Scheurtjescentrales nader bekeken

Wat voorafging

De problematiek rond de scheurtjescentrales Doel 3 en Tihange 2 is iedereen die de media volgt bekend. Na een grondige inspectie van het reactorvat in deze, al wat gedateerde maar toch niet de oudste, kerncentrales werden de beide installaties in de zomer van 2012 stilgelegd. De reden was dat deze stalen vaten, die het hart uitmaken van de nucleaire energieproductie, scheurtjes vertonen. En hoewel de 20 cm dikke stalen wanden van deze vaten rijkelijk overgedimensioneerd zijn om alle mogelijke risico’s uit te sluiten, deed het grote aantal van dergelijke scheurtjes toch vragen rijzen.

Collega Walter Bogaerts van de Faculteit Ingenieurswetenschappen (KU Leuven) was van kortbij betrokken bij het gebeuren en doet nu zijn verhaal — waarvan overigens de details nauwelijks de media hebben gehaald.

‘Die controleresultaten gaven reden tot bezorgdheid. Maar het moet gezegd zijn dat noch de exploitant Electrabel, noch het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (het FANC) moeite nog middelen bespaard hebben om de oorzaak van de gevonden scheurtjes te achterhalen. Na afloop van die eerste onderzoeksfase werden beide reactoren terug herstart, om in het voorjaar van 2014 ijlings opnieuw stilgelegd te worden na erg negatieve laboratoriumtesten bij het Studiecentrum voor Kernenergie te Mol’.

Want men had ineens een pak meer scheurtjes gevonden, in de eerste plaats in Doel 3, maar ook in Tihange 2 ging het alvast om enkele duizenden. Die toename werd officieel toegeschreven aan een gestegen gevoeligheid van de gebruikte sensoren tussen 2012 en 2014, en de reguliere pers nam dat klakkeloos over.

Sindsdien lijkt de discussie wat weggeëbd in de vulgariserende pers. Dat neemt evenwel niet weg dat er nogal wat vragen oprijzen…

Louter fabricagefouten?

Ja, stelde zowat iedereen, en verwees daarbij naar de Rotterdamse Droogdok Maatschappij (een bedrijf dat als zodanig niet meer bestaat en in de tachtiger jaren van vorige eeuw de bewuste vaten vervaardigde).

Prof. Bogaerts: ‘Ik was indertijd de eerste die signaleerde dat het om meer dan fabricagefouten ging. De oorzaak van die scheurtjes zijn inderdaad waterstofinsluitsels, en die zijn bij de vervaardiging ten onrechte in het materiaal geslopen. Dus er waren zeker al scheurtjes bij de oplevering van de reactorvaten, die plaatsvond in 1983, en het straffe is dat die ook werden opgemerkt: ik kan daarover een document tonen, een handgeschreven controleverslag, dat toen leidde tot de afkeuring van een onderdeel van die stalen mantel. Maar hoe dan ook, een reactorvat met zoveel fouten in zou onmiddellijk moeten afgekeurd geweest zijn en dus nooit in gebruik genomen mogen worden.’

Maar iedere metallurgist (schrijver dezes is er ook een) weet dat stalen onderdelen bij een blootstelling aan een sterke radioactiviteit gevoelig zijn voor de vorming van bijkomende insluitsels (ik herinner me uit mijn vroegere lessen dat, begin van de zeventiger jaren van vorige eeuw al, in het kader van het vak metallurgische aspecten van kernenergie, werd gesproken over ‘waterstofverbrossing’).

Komen we dan bij onze tweede vraag: kunnen nieuwe scheurtjes ontstaan, en de bestaande eventueel groeien?

Schaalvergroting van de defecten

Het staat inderdaad niet voor 100% vast dat er nu meer scheurtjes zijn dan er kort na de fabricage konden worden vastgesteld, precies omdat de gevoeligheid van onze meetapparatuur inderdaad behoorlijk is gestegen, en we dus nu details opmerken die toentertijd aan onze aandacht ontsnapten.

‘Maar vooral de schaalvergroting van de defecten lijkt problematisch’, zegt prof. Bogaerts. De gemiddelde grootte van de scheurtjes lijkt weinig te stijgen, maar een beperkt aantal onder hen beginnen zorgwekkende afmetingen te vertonen. Zo zijn er scheuren in Doel 3 gevonden die zowat het formaat van een handpalm vertonen — ze zijn weliswaar erg smal (zowel het FANC als Electrabel lieten weten dat ze maar ‘een sigarettenblaadje dik’ zijn), maar in wetenschappelijke en technische kringen ontstond er heel wat beroering: ook al spreken we over microscheurtjes, het materiaal waaruit de mantel omheen de reactorkern bestaat hangt niet meer aaneen.’

