigung lief 2013 aus, da ausreichende Sicherheitsnachweise nicht erbracht werden konnten und es einen Stresstest nicht bestand; es wurde bis Mitte 2014 behördlicherseits geduldet. Am 2. Juli 2014 erließ die Atomaufsicht eine Räumungsanordnung für das Zwischenlager. Es wurde 2014 mit einer massiven Betonmauer zum Schutz gegen terroristische Flugzeugabstürze versehen. Seit 2012 laufen Planungen, die AVR-Castoren wegen des außerordentlich großen Entsorgungsaufwandes in die USA zu exportieren. 2015 ermittelte die Staatsanwaltschaft gegen das Forschungszentrum Jülich wegen des Verdachts des unerlaubten Umgangs mit Kernbrennstoffen in Zusammenhang mit den AVR-Castoren. Die Staatsanwaltschaft plädierte für den Freispruch.

Geschichte

1956 wurde eine Interessengemeinschaft zur Bauvorbereitung des AVR ins Leben gerufen. 1959 wurde daraus die „Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH“ (AVR GmbH), ein Konsortium aus 15 lokalen Elektrizitätsversorgern unter Führung der Stadtwerke Düsseldorf als Bauherr und Betreiber (weitere Gesellschafter u. a. Stadtwerke Aachen, Bonn, Bremen, Hagen, Hannover, München, Wuppertal). Die Machbarkeit und Funktionsfähigkeit eines gasgekühlten, graphit-moderierten Hochtemperaturreaktors zur Stromerzeugung sollte demonstriert werden. Gebaut wurde der AVR ab 1961 von BBC und Krupp. Die AVR-Planung sowie der Bau erfolgten auf fast rein industrieller Basis, bis 1964 unter Leitung von Rudolf Schulten. Es gab finanzielle Unterstützung des Bundes. Die Voraussetzungen zum Bau des AVR wurden wesentlich von Leo Brandt geschaffen.B. Mittermaier, B. Rusinek: S. 20 ff

Ab 1964 (in diesem Jahr wurde Schulten Institutsleiter des FZJ) begann das FZJ, sich verstärkt dem Kugelhaufenreaktor zu widmen. 1966 wurde der AVR erstmals kritisch, 1967 speiste das Kraftwerk erstmals Strom in das öffentliche Stromnetz. Angaben zu den Baukosten schwanken zwischen 85 und 125 Mio. DM (aufsummiert während der Bauzeit, ohne Inflationsausgleich).U. Kirchner Der Hochtemperaturreaktor Campus Forschung Bd. 667 (1991) Die AVR GmbH war bis 2003 zwar formal eine eigenständige Gesellschaft, de facto aber ab ca. 1970 abhängig vom FZJ: Das FZJ zahlte hohe Betriebskostenzuschüsse an die AVR GmbH, um den Weiterbetrieb zu sichern, da der im AVR erzeugte Strom nur einen kleinen Teil der Betriebskosten deckte. Mitte der 1970er Jahre etwa standen 3 Mio. DM Stromerlös pro Jahr Betriebskosten ohne Brennstoffver- und -entsorgung von 11 Mio. DM pro Jahr gegenüber.Wird Jülichs Reaktor zur Atomruine? Welt am Sonntag, 9. Juli 1978 Zur Unterstützung des AVR durch FZJ gehörte auch die Beschaffung und die Rücknahme der Brennelementkugeln: FZJ war und blieb bis 1. September 2015 Besitzer der AVR-Brennelemente. In Verträgen zwischen AVR GmbH und FZJ wurden Einzelheiten des AVR-Betriebs festgelegt. Außerdem wurde der AVR-Betrieb vom FZJ wissenschaftlich begleitet.

