Häufig gestellte Fragen zur Sicherheit des Forschungsreaktors BER II

(Stand Januar 2017)

1. Wofür braucht man in Berlin einen Forschungsreaktor?

Der Forschungsreaktor BER II liefert Neutronen für wissenschaftliche Untersuchungen. Neutronen sind ungeladene Teilchen – Bausteine der Atomkerne - die sehr gut für Materialuntersuchungen geeignet sind. Man kann Neutronen wie einen Lichtstrahl bündeln und damit verschiedene Proben untersuchen. Eine Neutronenquelle ist wie ein großes Mikroskop, mit dem Forscher innere Eigenschaften von Materialien untersuchen können. Wissenschaftler vieler Disziplinen, etwa Biologen, Chemiker, Physiker, Medizinphysiker, Materialwissenschaftler und sogar Kunsthistoriker nutzen unseren Forschungsreaktor BER II für ihre Fragestellungen. Der Forschungsreaktor dient nicht der Entwicklung oder Erprobung von Kernenergie-Technik.

Die Forschung mit Neutronen liefert Erkenntnisse, die Wissenschaftler oft mit Hilfe von anderen Forschungsmethoden nicht erzielen können. Viele technische Innovationen beruhen auf der Grundlagenforschung mit Neutronen, die unter anderem am Berliner Forschungsreaktor seit Jahrzehnten mit teilweise weltweit einzigartigen Experimentierbedingungen betrieben wird.

Das HZB hat jedoch im Rahmen eines Strategieprozesses sein wissenschaftliches Profil verändert und entspricht dem Beschluss des Aufsichtsrates, die Neutronenquelle BER II Ende 2019 abzuschalten. Für unsere Nutzerinnen und Nutzer liegt der Fokus jetzt auf dem Betrieb und der Weiterentwicklung der Photonenquelle BESSY II.

2. Was unterscheidet den Forschungsreaktor BER II des Helmholtz-Zentrum Berlin von einem Kernkraftwerk?

Unser Forschungsreaktor BER II in Berlin-Wannsee ist mit einem Kernkraftwerk nicht vergleichbar. Er dient nicht dazu, Wärme und Strom zu produzieren. Wir verwenden die bei der Kernspaltung entstehenden Neutronen für die Forschung. Neutronen sind kleine, elektrisch neutrale Teilchen (siehe 1.).

Aufgrund des unterschiedlichen Zwecks ist auch die Bauweise unterschiedlich. Der Forschungsreaktor arbeitet bei niedriger Temperatur und bei Normaldruck. Das ist ein entscheidender Unterschied zu Kernkraftwerken, in denen bei hoher Temperatur und hohem Druck Dampf für die Stromerzeugung produziert wird. Im Gegensatz zu Kernkraftwerken besitzt der BER II daher keinen Reaktordruckbehälter, und die entstehende Wärme wird über Wärmetauscher und Kühltürme abgeführt. Zum Vergleich: Die Leistung des BER II beträgt 10 Megawatt. Die thermische Leistung eines durchschnittlichen Kernkraftwerks beträgt 3.000 bis 4.000 Megawatt.

3. Welche Brennelemente werden im Forschungsreaktor BER II eingesetzt?

Der BERII arbeitet mit sogenanntem LEU, das ist niedrig angereichertes Uran. Der Anteil des Isotops 235 beträgt weniger als 20%.

4. Welche Sicherheitsmechanismen gibt es, um den Betrieb des Forschungsreaktors zu überwachen und ggf. die Kernspaltung zu stoppen?

Der Forschungsreaktor hat automatische Abschaltsysteme, die bei allen Abweichungen von normalen Betriebszuständen eingreifen. Dies betrifft zum Beispiel den Ausfall von Mess- und Regeleinrichtungen. Hier greifen sofort andere Systeme ein oder der Reaktor wird abgeschaltet. Mit den Kontrollstäben, die bei Bedarf in den Reaktorkern fallen, kann die Kettenreaktion der Kernspaltung unmittelbar unterbunden werden (siehe auch Frage 6.).

