Idaho National Laboratory: Moran-Testplattform schließt Vorbereitung für die Stationierung einer mobilen Anlage zur Entmantelung abgebrannter Brennstoffe ab

de.wedoany.com-Bericht: Eine mobile Skid-Einheit, die speziell für die Behandlung und Abtrennung der Hülle (Cladding) abgebrannter Kernbrennstoffe vorgesehen ist, wurde offiziell als betriebsbereit am Moran Nuclear Fuels Test Facility des Idaho National Laboratory (INL) erklärt. Die Fertigung dieses Skid-Systems wurde aus der 2022 gestarteten „Athena Initiative" des „Nonproliferation Stewardship Program" der National Nuclear Security Administration (NNSA) finanziert und soll der US-amerikanischen Nichtverbreitungsstrategie entscheidende wissenschaftliche Unterstützung liefern.

Die Moran-Testplattform befindet sich im Gebäude PBF-622 des Critical Infrastructure Test Range Complex des Idaho National Laboratory und ist eine Forschungseinrichtung im Pilotmaßstab, die sich schwerpunktmäßig mit der eingehenden Untersuchung des Plutonium-Uran-Reduktions-Extraktionsverfahrens (Plutonium Uranium Reduction Extraction, PUREX) befasst. Während die nasschemische PUREX-Wiederaufarbeitungstechnologie in einigen Überseeländern breite Anwendung im kommerziellen Kreislauf abgebrannter Brennstoffe findet, wurde der kommerzielle Wiederaufarbeitungsweg der USA aus Sorge vor nuklearen Proliferationsrisiken bereits in den 1970er Jahren faktisch eingestellt; die Entmantelung (Decladding) abgebrannter Brennstoffe in der Moran-Anlage soll Validierungsunterstützung für den Aufbau einer nuklearen Sicherheitsinfrastruktur und die Ausbildung von Fachkräften für die Nichtverbreitung von Kernmaterial bieten.

Das Skid-System wurde vom Idaho National Laboratory gemeinsam mit Integrated Solutions & Designs sowie Campbell Technical Services über einen Zeitraum von 20 Monaten konzipiert und gefertigt, im April 2026 an das Labor geliefert und nach mehreren Monaten umfassender Demonstrations- und Validierungsarbeiten erfolgreich abgeschlossen. Vor der Durchführung von Experimenten muss die metallische Hülle, die die äußere Schicht des Kernbrennstoffs zum Korrosionsschutz und als Barriere gegen das Austreten von Spaltprodukten bildet, wirksam vom inneren Uran-Brennstoffpellet abgetrennt werden; die Skid-Ausrüstung erreicht eine effiziente mechanische Entfernung der Hülle durch mehrere Verfahrensschritte wie mechanisches Einprägen (Crimping), Zerschneiden (Chopping) und Entmanteln an abgebrannten Brennstäben.

In der Anfangsphase des Betriebs wird die Anlage zunächst zur Behandlung von Magnox-Brennstoff eingesetzt, einem in der Mitte des 20. Jahrhunderts im Vereinigten Königreich entwickelten gasgekühlten Reaktortyp. Die Skid-Ausrüstung hat am 5. Mai und am 2. Juni dieses Jahres die Funktionsvalidierung des Einprägens und Zerschneidens von Magnox-Brennstoff erfolgreich abgeschlossen. Obwohl der letzte Magnox-Reaktor weltweit bereits Ende 2015 außer Betrieb genommen wurde, wird der verbleibende abgebrannte Brennstoff weiterhin von verschiedenen Seiten zur Umwandlung in Mischoxid-Kernbrennstoff (Mixed Oxide Fuel, MOX) oder für wissenschaftliche Tests genutzt; die für die Tests am Idaho National Laboratory verwendete Charge wurde über das Mobile Packaging Program der National Nuclear Security Administration in Abstimmung mit dem Office of Nuclear Materials Verification von der National Technical University of Athens (NTUA) in Griechenland dorthin überführt.

Anders als die üblicherweise in kommerziellen Leichtwasserreaktoren verwendete Zirkoniumlegierung (Zirconium alloy) besteht die Hülle von Magnox-Brennstoff aus einer Speziallegierung aus Metallen wie Magnesium und Aluminium. Kevin Lyon, Senior Manager für Radiochemie und Kernmessungen am Idaho National Laboratory, betont, dass die Skid-Ausrüstung ein hochgradig universelles und modulares Design aufweist, dessen zentrale elektromechanische Einheiten künftig flexibel demontiert, angepasst, neu positioniert oder technisch aufgerüstet werden können und nicht auf die Behandlung des einzelnen Brennstofftyps Magnox beschränkt sind. Nach langfristiger Planung wird das Idaho National Laboratory neben der bereits in Betrieb befindlichen Moran-Plattform im Rahmen der „Athena Initiative" eine zweite, „Beartooth" genannte Handschuhkasten-Testplattform für hochaktinide transurane Elemente (Transuranic, TRU) errichten, die voraussichtlich 2028 offiziell in Betrieb gehen soll.