Die Rosyth-Werft in Großbritannien führt die weltweit erste vollständige Demontage eines Atom-U-Boots durch. Der Kommandoturm des Demonstrationsschiffs HMS Swiftsure wurde im Juni 2025 geöffnet, und die vollständige Demontage des Schiffes wird bis Ende 2026 erwartet. Bei diesem 1972 in Dienst gestellten Atom-U-Boot wurden im Zuge der Demontage bereits über 500 Tonnen konventioneller Atommüll entfernt. Geplant ist, 90 % der Strukturen und Komponenten zu recyceln oder wiederzuverwenden. Babcock hat einen Dreijahresvertrag im Wert von 114 Millionen Pfund (ca. 155 Millionen US-Dollar) erhalten, um die Entladung des Kernbrennstoffs aus den nachfolgenden U-Booten der Trafalgar-Klasse vorzubereiten. Der bei der Demontage gewonnene hochwertige Stahl wird zur Herstellung von Komponenten für zukünftige U-Boote der Royal Navy verwendet. Dieses „Schiff-zu-Schiff-Recycling“-Modell ist die erste Einrichtung einer geschlossenen Wertschöpfungskette für das Recycling ausgemusterter Atom-U-Boote. Von Reaktordruckbehältern und Primärkühlmittelleitungen bis hin zu Außenwärmetauschern – die technischen Herausforderungen beim Recycling ausgemusterter Atom-U-Boote liegen in der Identifizierung, Demontage und Sortierung von Speziallegierungen. Schweißverbindungen mit unterschiedlichen Metallen wie Titanlegierungen , Kupfer-Nickel-Legierungen und Edelstahl müssen während der Demontagephase deutlich gekennzeichnet werden; andernfalls verunreinigen Verunreinigungen die Schmelze beim Einschmelzen und machen die gesamte Charge unbrauchbar. Die Rossis-Anlage beschäftigt derzeit 200 technische Mitarbeiter, die sich dem Recycling ausgemusterter Atom-U-Boote widmen. Das dort entwickelte Demontageverfahren wird direkt auf die verbleibenden 26 ausgemusterten Atom-U-Boote der Royal Navy angewendet.
Die Wärmetauscher der EF(N)-Serie der US-Marine werden gemäß MIL-C-15730-Standard gefertigt. Das Modell der Klasse 4 ist speziell für die Frischwasserkühlung von U-Booten konzipiert. Bei diesem unkonventionellen Wärmetauschertyp wird die Verbindung zwischen Titanrohren und Kupfer-Nickel-Legierungs-Rohrböden im sogenannten „Quell-zuerst-Schweißen“-Verfahren hergestellt. Die Titanrohre werden zunächst durch Walzen in die äußeren 90/10-Kupfer-Nickel-Rohrböden eingebettet. Anschließend werden die Innenrohre über ihre gesamte Länge gequollen, um eine dichte Verbindung zu gewährleisten. Ein technischer Bewertungsbericht der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEA) weist darauf hin, dass Spaltkorrosion nicht vollständig ausgeschlossen werden kann, wenn die Verbindung von Titanrohren mit unterschiedlichen Rohrböden ausschließlich durch Aufquellen erfolgt. Dichtschweißungen sind daher die effektivste Methode, um das Eindringen von Kühlmittel in die Verbindungen zu verhindern. Kupfer-Nickel-Legierungs-Rohrböden werden üblicherweise in den Güteklassen 70/30 oder 90/10 gewählt. Erstere bietet eine höhere Festigkeit für höhere Durchflussraten, während letztere eine bessere Wärmeleitfähigkeit für eine verbesserte Wärmeübertragungseffizienz aufweist. Bei unkonventionellen Wärmetauscheranwendungen mit Titanrohren liegt ein entscheidender Vorteil von Kupfer-Nickel-Legierungs-Rohrböden darin, dass sich in Meerwasser auf natürliche Weise ein schützender Oberflächenfilm bildet. Dieser verhindert im Gegensatz zu Edelstahl Lochfraß und Spannungsrisskorrosion. Betriebsdaten von Entsalzungsanlagen zeigen, dass dünnwandige Titanrohre mit einer Wandstärke von 0,5 mm, die in Kupfer-Nickel-Legierungs-Rohrböden expandiert werden, hydrostatische Druckprüfungen ohne Leckage bestehen. Ihre Auszugsfestigkeit korreliert positiv mit dem Verhältnis von Wandstärke zu Außendurchmesser. In Recyclinganlagen zur Verarbeitung ausgemusterter Atom-U-Boote können die Kupfer-Nickel-Legierungs-Rohrböden solcher Wärmetauscher nach dem Ausbau direkt zum Wiedereinschmelzen in den Ofen zurückgeführt werden, während die Titanrohre aus unkonventionellen Wärmetauschern demontiert und als Titanschrott klassifiziert werden. Es ist zu beachten, dass bei längerer Einwirkung von sulfidbelastetem Meerwasser während des Betriebs die Verbindungsstellen mit Titan aufgrund galvanischer Effekte beschleunigter Korrosion unterliegen können. Diese Korrosion beeinträchtigt jedoch nicht den Wert der Kupfer-Nickel-Legierung als hochreines Einschmelzmaterial beim Recycling ausgemusterter Atom-U-Boote. Erfahrungen aus mehreren Abwrackwerften an der Pazifikküste zeigen, dass auch Titanrohre aus nicht standardisierten Wärmetauschern die erwähnten galvanischen Korrosionsspuren aufweisen; beim Sortieren genügt es, die Verbindungsstellen einfach abzutrennen. Auf dem Spotmarkt erzielen intakte Kupfer-Nickel-Rohrplatten Preise im Bereich der 70/30-Kupfer-Nickel-Rohre von Goodfellow – Rohre in Laborqualität kosten etwa einige Dutzend Dollar pro tausend Millimeter.Industriequalität wird mit einem Abschlag auf Basis des Kupfer-Nickel-Spotindex der Londoner Metallbörse abgerechnet.