5. Wie ist das Kühlsystem am BER II aufgebaut?

Der Forschungsreaktor ist ein so genannter „Schwimmbadreaktor“: In einem offenen Wasserbecken hängt der Kern des Reaktors. Er enthält zirka 7 Kilogramm spaltbares Uran 235, das für die Kernspaltung erforderlich ist. Jährlich verbraucht der Forschungsreaktor 2,5 Kilogramm dieses Urans. Zum Vergleich: Kernkraftwerke verbrauchen pro Jahr etwa 1,5 Tonnen spaltbares Uran. Das Wasser um den Reaktorkern hat drei Funktionen. Es verlangsamt die bei der Kernspaltung entstehenden Neutronen, die die Kettenreaktion aufrechthalten (es ist „Moderator“), dient der Kühlung und zur Strahlenabschirmung.

Diese Bauweise hat einen entscheidenden Vorteil: Da kein Druckbehälter vorhanden ist, herrscht im gesamten Becken Normaldruck. Die bei Kernkraftwerken üblichen hohen Temperaturen und großen Drücke treten nicht auf. Das Wasser im Becken erwärmt sich im Betrieb auf rund 40° Celsius. Die Wärme wird über Wärmetauscher abgegeben und im Kreislauf gepumpt. Kein Wasser gelangt nach außen.

6. Was passiert, wenn die Kühlung ausfällt?

Bei einem Ausfall der Stromversorgung fallen sofort Kontrollstäbe, die an Elektromagneten hängen, allein durch ihr Gewicht in den Reaktorkern und setzen damit den Reaktor außer Betrieb. Nach Stillstand der Kernspaltung genügt nur eine Minute zur aktiven Nachkühlung. Diese Minute wird durch den Nachlauf der Pumpen gewährleistet, die zudem mit Batterien abgesichert sind. Nach dieser einen Minute aktiver Kühlung reicht die natürliche Konvektion des Wassers (Bewegung der Wasserteilchen aufgrund des Temperaturunterschieds) aus, um die Nachwärme sicher abzuführen. Das heißt, es werden keine Pumpen zur Abfuhr der Nachwärme benötigt. Für den Fall eines Stromausfalls stehen trotzdem zwei Notstromdiesel zur Verfügung.

7. Wie wird der Forschungsreaktor BER II sicherheitstechnisch überprüft?

Die Aufsichtsbehörde, die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt, prüft regelmäßig die Sicherheit des Forschungsreaktors und bedient sich dabei unabhängiger Sachverständiger. Außerdem überprüfen jährlich Mitarbeiter der Europäischen Atomgemeinschaft (EURATOM) und der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEO) den Bestand an Kernbrennstoffen. Der Betrieb der Anlage unterliegt strengsten Sicherheitsauflagen.

8. Wo befinden sich die abgebrannten Brennelemente des BER II und wie werden sie entsorgt?

Es fallen deutlich weniger abgebrannte Brennelemente an als in einem Kernkraftwerk. Diese verbleiben bis zum Abtransport in einem Abklingbecken, wo ihre Leistung auf unter 40 Watt sinkt. Erst dann werden sie entsorgt. Der Abtransport verbrauchter Brennelemente erfolgt etwa alle zwei bis drei Jahre in dickwandigen Spezialbehältern. Bis Mai 2016 ist die Rückführung in die USA vertraglich geregelt. Für die danach bis zum Betriebsende (Ende 2019) anfallenden Brennelemente ist die Zwischenlagerung in Ahaus vertraglich vereinbart.

9. Welche Maßnahmen ergreift der Betreiber gegen terroristische Übergriffe?

Das gesamte HZB-Gelände wird ununterbrochen von einem Sicherheitsdienst bewacht. Ein unbefugtes Betreten des Campus, das unbemerkt bleibt, ist ausgeschlossen. Der Reaktor selbst und sein Umfeld werden zusätzlich und unabhängig von bewaffneten Sicherheitsmitarbeitern bewacht, die nach einschlägigen Vorschriften geschult und überprüft werden. Hier gilt schärfste Überwachung und Kontrolle des Zutritts.

