Thermal Oxide Reprocessing Plant

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THORP ist die Kurzbezeichnung für Thermal Oxide Reprocessing Plant und bezeichnet die neuere der beiden in Sellafield, Großbritannien befindlichen Wiederaufarbeitungsanlagen für nukleare Brennelemente.[1][2] Der Name drückt aus, dass in der Anlage oxidische Brennelemente aus thermischen Reaktoren, das heißt aus Leichtwasserreaktoren, aufgearbeitet werden.

Thorp (2008)

Verfahren

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Die Anlage wurde für eine Kapazität von bis zu 1200 Tonnen Uran pro Jahr (abbrandabhängig) ausgelegt; dieser Durchsatz wurde aber bisher noch in keinem Jahr erreicht. Bis März 2005 wurden insgesamt etwa 5670 t verarbeitet.

Die Wiederaufarbeitung erfolgt nach dem PUREX-Verfahren mit folgenden Einzelschritten:

  • Brennelementempfang und -lagerung
  • Brennelementzerlegung und -auflösung in Salpetersäure
  • Abtrennung der Spaltprodukte von den wiederverwendbaren Stoffen Uran / Plutonium
  • Trennung von Uran und Plutonium
  • Endreinigung von Uran und Plutonium und Konversion zu UO3 oder PuO2
  • Abfallbehandlung und -lagerung

Die flüssigen hochradioaktiven Abfälle werden in der Anlage Windscale Vitrification Plant (WVP) verglast.

In der Sellafield MOX Plant (SMP), einem anderen Gebäudekomplex in Sellafield, wurde das aufgearbeitete Plutoniumoxid zu frischen MOX-Brennelementen für Leichtwasserreaktoren verarbeitet. Die SMP wurde 2011, einige Monate nach der Nuklearkatastrophe von Fukushima, geschlossen.[3]

Geschichte der Anlage

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Die erste Anlage zur Wiederaufarbeitung in Sellafield hatte eine rein militärische Zielsetzung: Seit den 1950er Jahren wurde das in den beiden Windscale-Reaktoren erzeugte Waffen-Plutonium dort im Nachgang für den Einsatz in Kernwaffen zur weiteren Verarbeitung separiert. 1964 dann wurde die Anlage B205 für Brennelemente der britischen Magnox-Reaktoren und später AGR-Reaktoren in Betrieb genommen.

In den Jahren 1969 bis 1973 wurden dann Teile der ersten und zweiten Anlage verändert (B204 als Head-end für B205), um die Wiederaufarbeitung oxidische Brennelemente zu erproben. Aufgrund eines kerntechnischen Unfalls aus dem Jahr 1973 wurde ab diesem Zeitpunkt die Anlage nur für Forschung und Entwicklung betrieben.

Ab den 1980er Jahren wurde schließlich die Anlage Thorp gebaut. Thorp galt als eines der größten Bauprojekte am Standort Sellafield in den 1980er Jahren.[4] Im Gegensatz zur älteren Wiederaufarbeitungsanlage B205, die für die nicht lange lagerfähigen Brennelemente britischer Reaktoren vorgesehen war, wurde Thorp aus rein kommerziellen Überlegungen heraus für britische und ausländische Kunden gebaut.

Bis in das Jahr 2018 wurde durch Thorp die Wiederaufbereitung von ausländischen Brennelementen bedient und schließlich beendet.[5] Zu den Kunden zählten Italien, Japan, Schweiz, Deutschland und die Niederlande.[6] Für den Transport und Rücktransport ist die Nuclear Transport Solutions (NTS) zuständig. Sie gehört zur NDA.[7] Bis 2070 soll Thorp für das Lagern von Brennelemente genutzt werden.[8][9]

Geschichte der Wiederaufarbeitung deutscher Brennelemente

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Ende 1994 kündigten die beiden deutschen Energiekonzerne RWE und Bayernwerk bereits abgeschlossene Verträge über die Wiederaufarbeitung ihrer Brennelemente in Thorp. Der Abnahmevertrag mit der französischen Anlage in La Hague wurde nicht verlängert. Sie begründeten beide Schritte mit Kostennachteilen („Uran ist auf dem Weltmarkt billig zu haben, die Wiederaufarbeitung ist sehr teuer“). In Thorp entfielen durch diese Kündigung Aufarbeitungsaufträge über insgesamt 550 Tonnen, rund 20 Prozent der Thorp-Aufträge für die Jahre 2004 bis 2014. Die Thorp-Manager hatten ursprünglich kalkuliert, vom Jahr 2004 an Gewinn machen zu können.[10]

Die rot-grüne Koalition (1998–2005) war grundsätzlich gegen die Wiederaufarbeitung („Plutoniumwirtschaft“); sie drängte die Atomkonzerne zu einem Verzicht darauf.[11]

Deutschland liefert seit einer politischen Entscheidung – Atomkonsens vom Sommer 2000, umgesetzt 2002 in einer Atomgesetz-Novelle – seit Mitte 2005 keine abgebrannten Brennelemente mehr zur Wiederaufarbeitung und nimmt sämtliche Abfälle zurück. Die MOX-Brennelemente, die von einzelnen AKW-Betreibern bis ca. 2018 bezogen wurden, stammten noch aus vor diesem Entscheid geschlossenen Verträgen.