Die Verbindung zwischen der Propellernabe eines U-Boots und der Stahlwelle stellt im Grunde einen direkten Konflikt der Materialwissenschaften dar. Würde man eine Propellernabe aus Titanlegierung einfach auf eine hochfeste Stahlwelle schrauben, würde Meerwasser als Elektrolyt wirken, und die galvanische Potenzialdifferenz zwischen den beiden Metallen wäre ausreichend, um innerhalb weniger Monate Lochfraßkorrosion an der Kontaktfläche zu verursachen. Bei der Stilllegung und Demontage ausgemusterter Atom-U-Boote entdeckte die britische Marine, dass frühe U-Boote der Trafalgar-Klasse ein Sprengschweißverfahren nutzten, um Titan und Stahl in einer Übergangsverbindung vorzuverbinden. Anschließend wurden die Enden der Verbindung mit demselben Metall verschweißt. Beim Abwracken des Antriebssystems ist dieser Übergangsbereich ein kritischer Sortierpunkt: Die Stahlseite wird dem Eisenmetallstrom, die Titanseite dem Nichteisenmetallstrom zugeteilt, und die sprenggeschweißte Schicht in der Mitte wird aufgrund von Restspuren von Edelmetall -Lötmaterial separat gekennzeichnet. Bei Verbindungen unterschiedlicher Metalle im Ruderantrieb ist das Verfahren einfacher: Zwischen der Pleuelstange aus Titanlegierung und dem Edelstahlbolzen wird ein silberbasierter Trockenschmierstoff aufgetragen, der ein Festfressen verhindert und gleichzeitig galvanische Korrosion reduziert. Im Recyclingprozess für außer Dienst gestellte Atom-U-Boote bedeutet dies, dass bei der Ruderdemontage stets die Zeichnungen auf eventuell vorhandene Beschichtungen überprüft werden müssen, wenn Gewindeverbindungen aus unterschiedlichen Materialien auftreten. Andernfalls führt das Mischen der Materialien im Ofen zu Silberverunreinigungen. Derzeit werden in der Demontageanlage von Rosis die Verbindungen vor dem Durchtrennen der Rohrleitungen mit einem tragbaren Röntgenfluoreszenz-Analysator gescannt, wodurch die Zusammensetzung innerhalb von zwei Sekunden ermittelt wird.
Der Primärkreislauf ist die Lebensader eines Atom-U-Boots und der Bereich, in dem die Probleme mit der Materialverträglichkeit am stärksten auftreten. Der Reaktordruckbehälter und die Hauptleitungen bestehen aus austenitischem Edelstahl oder Nickelbasislegierungen , während einige angeschlossene Hilfsleitungen aus Titanlegierungen gefertigt sind, um Gewichtsreduzierung und nichtmagnetische Eigenschaften zu gewährleisten. Diese beiden Materialien lassen sich nicht direkt schmelzschweißen; Schweißen führt sofort zu Rissen. Der ursprüngliche Ansatz bestand darin, Palladium- oder Gold-basierte Lötlegierungen zu verwenden, um bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Grundmaterials eine Kapillarpenetrationsverbindung herzustellen. Dadurch entstand eine duktile Pufferschicht, die gleichzeitig die Migration von Wasserstoffisotopen unterband. Als das britische „Fast“-Demontageteam die Rohrleitungen des Primärkreislaufs durchtrennte, priorisierte es das Abtrennen gerader Rohrabschnitte in großem Abstand zu den Verbindungsstellen. Die Abschnitte mit den Verbindungsstellen blieben intakt und wurden zur Demontage in die Nachbearbeitungswerkstatt geschickt. Ziel war es, die wenigen Gramm Palladium oder Gold separat zu gewinnen. Beim Recycling ausgemusterter Atom-U-Boote ist Geschwindigkeit bei diesen Bauteilen nicht entscheidend – ein einziger falscher Schnitt würde dazu führen, dass sich das Edelmetall-Lötmaterial mit dem Edelstahlschrott vermischt und eine spätere Trennung unmöglich macht. Primärstromkreise verwenden zudem platinbeschichtete Titananoden als elektrochemische Schutzkomponenten. Die Platinschicht ist nur wenige Mikrometer dick; würde man sie direkt einschmelzen, würde sich das Platin im flüssigen Titan so stark verdünnen, dass es keinen Wert mehr hätte. Daher schreiben die Recyclingstandards für ausgemusterte Atom-U-Boote vor, dass beim Ausbau des kathodischen Korrosionsschutzsystems die platinbeschichteten Titananoden zunächst als Ganzes entfernt und anschließend chemisch abgetaut werden, um die Platinbeschichtung zurückzugewinnen. Das Team von Babcock gab bekannt, dass die Gesamtfläche dieser beschichteten Hilfsanoden auf einem einzelnen U-Boot zwar nicht groß ist, der kumulierte Wert jedoch angesichts des internationalen Spotpreises für Platin von über 2201 US-Dollar pro Unze ( Datenquelle: 11.05.2026, DONGSHENG - Seite für Edelmetallpreise ) eine Rückgewinnungsmaßnahme darstellt, die ernsthafte Beachtung verdient.
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