ZEEP

Chalk River Laboratories

Die Chalk River Laboratories (Abkürzung Chalk River Labs^[1] bzw. CRL^[2], früher Chalk River Nuclear Laboratories^[3]) sind eine kanadische Forschungsanlage im Renfrew County am südlichen Ufer des Ottawa River in Ontario, Kanada, etwa 160 km nordwestlich von Ottawa.^[4][1] Die Anlage leitet ihren Namen ab vom nahe gelegenen Chalk River, einem Nebenfluss des Ottawa River, an dem sich die Labors befinden.^[5] Der Eigentümer und Betreiber ist Atomic Energy of Canada Limited (AECL).^[4]

Nutzung

In der Anlage gibt es zahlreiche Einrichtungen, rund 160 Gebäude auf einer Fläche von ca. 40 Quadratkilometern. Weitere Aktivitäten in den Chalk River Laboratories sind Brennstoffherstellung, Forschung, und die Entsorgung und Lagerung radioaktiver Abfälle. AECL hat bereits Anlagen zur Produktion von medizinischen Radioisotopen gebaut und nimmt derzeit weitere solche Anlagen in Betrieb. Diese Einrichtungen, die noch nicht in Betrieb sind, bestehen aus zwei Nicht-Leistungsreaktoren (MAPLE 1 und MAPLE 2) und einer Verarbeitungsanlage. Abfälle aus dem Betrieb werden vor Ort langfristig gelagert. Diese Bereiche werden auch mit radioaktiven Abfällen aus anderen Einrichtungen (z. B. Radioisotopherstellern und -Anwender, Krankenhäuser, Universitäten und Industrie-Anlagen) in ganz Kanada beliefert. Die CNSC hat Vollzeit-Mitarbeiter in den Chalk River Laboratories zur Durchführung von Kontrollen, Bewertung der Aktionen, und Verifizierung der Einhaltung der regulatorischen Anforderungen und Lizenz-Bedingungen.^[4]

Wissenschaftler und Ingenieure betreiben Forschung und Produktentwicklung. Die CANDU-Reaktor-Technologie wird in der Anlage weiter entwickelt. In der Anlage forscht man auch in Physik, Metallurgie, Chemie, Biologie und Technik. Umwelt-Wissenschaftler und ein strenges Umweltschutz-Programm stellen sicher, dass die Auswirkungen der Vorgänge in der Anlage unerheblich für die Gesundheit und das Wohlbefinden der Mitarbeiter, der Öffentlichkeit und die Umwelt sind. Der National Research Universal (NRU)-Reaktor, einer der weltweit vielseitigsten Forschungsreaktoren, wurde von den Chalk River Laboratories seit 1957 betrieben. NRU ist Kanadas einziger bedeutender Material- und Kernbrennstoff-Test-Reaktor zur Unterstützung und Förderung des CANDU-Designs. Er produziert auch Neutronen. Der NRU produziert auch die Mehrheit der weltweit verwendeten medizinische Isotope, die in der Diagnose und Behandlung von lebensbedrohlichen Erkrankungen verwendet werden; zur Behandlung von mehr als 21 Millionen Menschen in 60 Ländern in jedem Jahr. NRU generiert allerdings keinen Strom, sondern testet die Kraft- und Brennstoffe sowie die Materialien für CANDU-Reaktoren, die auf der ganzen Welt gebaut werden und eine wichtige, CO₂-freie Energiequelle sind.^{[1][2][4][6][7]} Im NRU-Reaktor können Wissenschaftler z. B. Stahl, biologische Gewebe oder Supraleiter entdecken.

Ursprünglich wurde die Anlage nach dem Zweiten Weltkrieg für atomare Forschungen gebaut, die Labors waren ursprünglich Teil des National Research Council of Canada. 1952 wurde die Anlage von Atomic Energy of Canada übernommen. Die Labors bestehen aus 100 Gebäuden, die auf einem Quadratkilometer Fläche gebaut wurden und 2000 Menschen beschäftigen. Der National Research Council betreibt ein Programm in den Chalk River Laboratories. Die produzierten Neutronen werden für eine Forschungs-Neutronenstreuung verwendet. Der NRU-Reaktor ist Kanadas größte und produktivste wissenschaftliche Einrichtung. Es ist auch die Test-Anlage von Kanadas Nuklearindustrie. Diese Industrie könnte heute ohne die Anlagen im NRU-Reaktor nicht existieren.^[1]

