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2018 | OriginalPaper | Chapter

5. Neue fortschrittliche Ansätze für Leichtwasserreaktoren

Author : Paul Laufs

Published in: Reaktorsicherheit für Leistungskernkraftwerke 2

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Kap. 5 berichtet über die Planungen und Entwicklungen neuer fortschrittlicher Leichtwasserreaktoren nachdem Anfang der 1980er Jahre eine lange anhaltende Unterbrechung des Kernenergieausbaus in den westlichen Industriestaaten eingetreten war. Neben den in den USA und in Asien evolutionär erfolgreich weiterentwickelten Baulinien, die erhöhte Ansprüche an Wirtschaftlichkeit und Sicherheit erfüllen, wird insbesondere das deutsch-französische Projekt EPR (European Pressurized Water Reactor) beschrieben, bei dem weitreichende Sicherheitsanforderungen umgesetzt werden.

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Footnotes
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3
Stahlkopf, K. E., Noble, D. M., DeVine, J. C. Jr. und Sugnet, W. R.: The United States Advanced Light Water Reaktor (USALWR) Development Program, Transactions of the American Nuclear Society, Vol. 56, Supplement No. 1, 1988, S. 127–134.
 
4
Taylor, J. J.: Improved and Safer Nuclear Power, SCIENCE, Vol. 244, 21. April 1989, S. 318–325.
 
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Marston, T. U., Layman, W. H. und Sugnet, W. R.: Update on the ALWR Program: the future of nuclear power in the USA, Nuclear Engineering International, Vol. 36, No. 449, Dezember 1991, S. 23–26.
 
6
Yedidia, J. M. und Sugnet, W. R.: Utility requirements for advanced LWR passive plants, Nuclear Engineering and Design, Vol. 136, 1992, S. 187–193.
 
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Rittig, D.: Sicherheitsaspekte künftiger Leichtwasserreaktoren, atw, Jg. 37, Juli 1992, S. 352–358.
 
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IAEA-TECDOC-479, Status of Advanced Technology and Design for Water Cooled Reactors: Light Water Reactors, Wien, Oktober 1988.
 
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12
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Wilkins, D. R., Duncan, J. D., Hucik, S. A. und Sweeney, J. I.: Future Directions in Boiling Water Reactor Design, Transactions of the American Nuclear Society, Vol. 56, Supplement No. 1, 1988, S. 104–111.
 
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Redding, J. R.: The ABWR Goes On-Line, atw, Jg. 41, April 1996, S. 251–255.
 
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Hida, T., Tominaga, K., Nagae, H. et al.: Study on Power Upgrade of an ABWR, Proceedings of the 8th International Conference on Nuclear Engineering, ICONE 8, 2.–4. April 2000, Baltimore, MD, USA, ICONE-8756, S. 1–7.
 
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Tujikura, Y. et al.: Development of passive safety systems for Next Generation PWR in Japan, Nuclear Engineering and Design, Vol. 201, September 2000, S. 61–70.
 
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Suzuki, H.: Design Features of Tsuruga-3 and -4: The APWR Plant in Japan, Nuclear News, Vol. 45, No. 1, 2002, S. 35–39.
 
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Haukeland, S. und Ivung, B.: ABB’s BWR 90 + -designed for beyond the 90s, Nuclear Engineering International, März 1998, S. 8–11.
 
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Pedersen, T.: BWR 90 – the advanced BWR of the 1990s, Nuclear Engineering and Design, Vol. 180, März 1998, S. 53–66.
 
24
Ivung, B. und Öhlin, T.: The BWR 90 + Design – Safety Aspects, Proceedings of the 8th International Conference on Nuclear Engineering, ICONE 8, 2.–4. April 2000, Baltimore, MD, USA, ICONE – 8757, S. 1–6.
 
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Shiralkar, B. S. et al.: General Electric Company: „Thermal Hydraulic Aspects of the SBWR Design“, Nuclear Engineering and Design, Vol. 144, 1993, S. 213–222.
 
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Rohde, M. et al.: Investigating the ESBWR stability with experimental and numerical tools: A comparative study, Nuclear Engineering and Design, Vol. 240, Februar 2002, S. 375–384.
 
28
Matsuura, M., Aoyama, M. et al.: Development of Next-generation Boiling Water Reactor, Hitachi Review, Vol. 59, No. 3, 2010, S. 62–69.
 
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Hylko, J. M., Peltier, R.: The Evolution of the ESBWR, POWER, Vol. 154, No. 11, 2010, S. 36–45.
 
