Ingenieuren gelingt Meilenstein bei kleinen Atomkraftwerken

Dem britischen Unternehmen Sheffield Forgemasters hat ein Meilenstein in der Schweißtechnologie von kleinen, modularen Atomreaktoren (SMR, Small Modular Reactors) erreicht. Das Unternehmen konnte den gesamten nuklearen Behälter einer SMR-Demonstrationsalage innerhalb eines Tages zusammenschweißen. Für die Arbeit braucht man normalerweise ein Jahr.

Mit einem Durchmesser von 3 Metern und einer Wanddicke von 200 Millimeter ist das Schweißen eines solchen Behälters eine extreme Herausforderung. "Wir freuen uns, dass wir einen wichtigen Meilenstein erreicht haben, indem wir zum ersten Mal in dieser Größenordnung das Elektronenstrahlschweißen mit 100-prozentigem Erfolg und ohne Defekte eingesetzt haben", sagt der beteiligte Forscher Jesus Talamantes-Silva in einer Aussendung.

➤ Mehr lesen: Großbritannien will 23 Milliarden Euro in Mini-Atomreaktoren investieren

Fortschrittliches Elektronenstrahlschweißen

Sheffield Forgemasters ist das einzige Unternehmen in Großbritannien, das in der Lage ist, solche großen Schmiedestücke für Kernreaktoren herzustellen. Beim Elektronenstrahlschweißen werden Elektronen durch Hochspannung beschleunigt und auf das zu schweißende Material geschossen. Der Prozess findet in der Regel in einem lokal angelegtem Vakuum statt.

Die Schweißtechnologie eignet sich sehr gut für risikoreiche Anwendungen wie Atomkraft: Sie erlaubt sehr tiefe, schmale und parallele Nähte und eignet sich auch für kompliziert geformte Schweißnähte, da der Elektronenstrahl durch elektrische und magnetische Felder sehr präzise gesteuert werden kann.

➤ Mehr lesen: Erstes Mini-Atomkraftwerk in den USA wurde aufgegeben

Meilenstein für den Reaktorbau

Elektronenstrahlschweißen wird in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, aber auch in der Automobilindustrie eingesetzt. Der Einsatz in der SMR-Produktion gleicht einem Meilenstein, da "es kostspielige Schweißverfahren überflüssig macht", wie Projektleiter Michael Blackmore erklärt. Schweißnähte müssten dadurch nicht mehr so ausgiebig geprüft werden und die Arbeiten könnten drastisch beschleunigt werden. 

Laut Sheffield Forgemasters eröffnet die Technologie neue Wege für einen effizienteren, kostengünstigeren und kürzeren Bau von nuklearen Bauteilen wie etwa SMR-Behälter. An der Forschung und Entwicklung der Technologie war auch das Maschinenbauunternehmen Cambridge Vacuum Engineering beteiligt, das sich auf Schweißen unter Vakuum spezialisiert hat.