10. Welchen Schutz bietet das Reaktorgebäude?

Der Forschungsreaktor ist nach den gültigen Sicherheitsbestimmungen gebaut. Diese sehen kein zusätzliches Gebäude-Containment vor. Das Gebäudedach ist eine ausgemauerte Stahlskelettkonstruktion, die innen mit Stahlplatten gasdicht ausgekleidet ist. Die Halle gewährleistet eine Abschließung von allen im Betrieb anfallenden Stoffen. In der Halle herrscht leichter Unterdruck, damit im Falle eines Risses die Luft nicht von innen nach außen strömt, sondern umgekehrt von außen nach innen. Das Reaktorbecken, das sich in der Halle befindet, ist seitlich von einer zwei Meter dicken Betonschicht eingeschlossen.

11. Welche Gefahr besteht, wenn der Forschungsreaktor unter der Flugroute des Flughafens Berlin Brandenburg liegt?

Vom neuen Flughafen Berlin Brandenburg (BER) „Willy Brandt“ startende Flugzeuge, die in der Nähe des BER II über Wannsee fliegen würden, hätten hier bereits eine Höhe von zirka 1,5 bis 2 Kilometern erreicht. Wie über jeder kerntechnischen Anlage in Deutschland besteht über dem BER II ein eingeschränktes Flugverbot bis zu zirka 700 Metern in der Höhe. Das eingeschränkte Flugverbot würde damit eingehalten.

12. Ist der Forschungsreaktor derzeit in Betrieb?

Der Forschungsreaktor arbeitet im üblichen Betriebsmodus: 3 Wochen Experimentierbetrieb im Wechsel mit einer Woche Wartungsarbeiten. Alle Maßnahmen am BER II erfolgen in enger Abstimmung und nach Genehmigung durch die zuständigen Behörden, die dafür Gutachten unabhängiger Experten einholt.

Bis Ende 2019 wird der Forschungsreaktor BER II nach diesem Modus betrieben, danach wird er laut Beschluss des Aufsichtsrates abgeschaltet.

13. Warum gab es Umbaumaßnahmen am BER II?

Die von Oktober 2010 bis März 2012 erfolgten Umbaumaßnahmen wurden viele Jahre im Voraus geplant und standen nicht in Zusammenhang mit der in den Medien diskutierten Sicherheitsüberprüfung (Stresstest). Einige Komponenten und Bauteile werden routinemäßig ausgetauscht. Dies ist notwendig, sobald eine bestimmte Menge Neutronen durch sie hindurchgeflossen sind. Die Wissenschaftler des HZB haben die Umbauzeit außerdem genutzt, um die wissenschaftlichen Instrumente zu verbessern und die Neutronenleiter so zu erneuern, dass an den Instrumenten bis zu fünfmal mehr Neutronen ankommen. Für die Wissenschaft ist dies eine enorme Verbesserung, die den BER II international konkurrenzfähig hält. Mit den neuen Experimentierplätzen wurde die Attraktivität des Berliner Wissenschaftsstandortes weltweit weiter gestärkt.

Im Jahr 2014 gab es noch einmal eine längere Betriebspause, während der eine Dichtungsschweißnaht entfernt wurde, die sich im Bereich der Trennwand zwischen den beiden Reaktorbeckenhälften befand. In dieser Schweißnaht wurden 2010 Schadstellen entdeckt, die seither sorgfältig beobachtet wurden. Es handelte sich um kein sicherheitsrelevantes Bauteil, trotzdem wurde 2013 beschlossen, die Schweißnaht ersatzlos zu entfernen.

Während dieser Betriebspause wurde außerdem der neue Hochfeldmagnet endmontiert und an seiner endgültigen Betriebsposition in der Neutronenleiterhalle aufgebaut. Der Hochfeldmagnet erzeugt ein 26 Tesla starkes Magnetfeld, was im Zusammenhang mit Neutronenforschung weltweit einmalig ist. Nur in Berlin können Proben unter Einwirkung eines so hohen Magnetfeldes mit Neutronen bestrahlt werden. Der Hochfeldmagnet wurde am 7. Mai 2015 eingeweiht und der Wissenschaftscommunity übergeben.

14. Welche Gefahr besteht, wenn der Forschungsreaktor unter der Flugroute des BBI liegt?

Auch für den BER II wurde 2012 ein so genannter Stresstest durchgeführt. Gemeint sind damit Analysen, wie sich ein Reaktor bei bestimmten Szenarien – etwa Stromausfall, Überschwemmung, Erdbeben – verhält. Solche Szenarien wurden für den Forschungsreaktor BER II betrachtet. Anschließend erfolgte eine Bewertung durch die zuständigen Behörden. In dieser haben die Gutachter der Anlage einen hohen Grad an Robustheit beschieden. Der BER II hat den vom Senat koordinierten Stresstest erfolgreich bestanden.