In den ersten Jahren wurde der AVR mit Kühlgasaustrittstemperaturen von 650 °C bis 850 °C, von Februar 1974 bis Ende 1987 nominell bis 950 °C betrieben. Die letztgenannten hohen Temperaturen werden in Jülich als Weltrekord für Nuklearanlagen bezeichnet, wurden aber im US-amerikanischen Testreaktor UHTREX weit übertroffen. Sie sollten die AVR-Eignung für Kohlevergasung demonstrieren und damit zu einer längerfristigen Perspektive für die Kohleförderung in NRW beitragen.Schulten will die Kohle retten. 1980 wird das 'Schwarze Gold' mit Reaktorwärme zu Industriegas werden. Westfälische Nachrichten vom 3. Juli 1968 Der geplante elektrische Wirkungsgrad von 38 % konnte trotz der erzielten hohen Gastemperaturen nicht erreicht werden (realer Wirkungsgrad brutto 32 %, netto 29 %), vermutlich aufgrund von Gasbypässen um den Dampferzeuger. Nach Entdeckung von AVR-Kernbereichen mit stark überhöhten Temperaturen durften im letzten Betriebsjahr allerdings 810 °C nicht mehr überschritten werden. Die geplante Umwandlung des AVR in eine Anlage zur KohlevergasungUmbau des AVR Reaktors zu einer Prozesswärmeanlage: Ergebnisse der Vorplanung. Interner Bericht KFA Jülich (1985) wurde nicht bewilligt, ebenso wenig wie der Bau eines fortgeschrittenen AVR-II in Jülich. Nach 21 Betriebsjahren wurde der Reaktor am 31. Dezember 1988 abgeschaltet. Insgesamt produzierte er rund 1,7 Milliarden Kilowattstunden Strom (brutto)Heinsberger Nachrichten, 26. November 2008 und speiste 1,5 Milliarden Kilowattstunden Strom ins öffentliche Netz ein. Eine Rückschau zum Versuchsbetrieb des AVR aus Sicht der Befürworter dieser Technologie legte der VDI 1990 vor.VDI-Society for Energy Technologies (Publ.), AVR-Experimental High-Temperature Reaktor – 21 years of successful operation for a future technology, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf 1990 Nach Einschätzung von Kritikern entspricht der Zustand des AVR zu Betriebsende dem eines havarierten Reaktors mit Kernschaden. Die Strontiumkontamination im Reaktorbehälter ist danach vergleichbar derjenigen des TMI-Reaktors nach dessen Kernschmelze.Rainer Moormann: , Redemanuskript vom 8. März 2014

Das Stilllegungskonzept wurde in den Folgejahren von „Sicherer Einschluss“ über „Entkernung“ in „vollständiger Abbau“ geändert. Dazu wurde die AVR im Jahr 2003 in das bundeseigene Unternehmen Energiewerke Nord (EWN), heute EWN Entsorgungswerk für Nuklearanlagen GmbH, integriert, welches sich auf den Rückbau von Kernkraftwerken spezialisiert hat. Vorausgegangen war dem ein Gutachten des Bundesrechnungshofs, welches massive Kritik am mangelnden Fortschritt des AVR-Entsorgungsprojekts 1989–2002 unter Jülicher Leitung übte und andere Projektverantwortliche als FZJ und AVR empfahl. Der EWN-Vorstandsvorsitzende sah mit dem AVR-Abriss eine der bisher schwierigsten Aufgaben auf seine Firma zukommen. Süddeutsche Zeitung vom 15. Februar 2003 Derzeit laufen Vorbereitungen für die vollständige Beseitigung der Anlage. Im Jahr 2006 wurde eine 60 × 40 Meter große Materialschleuse aus Stahl vor dem Reaktorgebäude errichtet, um das Ausschleusen des Reaktorbehälters zu ermöglichen.

Laut Zeitplänen aus dem Jahr 2009 sollten bis zum Jahr 2015 die Rückbauarbeiten beendet und der Zustand „Grüne Wiese“ hergestellt sein,Deutsches Atomforum e. V.: Jahresbericht 2008 – Zeit für Energieverantwortung. Berlin 2009, . Seite 32 während der Reaktorbehälter 200 m entfernt für mindestens 60 Jahre zwischengelagert wird. Aktuell (2014) wird erst 2022 mit Beendigung der Sanierung des AVR-Geländes gerechnet.Rene Benden: Atomreaktor ist bereit für den Umzug. Aachener Nachrichten vom 4. April 2014; Kurzfassung: https://www.aachener-nachrichten.de/lokales/juelich/avr-reaktor-vor-umzug-ins-zwischenlager-1.798583 Aufgrund der hohen Kontamination des Kühlkreislaufs bereitet der Rückbau erhebliche Probleme. Im Jahr 2000 räumten die Betreiber ein, dass die β-Kontamination (90Sr) des AVR-Reaktors sogar die höchste aller Reaktoren und Nuklearanlagen weltweit ist und zudem noch in der ungünstigsten Form, nämlich staubgebunden vorliegt.Mark Hibbs, Decommissioning costs for German Pebble Bed Reactor escalating, NUCLEONICS WEEK, Vol. 43, No. 27, S. 7 (July 2002) Ebenfalls außergewöhnlich hoch und hinderlich bei der Entsorgung ist der Gehalt an langlebigem 14C, welcher durch umfangreiche Verwendung verunreinigten, aber billigen Kohlesteins statt Graphit und durch einen sorglosen Umgang mit Stickstoff im Reaktorbetrieb entstand (s. hier), sowie an 137Cs, 60Co und Tritium.

Aufbau 300px|mini|Aufbau des AVR-Reaktors