Die Chalk River Labs sind nach wie vor eine AECL-Anlage und werden als Forschungs- (in Partnerschaft mit dem NRC) und Produktionsanlage (AECL) zur Unterstützung der anderen kanadischen Elektro-Versorgungsunternehmen betrieben.^[8]

Geschichte

Durch den National Research Council of Canada wurde der Standort für die ersten kanadischen Kernreaktoren ausgewählt. Vom kanadischen Minister C.D. Howe wurde der Standort im August 1944 genehmigt. Im Oktober 1944 waren 350 Männer vor Ort, um Bäume und Farmen an den Ufern des Ottawa River zu beseitigen und den Bau von Straßen, Wasserleitungen und grundlegender Infrastruktur zu übernehmen. Innerhalb eines Jahres gab es über 3.000 Arbeiter bei der Labor-Anlage. In den Chalk River Laboratories ging am 5. September 1945 der erste Kernreaktor außerhalb der USA in Betrieb. Es war bekannt als Zero Energy Experimental Pile (ZEEP).^[9]

Die Anlage entstand aus einer Zusammenarbeit von 1942 zwischen britischen und kanadischen Forschern, die ein Forschungslabor in Montreal im Rahmen des National Research Council of Canada (NRC) zum Ziel hatte. 1944 wurden die Chalk River Labs wurden eröffnet und im September 1945 konnte der erste Kernreaktor außerhalb der Vereinigten Staaten in Betrieb gehen. 1946 schloss die NEU das Labor in Montreal und fokussierte ihre Ressourcen auf die Anlage Chalk River. 1952 wurde die Atomic Energy of Canada Limited (AECL) von der Regierung zur Förderung der friedlichen Nutzung der Kernenergie gegründet. AECL übernahm auch den Betrieb der Chalk River Labs. Während der gesamten 1950er-2000er-Jahre wurden von der AECL verschiedene Forschungsreaktoren für die Herstellung von nuklearem Material für medizinische und wissenschaftliche Anwendungen in Betrieb genommen. Die Chalk River Labs sind auch der Standort des ersten Kernkraftwerkes Kanadas, eine Partnerschaft zwischen AECL und der Hydro_Electric Power Commission von Ontario, das 1962 ans Netz ging. Dieser Reaktor war eine Demonstration des CANDU-Designs.^[5]

Reaktoren

Der Reaktor ZEEP ging 13 Jahre nach der Entdeckung der Neutronen in Betrieb. Der National Research Council of Canada wollte in den Chalk River Laboratories Kenntnisse über den Kernspaltungsprozess gewinnen. ZEEP war ein sehr einfaches Design des Reaktors. Ein großer leerer Tank mit einer Rohrleitung an der Unterseite bildeten die Basis: einen vertikalen Zylinder ca. zwei Meter im Durchmesser und fast drei Meter hoch. In diesem Tank wurden Brennstäbe montiert, das Uran wurde gestapelt innerhalb von Alu-Rohren. Die letzte erforderliche Komponente war ein Moderator, der die schnellen Neutronen abbremst. Im ZEEP wurde schweres Wasser als Moderator gewählt. Schweres Wasser ist etwa 10 % schwerer als "normales" Wasser und als Moderator gut geeignet. So wurde die Kettenreaktion der Kernspaltung gestartet, indem schweres Wasser durch die Rohrleitung hoch in den Tank gepumpt wurde. Die Wissenschaftler verwendeten ZEEP, um besser zu verstehen, wie Reaktorkerne funktionieren. Es war ein Low-Power-Experiment, das weniger als 10 Watt Wärme lieferte. Auch der NRX-Reaktor, die leistungsstärkste Forschungseinrichtung ihrer Tage steht in den Chalk River Laboratories. ZEEP wurde gebaut, um das Design des NRX-Reaktors zu entwerfen. Der NRX war in Bau, als ZEEP fertig gestellt wurde.^[10]

Der NRX-Reaktor war das Hauptziel, als die Chalk River Laboratories Mitte der 1940er-Jahre gebaut wurden. Im NRX-Reaktor ereignete sich am 12. Dezember 1952 ein schwerer Unfall.