‘Die bezorgdheid betert er niet op wanneer het technische filiaal van het FANC, de instantie BEL-V, in zijn 49 pagina’s tellende Safety Evaluation Report van 5 november 2015 duidelijk laat weten niet te kunnen uitsluiten dat er toch geen scheurtjes bijgekomen zijn, en bevestigt dat er nogal wat evidentie over bestaat dat sommige bestaande scheurtjes duidelijk in omvang toegenomen zijn. Prof. Bogaerts: ‘Bijna ongelooflijk echter, geven de verantwoordelijken van het FANC 12 dagen later een formele toestemming [zie ‘November 2015′ op FANC website, nvdr] om de beide reactoren terug op te starten, weliswaar op voorwaarde dat er rond de jaarwisseling 2016-2017 nieuwe testen moeten gebeuren op de twee gewraakte reactoren.’

Dat alles leidde tot grote consternatie, niet zozeer in ons land (hoe raar dat ook moge overkomen), als wel in de naburige Duitse en Nederlandse grensregio die steden herbergt als Maastricht, Aken en Keulen. Deze drie steden liggen immers, gegeven onze heersende zuidwestenwinden, in de rookpluim van het kernpark van Tihange.

Controleren en hercontroleren

De verdere controles die daarop worden uitgevoerd leiden tot geruststellend nieuws — tenmiste in de ogen van het FANC. Ineens wordt niet meer gesproken over scheurtjes, het zijn nu flakes geworden: platgedrukte waterstofvlokken. Prof. Bogaerts: ‘Iedere materiaalkundige weet dat deze term het grootst denkbare eufemisme is voor het fenomeen van waterstofbreuken in een metaal: door hun brosse aard vormen ze gewoon een intrinsiek risico tout court voor de stabiliteit van de metaalmatrix.’

Er volgen nog een aantal onderzoeksrapporten, die volgens de professor leiden tot nogal wankele besluiten. Natuurlijk zijn inspectiemetingen niet zo rigide en betrouwbaar als men de publieke opinie wil voorhouden: elke fysische meting heeft zijn afwijkingen en nauwkeurigheidsgrenzen. Maar dat neemt niet weg dat men, zeker wanneer het gaat om nucleaire veiligheid, men het voorzichtigheidsbeginsel moet hanteren.

De wetenschappelijke wereld staat niet stil

De problematiek wint nu ook aan belangstelling vanuit de academische wereld. Zoals gezegd is daar al lang bekend dat de werking van de reactoren leidt tot het ontstaan van nieuwe waterstof, tenminste wanneer de reactorkuip vervaardigd is uit staal, zoals dit het geval is bij Doel 3 en Tihange 2. Maar het was lang onduidelijk in welke mate dat de structurele integriteit van het reactorvat zou aantasten.

Daarover werden, met het oog op de problematiek van die twee Belgische scheurtjesreactoren die nu stilaan over de hele wereld bekend geraakt, nogal wat hypothesen en berekeningsmodellen ontwikkeld. Maar nogal wat ingenieurs menen dat die berekeningen van de residuele mechanische sterkte van de aangetaste reactorwanden eigenlijk gebaseerd zijn op los zand, in de eerste plaats omdat de mogelijke interactie tussen het grote aantal scheurtjes nooit meegenomen werd in de berekeningen (dit is trouwens een niet zo evidente vraagstelling…). Een modelleringsstudie uitgevoerd aan de Universiteit van Berkely (California) komt alvast tot het besluit: ‘… one is not able to assure the stability of the hydrogen flakes in th reactor pressure vessel’[1]. [… men kan de stabiliteit van de waterstof-flakes niet verzekeren in de reactorkuip]

We hoeven echt niet te bidden voor de kerncentrale, zoals De Standaard (betaalmuur) op 4 september 2017 stelde, maar er is dus voldoende reden tot ernstige bezorgdheid. En dat staat in een schril contrast met het relatieve stilzwijgen in onze reguliere pers: het naburige buitenland lijkt zich over deze problematiek zorgelijker te tonen dan wijzelf…

Waar staan we nu?

De Tijd (betaalmuur) van 1 maart 2019 wees op de herhaaldelijke problemen die symptomatisch zijn voor de verouderende centrales. De oudste drie centrales, die in 2015 toestemming kregen om na 40 jaar nog eens tien jaar langer te draaien, behoren inderdaad tot de zorgenkindjes. Iedere ingenieur weet dat installaties die ontworpen zijn om enkele decennia mee te gaan niet straffeloos verlengd kunnen worden. Niet dat dit perse de stralingsveiligheid in het gedrang brengt — de overgrote meerderheid van de defecten betreffen het niet-nucleaire gedeelte van deze centrales: slijtage eist altijd zijn tol.

Maar het is wel duidelijk dat geen van beide scheurtjesreactoren veel langer kan meegaan. Ook Engie gaat er niet meer van uit dat een levensduurverlenging voor deze beide reactoren mogelijk is en boekte vorig jaar een waardevermindering van 615 miljoen euro op beide centrales. ‘Voor Doel 3 en Tihange 2 is het in 2022 en 2023 definitief gedaan’, stelt de Tijd. Uit het voorgaande blijkt dat iedereen een gemeende “oef” zal slaken wanneer het zover is.