30
Song, J. H., Kim, S. B. und Kim, H. D.: On some salient unresolved issues in severe accidents for advanced light water reactors, Nuclear Engineering and Design, Vol. 235, August 2005, S. 2055–2069.
 
31
Kim, H.-G., Kim, B.-S., Cho, S.-J. und Kim, Y.-H.: Advancing reactors, Nuclear Engineering International, Oktober 2005, S. 16–19.
 
32
Lunin, G. L., Voznesensky, V. A. et al.: Status and further development of nuclear power plants with WWER in Russia, Nuclear Engineering and Design, Vol. 173, Oktober 1997, S. 43–57.
 
33
Krynkov, A. M. und Nikolaev, Yu. A.: The properties of WWER-1000 type materials obtained on the basis of a surveillance program, Nuclear Engineering and Design, Vol. 195, Februar 2000, S. 143–148.
 
34
Havel, R.: Summary report on new regulatory codes and criteria and guidelines for WWER reactor coolant system integrity assessment, Nuclear Engineering and Design, Vol. 196, März 2000, S. 93–100.
 
35
IAEA: Status Report for Advanced Nuclear Reactor Designs – Report 99 – ATMEA1. http://​www.​atmea-sas.​com/​atmea/​liblocal/​docs/​aris%20​atmea1.​pdf.
 
36
Torgerson, D. F., Shalaby, B. A. und Pang, S.: CANDU technology for Generation III + and IV reactors, Nuclear Engineering and Design, Vol. 236, 2006, S. 1565–1572.
 
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Fabian, T.: Driving the ACR licence, Nuclear Engineering International, November 2004, S. 18–21.
 
38
Cinotti, L. und Rizzo, F. L.: The Inherently Safe Immersed System (ISIS) reactor, Nuclear Engineering and Design, Vol. 143, September 1993, S. 295–300.
 
39
Vgl. Fogelström, L. und Simon, M.: Entwicklungstendenzen bei Leichtwasserreaktoren, atw, Jg. 33, August/September 1988, S. 425.
 
40
Pedersen, Tor: PIUS: Status and perspectives, IAEA Bulletin, 3/1989, S. 25–29.
 
41
Pedersen, T.: PIUS – status and perspectives, Nuclear Engineering and Design, Vol. 136, 1992, S. 167–177.
 
42
IAEA-TECDOC-1391, Abschn. 4.16, S. 402–417 und S. 772.
 
43
Duffey, R. B., Pioro, I., Zhou, X. et al.: Supercritical Water-Cooled Nuclear Reactors (SCWRs): Current and Future Concepts – Steam Cycle Options, Proceedings of the 16th International Conference on Nuclear Engineering, ICONE 16, 11.–15. 5. 2008, Orlando, Florida, USA, ICONE 16-48869, S. 1–9.
 
44
Konstantinov, L. V. und Kupitz, J.: The Status of Development of Small and Medium Sized Reactors, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 5–9.
 
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Goetzmann, C.: Low Specific Capital Cost: The Design Problem of Small Reactors, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 11–18.
 
46
Gremm, O.: On the Safety Goal for Small Reactors, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 329–333.
 
47
IAEA-TECDOC-1570, Proposal for a Technology-Neutral Safety Approach for New Reactor Designs, Wien, September 2007 .
 
48
IAEA Nuclear Energy Series No. NP-T-2.2: Design Features to achieve Defense in Depth in Small and Medium Sized Reactors, Wien, 2009.
 
49
Vgl. IAEA-TECDOC-1636, Lessons Learned from Nuclear Energy System Assessments (NESA) Using the INPRO Methodology, Wien, 2009.
 
51
Kröger, W.: Vorstellungen über Kernkraftwerke der nächsten Generation, atw, Jg. 33, Juli 1988, S. 392.
 
52
IAEA-TECDOC-1485, Status of innovative small and medium sized reactor designs 2005, Wien, März 2006 .
 
53
Schaffrath, A., Walter, D., Delmastro, D. et al.: Berechnung des Notkondensators des argentinischen Integralreaktors CAREM, atw, Jg. 48, Februar 2003, S. 111–115.
 
54
Mazzi, R.: CAREM: An Innovative-Integrated PWR, Proceedings of the 18th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology, Peking, 7.–12. August 2005, SMiRT 18-S01–2, S. 4407–4415.
 
55
Mazzi, R. und Brendstrup, C.: CAREM Project Development Activities, Proceedings of the 18th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology, Peking, 7.–12. August 2005, SMiRT 18-S01–3, S. 4416–4427.
 