Das Design des NRU-Reaktors wurde ab 1949 entworfen. 1957 wurde der NRU-Reaktor fertiggestellt. Er hatte 200 Millionen Watt Leistung; erneut wurden die Chalk River Labs weltbekannt. Die Abkürzung NRU wird heute wie der Name des Reaktors verwendet. Ursprünglich wurde der Reaktor National Research Universal reactor genannt. NRU ist eine nationale Einrichtung. Der Reaktor ist eine Neutronenquelle für Wissenschaftler in ganz Kanada. Durch den NRU wurden die grundlegenden Kenntnisse für die Entwicklung von Kanadas Flotte mit CANDU-Kraftwerken gewonnen. Der Reaktor ist ein Mehrzweck-Reaktor^[11] Der Reaktor hat eine Leistung von 125 MW und dient als Neutronenquelle.^[12]

Sonstiges

Auf dem Gelände befindet sich auch das Canadian Neutron Beam Centre (NRC-CNBC).^[13]

Die nuclear power demonstration waste management facility in Rolphton, Ontario, die sich im Besitz von AECL befindet, besteht aus einem Kernreaktor (Kernkraftwerk Rolphton NPD), der zwischen 1962 und 1987 in Betrieb war und nun stillgelegt wurde. Verschiedene nicht-nukleare Einrichtungen vor Ort sind inzwischen abgerissen. Die radioaktiven Teile können nicht wiederaufbereitet oder recycelt und auch nicht wie normaler Abfall gelagert werden. Radioaktive Abfälle aus dem Reaktor wurden zu einer Atommüll-Management-Anlage in den Chalk River Laboratories gebracht.^[4]

Seit der Gründung 1944 als Teil der alliierten Kriegsziele zur Entwicklung der Atombombe, sind die Chalk River Laboratories der am meisten kontaminierte Nuklearstandort Kanadas und bedrohen die Trinkwasserversorgung von Millionen von Kanadiern, auch die Bewohner der Hauptstadt Ottawa. Neben den Forschungs-Aktivitäten werden auch radioaktive Abfälle entsorgt, der größte Bestand an radioaktiven Abfällen Kanadas befindet sich in den Chalk RiverLabs. Dabei handelt es sich sowohl um feste als auch um flüssige niedrig-, mittel- und hochradioaktive Abfälle. Während den ersten Betriebsjahren, wurden radioaktive Abfälle sorglos handgehabt, so wurde die Baustelle radioaktiv kontaminiert. AECL gab bekannt, dass die Reinigung der Chalk River Laboratories in den nächsten 300 Jahren, schätzungsweise 2,6 Milliarden Dollar kosten würde. Die Bundesregierung gab AECL 17,5 Milliarden Dollar in den vergangenen 50 Jahren, um das Programm zur Forschung und zum Design der CANDU-Reaktoren zu betreiben.^[14]

Daten der Reaktoren

In den Chalk River Laboratories wurden bzw. werden folgende Reaktoren betrieben oder sind in Bau^[15]:

Reaktor[15]	Reaktortyp	thermische Leistung	Baubeginn	Betriebsaufnahme	Stilllegung
MAPLE 1	TANK IN POOL	10.000 kWt	10.10.1997	-	-
MAPLE 2	TANK IN POOL	10.000 kWt	01.01.1997	-	-
NRU	Schwerwasserreaktor	135.000 kWt	01.01.1952	03.11.1957	-
NRX	Schwerwasserreaktor	42.000 kWt	01.01.1944	22.07.1947	30.03.1993
PTR	Leichtwasserreaktor	0,1 kWt	01.05.1956	01.11.1957	05.10.1990
ZED-2	TANK	0,2 kWt	01.12.1958	01.09.1960	-
ZEEP	Schwerwasserreaktor	0,0 kWt	01.01.1945	01.09.1945	10.10.1970

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Chalk River Labs (englisch)
2. ↑ ^{a b} Nuclear Science - Chalk River Laboratories (englisch)
3. ↑ Chalk River Laboratories (scientific organization) (englisch)
4. ↑ ^{a b c d e} Chalk River (englisch)
5. ↑ ^{a b} NationMaster - Encyclopedia: Chalk River (englisch)
6. ↑ The NRU Reactor (englisch)
7. ↑ The NRU Reactor - 1947: NRX (englisch)
8. ↑ NationMaster - Encyclopedia: Chalk River (englisch)
9. ↑ The NRU Reactor - Canadian Beginnings (englisch)
10. ↑ The NRU Reactor - 1945: ZEEP (englisch)
11. ↑ The NRU Reactor - 1957: NRU (englisch)
12. ↑ Neutronenquellen
13. ↑ Directions to the Chalk River Laboratories - National Research Council Canada (englisch)
14. ↑ Sierra Club of Canada - Clean Up Chalk River! (englisch)
15. ↑ ^{a b} Research Reactor Database der IAEA (englisch)

Weblinks

• Website des NRU-Reaktors (englisch)
• RTDF: Chalk River Laboratories (englisch)

Siehe auch

• NRX-Reaktor
• Liste der Kernreaktoren in Kanada