Streckbetrieb

Ein Druckwasserreaktor wird in der Regel knapp ein Jahr unterbrechungslos betrieben. Dafür muss er mit ausreichend Brennstoff (Uran-235) beladen werden. Um das zu gewährleisten, ist zu Beginn eines sogenannten Brennelementzyklusses überschüssiges Uran 235 vorhanden. Weil dadurch auch zu viele Neutronen für die Kernspaltung anfallen würden, muss dieser Überschuss durch neutronenabsorbierende (neutroneneinfangende) Stoffe kompensiert werden. Man benutzt dafür im Kühlmittel gelöste Borsäure und sogenannte Steuerstäbe. Da im Laufe des Brennelementzyklusses der Überschuss an Uran-235 durch Spaltung immer weiter abnimmt, wird die Konzentration der Borsäure kontinuierlich reduziert und die Steuerelemente werden schrittweise aus dem Reaktorkern gezogen. Ist keine Borsäure mehr im Kühlmittel und die Steuerelemente sind vollständig aus dem Kern gezogen, ist das sogenannte natürliche Zyklusende erreicht. Ab jetzt sind nicht mehr ausreichend Neutronen vorhanden, um 100 % Leistung zu produzieren. Der Reaktor würde sich langsam selbst abschalten.

Man kann diesen Prozess des „selbst Abschaltens“ verlangsamen, indem man Maßnahmen ergreift, die die Neutronenbilanz verbessern. Eine sehr wirksame Maßnahme ist die Reduktion der Kühlmitteltemperatur im Reaktor. Da durch die Temperaturreduktion die Dichte des Kühlmittels im Reaktor zunimmt, werden die Neutronen besser abgebremst, wodurch mehr Neutronen für die Spaltung zur Verfügung stehen. Macht man sich diesen Effekt zu Nutze und betreibt den Reaktor über sein natürliches Zyklusende hinaus, spricht man von „Streckbetrieb“.

Praktisch läuft das folgendermaßen ab: Am natürlichen Zyklusende kann der Reaktor nicht mehr 100 % Leistung erzeugen. Das wirkt sich dahingehend aus, dass in den Dampferzeugern nicht mehr ausreichend Dampf erzeugt wird. Dadurch fällt der Druck des Dampfes auch entsprechend ab. Mit dem fallenden Druck des Frischdampfes fallen auch dessen Temperatur und durch die Kopplung im Dampferzeuger die Temperatur des Kühlmittels im Reaktor. Das führt wiederum dazu, dass die potenzielle Leistung eines Reaktorblocks langsamer abnimmt.  Dieser Prozess läuft ohne menschliche Eingriffe ab. Die Bedienmannschaft muss nur Regelungssollwerte dem Prozess anpassen und zwei Mal in 80 Tagen mehrere Grenzwerte verstellen.

Der Streckbetrieb ist für deutsche Kernkraftwerke genehmigt und auch schon mehrfach (in unterschiedlichen Längen) durchgeführt worden. Ein solcher Betrieb ist für mindestens 80 Tage realisierbar. Da ein Reaktorblock im Streckbetrieb täglich ca. 0,5 % seiner Leistung einbüßt, wäre er nach 80 Tagen noch bei ca. 60 % seiner ausgelegten Leistung.

Ob und wie lange ein Streckbetrieb durchgeführt wird, ergibt sich unter anderem aus ökonomischen Abwägungen. Da die Leistung kontinuierlich abnimmt, wird weniger Strom verkauft, gleichzeitig wird aber der Brennstoff besser ausgenutzt.