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Alterung von Kernkraftwerken

Auch Kernkraftwerke kommen in die Jahre und so verändern sich mit der Zeit die Qualität und das Sicherheitsniveau einer Anlage. Ursprünglich vorgesehene Sicherheitsreserven gehen mit zunehmendem Alter verloren. Daher muss der Anlagenbetreiber bei einem älteren Reaktor darauf achten, dass er altersbedingte Schäden frühzeitig erkennt, bewertet und auf einen akzeptablen Umfang begrenzt. Doch ein vollständiger Schutz vor altersbedingten Schäden ist auch damit nicht möglich. Reparaturen und Nachbesserungen in begrenztem Umfang sind möglich. Veraltete Anlagenkonzepte, die praktisch die gesamte Anlage betreffen, lassen sich jedoch nur teilweise durch Nachrüsten verbessern. Fazit: Da der weltweite Kraftwerkspark immer älter wird, hat das entsprechende Konsequenzen für die Sicherheit.

s. Bild 06: Schematische Darstellung der Alterungsproblematik

Die Fachwelt verwendet keine einheitlichen Kriterien für den Begriff „Alterung“. Deshalb zeichnen die Statistiken über Störfälle auch kein eindeutiges Bild alterungsbedingter Schäden oder Ereignisse. Vielfach beziehen die Experten den Begriff Alterung lediglich auf technische Einrichtungen, wobei die darunter fallenden Einzelphänomene weitgehend bekannt sind. Die Prüfung der Experten kann dann nur in Bezug auf die Technik bescheinigen, dass die altersbedingten Schäden erwartungsgemäß verlaufen und die technischen sowie organisatorischen Hilfen ausreichen. Es zeigt sich jedoch bei den gemeldeten Störfällen in Kernkraftwerken, dass technische Altersprozesse trotzdem nicht rechtzeitig erkannt oder gestoppt werden konnten und so die Sicherheit gefährden. Einige Beispiele für typische Altersschäden an den Anlagen sind: Erosion, Risse in Bauteilen als Folge betrieblicher Belastungen, Veränderung elektrischer Kenngrößen, veränderte Eigenschaften von Schmierstoffen.

Aktuelle Konzepte wie die Empfehlung der deutschen Reaktor-Sicherheitskommission verfolgen dagegen einen umfassenden Ansatz. Diese verstehen unter dem Begriff Alterung die zeitabhängige Veränderung der Technik, der Organisation und des Personals. Es ist nicht ausreichend, das Alter nur auf technische Aspekte wie mechanische oder elektrische Eigenschaften zu beschränken, weil dann wesentliche Folgen außer Acht gelassen werden. Denn veralten können beispielsweise auch Management- und Betriebsführungssysteme und organisatorische Regelungen oder die Fachkompetenz des Personals. So kommt es in Kernkraftwerken vor, dass kaum noch Erfahrungen aus erster Hand vorhanden sind. Veralten können aber auch Sicherheitskonzepte sowie Grundsätze oder Anforderungen, die bei der Planung des Sicherheitskonzepts angelegt wurden und heute nicht mehr gelten, beispielsweise aufgrund technischer Weiterentwicklungen oder verschärfter Regelwerke (siehe Abbildung 06).

Folge der beschriebenen Prozesse: Die Anlagen entfernen sich mit zunehmendem Alter immer weiter vom Stand der Wissenschaft und Technik. Zwar können die Betreiber der Kernkraftwerke versuchen, ältere Anlagen durch Nachrüsten an den aktuellen Stand der Sicherheitstechnik anzugleichen. Das gelingt jedoch nur mit Abstrichen, denn grundlegende Merkmale können mit vertretbarem Aufwand kaum verändert werden (zum Beispiel die Anordnung von Gebäuden und Systemen, die Wandstärken von Gebäuden, die Auslegung von Großkomponenten). Daher erreichen ältere Meiler in der Regel nicht das Sicherheitsniveau von neuen Reaktoren.

Zwei Beispiele:

Die heute laufenden deutschen Kernkraftwerke gingen zwischen 1974 und 1988 in Betrieb. Seitdem hat sich die Sicherheitstechnik weiter entwickelt. Unterschiede bestehen beispielsweise darin, dass in neueren Anlagen üblicherweise vier gleichartige Sicherheitssysteme vorhanden sind, die räumlich getrennt und gegen Angriffe von außen geschützt sind. In älteren Anlagen sind die Systeme dagegen teilweise verknüpft und nur unzureichend voneinander getrennt. Dadurch besteht bei Störfällen die Gefahr weitreichender Auswirkungen, die nicht auf einen Strang des Systems beschränkt bleiben. Auch die Hülle des Reaktorgebäudes ist bei neueren Anlagen stärker und gewährt dadurch mehr Schutz. Selbst mit Nachrüstungen können Altanlagen diesen verbesserten Sicherheitsstandard nicht gleichwertig umsetzen.

Bei der Inbetriebnahme von Biblis A im Jahr 1975 war nur ein kleiner Bruchteil des heute gültigen kerntechnischen Regelwerks veröffentlicht. Daraus ergeben sich in vielen Details altersbedingte Unterschiede zwischen den Anlagen. Anlagenbetreiber argumentieren, dass für sie die Standards aus der Genehmigungszeit des Kernkraftwerks maßgeblich sind. Dadurch werden neuere Entwicklungen der Sicherheitsanforderungen außer Acht gelassen.

Literatur:

Empfehlung der Reaktor-Sicherheitskommission: Beherrschung von Alterungsprozessen in Kernkraftwerken. 22.07.2004, www.rskonline.de, Stand Februar 2011.

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