Glasfasern sollen Risse in Atommüllbehältern hörbar machen

Abgebrannte Brennelemente geben auch nach der Abkühlung im Wasserbecken weiter Wärme ab. In den USA kommen sie deshalb in verschlossene Stahlkanister, die eine Hülle aus Beton schützt. Diese Behälter stehen oft jahrzehntelang an Reaktorstandorten, Lüftungsöffnungen leiten die Wärme ab. Ein Team der University of Pittsburgh hat nun in Idaho ein Glasfasersystem erprobt, das Schäden an solchen Behältern früh hörbar machen soll.

Salzige Luft greift den Stahl an

Die Lüftungsöffnungen haben einen Nachteil. Viele Kraftwerke stehen an Küsten, und salzhaltige Luft kann durch die Schlitze bis an den Stahl gelangen. Dort fördert sie Korrosion und im ungünstigen Fall Spannungsrisse, die die Dichtigkeit des Behälters gefährden könnten. Bisher prüfen Techniker:innen die Kanister mit Sichtkontrollen sowie mit Wirbelstrom- und Ultraschallverfahren. Diese Inspektionen finden in größeren Abständen statt und brauchen spezielle Ausrüstung. Eine dauerhafte akustische Überwachung könnte die Lücken dazwischen füllen: Sie würde verdächtige Veränderungen zwischen zwei Prüfungen sichtbar machen, ohne dass jemand die verschlossenen Behälter öffnen muss.

Bleistiftminen als Testsignal

Das Team um Khurram Naeem entwickelt das System gemeinsam mit dem Start-up Sensible Photonics, das der Pitt-Professor Paul Ohodnicki mitgegründet hat. Vom 8. bis 11. September 2026 befestigten die Forscher:innen am Idaho National Laboratory mehrere Glasfasern in verschiedenen Anordnungen außen an einem Modellkanister. Schwingungen verändern das Licht in den Fasern, ein Messgerät wertet diese Veränderung aus.

Als Schallquelle diente der Bleistiftminen-Test. Beim Abbrechen einer Mine auf einer harten Oberfläche entsteht ein kurzer, gut reproduzierbarer Impuls, den die Branche als Vergleichsstandard nutzt. Das System erkannte die Impulse und ortete ihre Quelle. Es registrierte außerdem Schwingungen unterschiedlicher Stärke, was die Empfindlichkeit der Sensoren belegen soll. Nach Angaben des Teams erfasst es Frequenzen oberhalb von 100 Kilohertz, viele herkömmliche Systeme enden bei etwa 20 Kilohertz.

Echte Risse stehen noch aus

Ein Bleistift ist allerdings kein Riss. Ob die Fasern beginnende Korrosion von harmlosen Umgebungsgeräuschen unterscheiden können, hat der Test nicht gezeigt. Trefferquoten und Fehlalarmraten nennt die Mitteilung der Universität nicht. Der Modellkanister enthielt außerdem keine Brennelemente. Offen bleibt auch, wie lange der Kleber der Sensoren Hitze, Strahlung und wechselnde Temperaturen übersteht.

Mit dem Feldtest endete die erste Projektphase, die das US-Energieministerium über ein Förderprogramm für Technologietransfer finanzierte. Das Team sucht nun weiteres Geld für Versuche zu Robustheit und Stabilität. Mit Wissenschaftler:innen der Nationallabore in Idaho, Oak Ridge und Pacific Northwest tauschte sich das Team bereits aus, dieser Austausch soll die nächste Phase prägen. Erst danach käme eine marktreife Lösung infrage, die Betreiber an Kraftwerken nachrüsten könnten.

via University of Pittsburgh

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