56
IAEA Advances in Small Modular Reactor Technology Developments, A Supplement to: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS), http://​aris.​iaea.​org, Wien, September 2014, S. 38–41.
 
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Matzie, R. A., Longo, J. et al.: Design of the Safe Integral Reactor, Nuclear Engineering and Design, Vol. 136, 1992, S. 73–83.
 
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Hiraiwa, K., Yoshida, N. et al.: Core Concept for Long Operating Cycle Simplified BWR (LSBWR), in: Advanced Reactors with Innovative Fuels, Workshop Proceedings, Chester, United Kingdom, 22–24 Oct. 2001, NEA/OECD, Paris, 2002, S. 193–204.
 
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Hart, R. S.: CANDU 300: The Economic Small Reactor, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 47–53.
 
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Herzog, G., Dörfler, U. und Loos, F.: The PHWR of Siemens as Appropriate Type of the SMPR-Class, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 37–46.
 
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Goetzmann, Claus: Low Specific Capital Cost: The Design Problem of Small Reactors, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 11–18.
 
63
Chang, M. H., Sim, S. K. und Lee, D. J.: SMART behavior under over-pressurizing accident conditions, Nuclear Engineering and Design, Vol. 199, Juni 2000, S. 187–196.
 
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Chung, Y.-J., Kim, S. H. und Kim, H.-C.: Thermal hydraulic analysis of SMART for heat removal transients by a secondary system, Nuclear Engineering and Design, Vol. 225, Nov. 2003, S. 257–270.
 
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Burgsmüller, P., Jacobi, A. Jr., Jaeger, J. F. et al.: The Swiss Heating Reactor (SHR) for District Heating of Small Communities, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 129–134.
 
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Caira, M., Cumo, M., Naviglio, A. und Socrate, S.: MARS II: A Design Improvement to Reduce Construction Time and Cost, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 213–219.
 
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Kataoka, Y. et al.: Conceptual Design and Safety Characteristics of a Natural-Circulation Boiling Water Reactor, Nuclear Technology, Vol. 91, 1990, S. 16–27.
 
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Hibi, K., Ono, H. und Kanagawa, T.: Integral modular water reactor (IMR) design, Nuclear Engineering and Design, Vol. 230, Mai 2004, S. 253–266.
 
70
Carelli, M. D. und Petrovic, B.: Here’s looking at IRIS, Nuclear Engineering International, März 2006, S. 12–17.
 
71
Carelli, M. D., Conway, L. E. et al.: The design and safety features of the IRIS reactor, Nuclear Engineering and Design, Vol. 230, Mai 2004, S. 151–167.
 
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Franceschini, F. und Petrovic, B.: Advanced operational strategy for the IRIS reactor: Load follow through mechanical shim (MSHIM), Nuclear Engineering and Design, Vol. 238, Dezember 2008, S. 3240–3252.
 
73
IAEA Advances in Small Modular Reactor Technology Development, a. a. O., S. 84–87.
 
74
World Nuclear Association: Small Nuclear Power Reactors (Updated April 2016 ), a. a. O., S. 3.
 
75
IAEA Advances in Small Modular Reactor Technology Development, a. a. O., S. 76–79.
 
76
World Nuclear Association: Small Nuclear Power Reactors (Updated April 2016 ), a. a. O., S. 3–6.
 
77
IAEA Advances in Small Modular Reactor Technology Development, a. a. O., S. 80–83.
 
78
World Nuclear Association: Small Nuclear Power Reactors (Updated April 2016 ), a. a. O., S. 3.
 
79
IAEA Advances in Small Modular Reactor Technology Development, a. a. O., S. 88–91.
 
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Conway, L. E.: The Westinghouse AP600 passive safety system key to a safer, simpler PWR, Proceedings of the International Topical Meeting on Safety of Next Generation Power Reactors, 1.–5. Mai 1988, Seattle, Wash., American Nuclear Society, 1988, S. 552–557.
 
81
Hall, A. und Sherbine, C. A.: PWRs with passive safety systems, Nuclear Energy, Vol. 30, April 1991, S. 95–103.
 
82
Bruschi, H. und Andersen, T.: Turning the key, Nuclear Engineering International, Vol. 36, No. 448, November 1991, S. 15–16.
 
83
Wilkins, D. R., Duncan, J. D., Hucik, S. A. und Sweeney, J. I.: Future Directions in Boiling Water Reactor Design, Transactions of the American Nuclear Society, Vol. 56, Supplement No. 1, 1988, S. 109 f.
 
