Magnox-Reaktor

Schema eines Magnox-Reaktors (englisch)

Brennstab eines Magnox-Reaktors

Der Magnox-Reaktor (Abkürzung für Magnesium nicht-oxidierend; engl. Magnesium Alloy Graphite Moderated Gas Cooled Uranium Oxide Reactor) ist einer der ersten kommerziell genutzten Kernreaktoren der Welt.

Aufbau

Magnox-Reaktoren gehören zur Gruppe der gasgekühlten Reaktoren (Gas Cooled Reactors; GCR). Als Moderator wird Graphit, als Kühlmittel das Gas Kohlendioxid (CO₂) verwendet. Die Brennelemente bestehen aus Natururan in metallischer Form. Den Namen hat der Reaktor vom Hüllrohrmaterial der Brennelemente erhalten. Magnox ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Magnesium besteht („magnesium non oxidizing“).

Alle Brennelementhüllen besitzen zur Verbesserung des Wärmeüberganges Verrippungen verschiedenster Art. Es wurden sogar rohrförmige Brennelemente entwickelt, welche von innen und außen gekühlt werden (vergleiche Heißdampfreaktor). Die Brennelemente sind in der Regel nicht länger als 1 m, wobei der Uranstab bis zu 3 cm dick sein kann.

Der Moderator besteht aus Graphit in Form großer Blöcke, die durch angeformte Nuten und Keile mit relativ großem Spiel verbunden sind. Die Graphitblöcke werden von zylindrischen Kanälen durchzogen, in die die Brennelemente eingebracht werden. Die Brennelemente selbst liegen mit mehreren Führungsleisten, den sogenannten Fins, an der Kanalwand an und werden senkrecht aufeinander gestapelt. Dadurch entstehen sektorförmige Querschnitte, durch die das Kühlgas strömen kann. Weitere Kanäle nehmen die Absorberstäbe für die Reaktorreglung auf.

Der gesamte Reaktorkern ruht mit seinem Gewicht von mehreren hundert Tonnen auf einem geschweißten Stahlrost. Da die Brennelemente während des Reaktorbetriebs mit speziellen Lademaschinen entnommen werden können, kann der Abbrand des Urans gezielt beeinflusst werden, was z. B. bei der Gewinnung waffenfähigen Plutoniums interessant sein kann. Aufgrund des sehr voluminösen Reaktorkerns mussten große Druckbehälter auf den Baustellen geschweißt werden. Später wurden in Frankreich Druckgefäße aus Spannbeton entwickelt.

Kernkraftwerke

Aufgrund der geringen Leistungsdichten arbeiten Magnox-Reaktoren in Kernkraftwerken sehr unwirtschaftlich und sind aus heutiger Sicht veraltet.

Magnox-Reaktoren im engeren Sinne wurden ausschließlich in Großbritannien gebaut. Sie sind überwiegend in den 1950er und 1960er Jahren ans Netz gegangen. Die Reaktoren in Berkeley, Bradwell, Calder Hall, Chapelcross, Dungeness, Sizewell A, Hunterston, Hinkley Point A und Trawsfynydd wurden alle stillgelegt. Nur die Kernkraftwerke Oldbury und Wylfa sind noch in Betrieb.

Das Magnox-Design wurde weiterhin im Kernkraftwerk Latina in Italien und im Kernkraftwerk Tōkai in Japan realisiert, beide Anlagen befinden sich heute nicht mehr im Betrieb. Der Experimental Power Reactor in Nordkorea wurde ohne britische Unterstützung basierend auf den freigegebenen Bauplänen der Magnox-Reaktoren des Kernkraftwerks Calder Hall gebaut und 2007 stillgelegt.^[1]

Die neun inzwischen stillgelegten UNGG-Reaktoren in Frankreich und Spanien weisen einen ähnlichen Aufbau wie die Magnox-Reaktoren auf, die Kernbrennstäbe sind dort jedoch mit einer Magnesium-Zirkonium-Legierung statt einer Magnesium-Aluminium-Legierung umhüllt.

Einzelnachweise

1. ↑ World Nuclear Association: Nuclear Power in Korea. 16. Dezember 2009, abgerufen am 26. Dezember 2009.