Einleitung: Beschichtungen für Kernkraftwerke – „Normale Beschichtungen – hier – nicht geeignet – das heißt – Kern – Unfall“
Die Innenwandbeschichtung des Sicherheitsbehälters (Containment – die letzte physische Barriere gegen das Austreten radioaktiver Stoffe) in Kernkraftwerken muss nicht nur Temperatur/Feuchte unter Normalbetrieb aushalten, sondern muss zudem den LOCA-Simulationstest (Loss of Coolant Accident – Kühlmittelverluststörfall) bestehen: unter extremen Bedingungen von >160 °C/5 bar gesättigtem Dampf/chemischer Sprühung (Borsäure + NaOH)/Strahlung (kumulative Dosis >10⁶ Gy) darf die Beschichtung nicht reißen, abblättern oder Fragmente bilden (Fragmente könnten das Sicherheitsbehälter-Sprüh- und Filtersystem verstopfen – Folge: katastrophal). Gleichzeitig muss die Beschichtungsoberfläche radioaktive Nuklide (Cs-137/Co-60) leicht dekontaminierbar machen – sie müssen sich leicht abwischen und reinigen lassen, Restgehalt <5 %; man darf das Kernkraftwerk nicht zu einer nicht sauber abwischbaren „Strahlungsquelle“ werden lassen.
Kernkraftwerks-Schutzanstriche sind Spezialbeschichtungen, die speziell für die Innenseite des Sicherheitsbehälters von Kernkraftwerken und andere kerntechnische Anlagen entwickelt wurden – sie erfüllen zwei kerntechnische Sonderanforderungen: LOCA-Unfallsimulation (>160°C/5bar – Beschichtung bleibt intakt und reißt nicht) und leichte Dekontaminierbarkeit (Rückstand radioaktiver Nuklide 10⁶Gy), anorganisch-zinkhaltigen (hitzbeständig/LOCA) oder Polysiloxan-Systemen (wetterbeständig/dekontaminierbar), die den kerntechnischen Beschichtungsnormen wie ASTM D3911/D4082 und EJ/T 1086-2012 entsprechen.
FAQ
Q1: Was wird bei einem LOCA-Test eigentlich geprüft – warum ist er die „Lebens-oder-Tod-Prüfung“ für Kernkraftwerksbeschichtungen?LOCA-Simulation – im Sicherheitsbehälter – Bruch einer heißen Dampfleitung – (>160°C gesättigter Dampf + 5 bar Druck + chemische Sprühung – Borsäure/NaOH – + – Strahlung) „Beschichtung – erleidet gleichzeitig – Hitze/Feuchte/Druck/chemische/Strahlungs – fünffache – Belastung“ Nach dem Test – darf die Beschichtung nicht: (1) abblättern – Fragmente erzeugen (verstopft Sprühsystem); (2) blasenbilden – (Blasen – können – radioaktive – Partikel – enthalten); (3) Haftung verlieren – (>5 MPa – beibehalten). „LOCA = die „Gaokao“ (Hochschulaufnahmeprüfung) der Kernkraftwerksbeschichtungen“ „Nicht bestehen = darf nicht in Kernkraftwerk verwendet werden“.
Q2: Entschmutzungsleistung – Warum ist die Dekontaminationsrate von Epoxidbeschichtungen schlechter als die von Polysiloxan?Epoxidbeschichtung – Oberfläche enthält polare Gruppen (-OH/-NH2)”hydrophil – wasserliebend – ölliebend”Radionuklide (Cs⁺/Co²⁺ – Ionen) werden leicht – adsorbiert – eingebettet – in Oberflächen – Mikroporen”mit Wasser – abwischen – nicht – möglich”Dekontaminationsrate – > – 85–90 % – (gerade noch – ausreichend). Polysiloxan – Si-O-Si – Oberflächenenergie – extrem – niedrig – ( – 95–98%”Polysiloxan – = – bevorzugte – Deckfarbe – für – Dekontaminationszwecke – bei – Kernkraftwerksbeschichtungen”.
Zusammenfassung
Kernkraftwerksbeschichtungen – LOCA (>160 °C/5 bar/chemisch/Strahlung – Beschichtung intakt) + Dekontamination (Nuklidrückstand <5 %) – zwei kerntechnische Sonderanforderungen. Epoxid (allgemein strahlungsbeständig)/Polysiloxan (optimale Dekontamination) sind die Hauptsysteme. Kexin New Materials bietet Beratung zur Auswahl von Kernkraftwerksbeschichtungen.