84
Duncan, J. D.: SBWR, A Simplified Boiling Water Reactor, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 73–77.
 
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Conway, L. E., a. a. O., S. 552.
 
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Tower, S. N., Schulz, T. L. und Vijuk, R. P.: Passive and Simplified System Features for the Advanced Westinghouse 600 MWel PWR, Nuclear Engineering and Design, Vol. 109, 1988, S. 147–154.
 
87
Bruschi, H. J.: The Westinghouse AP600, atw, Jg. 41, April 1996, S. 256–259.
 
88
Winters, J. W.: AP600 – Ready to Build, AP1000 – Ready to License, atw, Jg. 47, Juni 2002, S. 378–382.
 
89
Schulz, T. L.: Westinghouse AP1000 advanced passive plant, Nuclear Engineering and Design, Vol. 236, 2006, S. 1547–1557.
 
90
Cummins, E. und Benitz, K.: Signifikante Vorteile des Safety-First-Konzepts bei Errichtung, Betrieb und Wartung des Westinghouse AP1000-Reaktors, atw, Jg. 49, Februar 2004, S. 78–80.
 
91
Botta, E. und Orsi, R.: Westinghouse AP1000 internal heating rate distribution calculation using a 3 D deterministic transport method, Nuclear Engineering and Design, Vol. 236, 2006, S. 1558–1564.
 
92
Schulz, T. L.: Westinghouse AP1000 advanced passive plant, Nuclear Engineering and Design, Vol. 236, 2006, S. 1553.
 
93
Tregoning, R. L. und Stevens, G. L.: U.S. Nuclear Regulatory Commission Plans for Commercial Power Plant Licensing and Assessment of Environmental Effects on Fatigue Lives of Critical Reactor Components, 37. MPA-Seminar 2011 „Werkstoff- & Bauteilverhalten in der Energie- & Anlagentechnik“, Stuttgart, 6. 10. 2011.
 
96
Siehe „Nuclear technology exports“ in: World Nuclear Association: Nuclear Power in China (updated 25 May 2016) http://​www.​world-nuclear.​org/​information-library/​country-profiles/​countries-a-f/​china-nuclear-power.​aspx.
 
97
Gräber, Ulrich: The Status Quo and Future of Nuclear Power in Germany and Worldwide, Presentation 1, 36. MPA-Seminar, 7.–8. Oktober 2010, Universität Stuttgart, S. 1.1–1.21.
 
98
Poehlmann, M. und Niessen, S.: Considering passive retrofits in Europe, Nuclear Engineering International, March 2016, S. 33–35.
 
99
Mayinger, F. und Birkhofer, A.: Neuere Entwicklungen in der Sicherheitsforschung und Sicherheitstechnik, Plenarvortrag auf der Jahrestagung Kerntechnik der KTG und des DAtF 1988, 19. 5. 1988, Travemünde, nicht im Tagungsbericht enthalten; siehe überarbeitete Fassung in: atw, August-September 1988, S. 426–434.
 
100
Märkl, H.: Sicherheitstechnische Ziele und Entwicklungstendenzen für die nächste Generation von LWR-Kernkraftwerken, in: VDI-Gesellschaft Energietechnik: Perspektiven der Kernenergie und CO2-Minderung, Tagung Aachen, 28./29. März 1990, VDI Berichte 822, VDI Verlag, Düsseldorf, 1990, S. 107–135.
 
101
Märkl, H.: Sicherheitstechnische Ziele und Entwicklungstendenzen für die nächste Generation von LWR-Kernkraftwerken, in: VDI-Gesellschaft Energietechnik: Perspektiven der Kernenergie und CO2-Minderung, Tagung Aachen, 28./29. März 1990, VDI Berichte 822, VDI Verlag, Düsseldorf, 1990, S. 130.
 
102
AMPA Ku 151, Krieg: Persönliche schriftliche Mitteilung von Dr.-Ing. Rolf Krieg vom 9. 1. 2003, S. 7, Krieg war langjähriger Leiter der Abteilung für technische Mechanik im Institut für Reaktorsicherheit des Forschungszentrums Karlsruhe.
 
103
Krieg, R.: Can the acceptance of nuclear reactors be raised by a simple, more transparent safety concept employing improved containments? Nuclear Engineering and Design, 140, 1993, S. 39–48.
 