Vorfälle

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Am 19. April 2005 wurde auf dem Thorp-Betriebsgelände bemerkt, dass im Lauf mehrerer Monate etwa 90.000 Liter plutonium-haltige Flüssigkeit ausgelaufen war. Bedienungspersonal hatte erstmals im August 2004 bemerkt, dass mehr Flüssigkeit in die Anlage hineinging als wieder herauskam; das Leck blieb aber bis 2005 unentdeckt. Es gelangte angeblich keine Radioaktivität in die Umwelt; der Unfall wurde mit INES 3 eingestuft. Im Januar 2007 erhielt Thorp die Genehmigung, wieder in Betrieb zu gehen.[12]

Literatur

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Fachartikel

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  • S. E. Beaty: THE THORP PROJECT - AN OVERVIEW. In: Energy & Environment. Band 6, Nr. 4, 1995, S. 383–389, JSTOR:43734282 (englisch).

Fachbücher

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  • Volume 2: Fuel cycle (= W. Marshall [Hrsg.]: Nuclear power technology. 2 v. 3). Clarendon Press ; Oxford University Press, Oxford 1983 (englisch, archive.org).
  • Michele Laraia: Nuclear Decommissioning (= Lecture Notes in Energy. Band 66). Springer International Publishing, Cham 2018, ISBN 978-3-319-75915-9, doi:10.1007/978-3-319-75916-6 (englisch).
  • Man-Sung Yim: Nuclear Waste Management: Science, Technology, and Policy (= Lecture Notes in Energy. Band 83). Springer Netherlands, Dordrecht 2022, ISBN 978-94-024-2104-0, doi:10.1007/978-94-024-2106-4 (englisch).
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Videos

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Einzelnachweise

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  1. ↑ Man-Sung Yim: Spent Fuel Reprocessing and Nuclear Waste Transmutation. In: Nuclear Waste Management. Band 83. Springer Netherlands, Dordrecht 2022, ISBN 978-94-024-2104-0, S. 341–384, doi:10.1007/978-94-024-2106-4_8 (englisch, springer.com [abgerufen am 19. Juni 2023]).
  2. ↑ Hartmut Frey: Brennstoffkreislauf. In: Kernenergie. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2021, ISBN 978-3-658-31511-5, S. 363–428, doi:10.1007/978-3-658-31512-2_11 (springer.com [abgerufen am 19. Juni 2023]).
  3. ↑ Nach Fukushima: Großbritannien macht Brennelementefabrik dicht. In: Der Spiegel. 3. August 2011, ISSN 2195-1349 (spiegel.de [abgerufen am 19. Juni 2023]).
  4. ↑ Thorp: One of the largest construction projects of the eighties. In: Sellafield Ltd, Nuclear Decommissioning Authority. Gov.uk, 26. Oktober 2018, abgerufen am 19. Juni 2023 (englisch).
  5. ↑ Nuclear Decommissioning Authority, Sellafield Ltd: End of reprocessing at Thorp signals new era for Sellafield. Gov.uk, 16. November 2018, abgerufen am 23. Mai 2023 (englisch).
  6. ↑ All foreign-owned waste at Sellafield packaged and set for return. In: Sellafield Ltd. Gov.uk, 9. Dezember 2021, abgerufen am 23. Mai 2023 (englisch).
  7. ↑ David Peattie: NDA Update. In: New Transport and Waste Divisions. Gov.uk, 19. Januar 2021, abgerufen am 23. Mai 2023 (englisch).
  8. ↑ Reprocessing ceases at UK's Thorp plant : Waste & Recycling - World Nuclear News. In: World nuclear news. World Nuclear Association, 14. November 2018, abgerufen am 23. Mai 2023 (englisch).
  9. ↑ Atomanlage Sellafield: Ende und Neustart zugleich. Abgerufen am 19. Juni 2023 (deutsch).
  10. ↑ Abkehr von der Aufarbeitung. In: Der Spiegel. 29. Januar 1995, ISSN 2195-1349 (spiegel.de [abgerufen am 19. Juni 2023]).
  11. ↑ Horand Knaup, Jürgen Leinemann, Hartmut Palmer, Hajo Schumacher, Gerhard Spörl: Chaos mit Kanzler. In: Der Spiegel. 31. Januar 1999, ISSN 2195-1349 (spiegel.de [abgerufen am 19. Juni 2023]).
  12. ↑ Näheres in der englischen Wikipedia oder hier: Thermal Oxide Reprocessing Plant (THORP) leak investigation and consent to restart

Koordinaten: 54° 24′ 56″ N, 3° 30′ 6″ W

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