15. Warum gibt es einen Katastrophenschutzplan für den BER II?

Beim Betrieb des Forschungsreaktors entstehen unvermeidbar radioaktive Stoffe. Wir haben durch eine Vielzahl von Maßnahmen sichergestellt, dass diese in jeder Betriebsphase des Forschungsreaktors sicher eingeschlossen bleiben. Dennoch haben die Berliner und Brandenburger Behörden einen detaillierten Katastrophenschutzplan erstellt, um auch in einem äußerst hypothetischen, nur durch extreme Einwirkung von außen möglichen Schadensfall schnell, effektiv und zielgerichtet handeln zu können. Der Katastrophenschutzplan regelt die Aufgaben für alle beteiligten Behörden und Einrichtun-gen für den Fall, dass eine Freisetzung von radioaktiven Stoffen in die Umgebung befürchtet wird. Das HZB verteilt alle fünf Jahre eine Broschüre, in der die Bevölkerung in der Umgebung des Forschungsreaktors über den Katastrophenschutzplan informiert wird. Dies ist eine Vorschrift, die aus § 53 der Strahlenschutzverordnung folgt. Die letzte Verteilung der Informationsbroschüre erfolgte Ende 2014.

16. Warum befindet sich die Zentrale Landesammelstellestelle für radioaktive Abfälle auf dem HZB-Gelände in Wannsee?

Jedes Bundesland ist nach den Forderungen des Atomgesetzes verpflichtet, eine Landessammelstelle einzurichten, um die in seinem Gebiet angefallenen radioaktiven Abfälle ordnungsgemäß aufzubereiten und zwischenzulagern. Das Land Berlin hat dem Helmholtz-Zentrum Berlin den Auftrag zum Betrieb der Landessammelstelle für radioaktive Abfälle (ZRA) übertragen. In der ZRA lagern schwach- und mittelradioaktive Stoffe, die vor allem in der Medizin, der Industrie und der Forschung und Lehre anfallen. In der ZRA lagern keine Brennelemente aus dem Forschungsreaktor. Die abgebrannten Brennelemente werden in die USA zurück gebracht.

17. Kann man den Forschungsreaktor besichtigen?

Um einen sicheren Betrieb gewährleisten zu können, müssen die Bedienmannschaften konzentriert und ungestört arbeiten können. Der Forschungsreaktor BER II kann deshalb nur nach Voranmeldung besichtigt werden. Personen, denen eine Besichtigung ermöglicht wird, müssen sich einer Sicherheitsüberprüfung durch die zuständigen Stellen unterziehen.
Allerdings: Am jährlich stattfindenden Tag der Offenen Tür und während der Langen Nacht der Wissenschaften ermöglichen wir es interessierten Besuchern, an Führungen durch die Experimentierhallen um den Forschungsreaktor teilzunehmen. Unsere Wissenschaftler und Reaktor-Experten stehen Ihnen an diesem Tag für Fragen über die Anlage und die Sicherheitsvorkehrungen gern zur Verfügung. Wir freuen uns über Ihren Besuch!

18. Wie lange wird der Forschungsreaktor noch betrieben?

Der Wissenschaftsbetrieb am BER II soll bis zum 31.12.2019 fortgeführt werden. Danach stellt das HZB die Forschung mit Neutronen ein. Dies ist verbunden mit einer strategischen Neuausrichtung der Forschung. Ab 2020 fokussieren wir uns auf die Forschung mit Photonen und den Ausbau unserer Energieforschung. Im Mittelpunkt des Zukunftskonzepts steht die Ausrichtung des HZB zu einem modernen Energieforschungszentrum mit Schwerpunkt Materialforschung. Als erfolgreicher Betreiber von wissenschaftlichen Großgeräten werden wir dafür die Photonenquelle BESSY II weiterentwickeln und mittelfristig auch die Planungen für ein Nachfolgegerät BESSY III vorantreiben.