104
BA B 295-18745, Ergebnisprotokoll 250. RSK-Sitzung, 24. 1. 1990, Anlage 4, S. A4–22.
 
105
Thorium-Hochtemperaturreaktor THTR 300 und die Hochtemperaturreaktorlinie, Entschließungsantrag der Fraktion der SPD, BT Drs. 11/806, 16. 9. 1987.
 
107
Rininsland, H., Bork, G., Fliege, A. et al.: Das Projekt Nukleare Sicherheit 1972–1986 – Ziele und Ergebnisse –, KfK-Nachr., Jg. 18, 3/86, 1986, S. 114–126.
 
108
Vgl. Abschlusskolloquium des Projektes Nukleare Sicherheit, 10.–11. Juni 1986 in Karlsruhe, Berichtsband, KfK 4170, August 1986 .
 
109
Ruess, F. und Vignon, D.: Die deutsch-französische Kooperation, atw, Jg. 35, August/September 1990, S. 394–396; Ruess und Vignon waren die NPI-Geschäftsführer für Vertrieb und Technik.
 
110
Bacher, Pierre und Bröcker, Bernhard: EPR – Der Standpunkt der Betreiber, CONTRÔLE, la revue de l’Autorité de sûreté nucléaire, Paris, No. 105, Juni 1995, S. 14–17.
 
111
Ruess, F. und Vignon, D., a. a. O., S. 395.
 
112
Projekt SWR-1000, vgl. Mohrbach, Ludger: Notwendigkeit einer neuen Energiekultur, atw, Jg. 40, Dezember 1995, S. 772.
 
113
Bürkle, Wulf: Weiterentwicklung von Leichtwasserreaktoren, atw, Jg. 37, August/September 1992, S. 404–409.
 
114
Verzicht auf Wiederaufarbeitung in Wackersdorf endgültig beschlossen: Frankfurter Allgemeine Zeitung, Nr. 129, 7. 6. 1989, S. 1 f.
 
115
Die deutsch-französische Kommission für Fragen der Sicherheit kerntechnischer Anlagen und des Strahlenschutzes wurde 1976 durch eine Vereinbarung zwischen dem Bundesinnenminister und dem französischen Industrieminister eingerichtet.
 
116
Hennenhöfer, Gerald und Lacoste, André-Claude: Die Zusammenarbeit zwischen den deutschen und französischen Sicherheitsbehörden, CONTRÔLE, No. 105, Juni 1995, S. 7–9.
 
117
AMPA Ku 15, Ergebnisprotokoll 266. RSK-Sitzung, 17./18. 12. 1991, S. 7.
 
118
Unterrichtung durch die Bundesregierung: Das energiepolitische Gesamtkonzept der Bundesregierung, Energiepolitik für das vereinte Deutschland, BT Drs. 12/1799, 11. 12. 1991, S. 32, 34 und 37.
 
119
Diese im Verlauf der Entwurfs- und Entwicklungsarbeiten wiederholt in die Zukunft verschobenen Daten wurden von Wulf Bürkle auf der Jahrestagung der Kerntechnischen Gesellschaft Anfang Mai 1992 in Karlsruhe vorgetragen, vgl. Bürkle, Wulf, a. a. O., S. 409.
 
120
AMPA Ku 16, Ergebnisprotokoll 281. RSK-Sitzung, 8.12.1993, S. 7–9.
 
121
Kuczera, Bernhard: Leichtwasserreaktor-Sicherheitsforschung, atw, Jg. 41, Dezember 1996, S. 787.
 
122
Baumgartl, B. J. und Bouteille, F.: Der Europäische Druckwasserreaktor, CONTRÔLE, No. 105, Juni 1995, S. 20.
 
123
RISKAUDIT IRSN/GRS International ist eine gemeinnützige europäische wirtschaftliche Interessenvereinigung, die 1992 gemeinsam von IRSN und GRS gegründet wurde.
 
124
European Commission: nuclear safety and the environment, TSO Study Project on Development of a Common Safety Approach in the EU for Large Evolutionary Pressurised Water Reactors, EC EUR 20163 EN, Oktober 2001.
 
125
Paavola, Mauno: A new Power Plant for Finland, atw, Jg. 47, März 2002, S. 162–166.
 
126
Pays, R.: The EPR Project Flamanville 3, atw, Jg. 51, Februar 2006, S. 86–88.
 
Metadata
Title
Neue fortschrittliche Ansätze für Leichtwasserreaktoren
Author
Paul Laufs
Copyright Year
2018
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-54164-7_5