Die erste Generation von Kernkraftwerken ging vor gut 50 Jahren ans Netz. Seither wurde die Entwicklung stark vorangetrieben. Die Schweizer Kernkraftwerke, die sich im industriellen Alltag bewährt haben, gehören zur Generation zwei und zwei plus. Durch sorgfältige Wartung und Erneuerung kann die Betriebsdauer solcher Anlagen auf 60 oder mehr Jahre verlängert werden. Dies gilt besonders für die Schweiz, wo die Betreiber über die Jahre erheblich in die Sicherheit und Erneuerung ihrer Anlagen investiert haben. Dadurch haben die Schweizer Kernkraftwerke heute annähernd das sicherheitstechnische Niveau von Anlagen der dritten Generation erreicht.

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Viele der heute weltweit über 200 im Bau oder in Planung befindlichen Kernkraftwerke gehören der dritten Generation an. In den kommenden Jahren werden diese fortgeschrittenen Reaktortypen in vielen Ländern den Kernkraftwerkspark der zweiten Generation erneuern sowie fossile Kraftwerke ablösen. Denn der weltweite Energieverbrauch steigt – und damit die gesundheits- und klimaschädigenden Emissionen aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Umso wichtiger werden emissionsarme und klimafreundliche Technologien wie die Kernenergie und die erneuerbaren Energien.

Die beiden ersten Kernkraftwerke der fortgeschrittenen dritten Generation haben 1996 und 1997 in Japan den Betrieb aufgenommen.

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Die dritte Generation im Bau: Der neue europäischn Druckwasserreaktor EPR in Olkiluoto, Finnland, soll Anfang 2020 in Betrieb gehen. (Bild: TVO)

Effizienter, wirtschaftlicher und noch sicherer

Die Reaktorsysteme der dritten Generation sind in vielen Fällen eine Weiterentwicklung der zuverlässigen Reaktortypen der zweiten Generation. Darin verbanden die Konstrukteure den allgemeinen technischen Fortschritt der letzten Jahrzehnte mit den praktischen Erfahrungen aus über 12’000 Reaktorbetriebsjahren. Punkto Sicherheit sind Kernkraftwerke der Generation drei plus praktisch nicht mehr zu toppen.

Sie zeichnen sich aus durch:

  • Mehr Effizienz durch einen geringeren Uranbedarf pro Kilowattstunde
  • Verbesserte Wirtschaftlichkeit durch standardisierte und modulare Konstruktionsweisen, was Bewilligungsfristen, Bauzeit und Kapitalkosten reduziert
  • Noch mehr Sicherheit durch Weiterentwicklung der Technik: optimierte Notkühlsysteme; mehrfach geführte, voneinander unabhängige und räumlich getrennte Systeme (Redundanzen); technisch diversifizierte und passive Sicherheitssysteme
  • Erhöhten Schutz gegen Einwirkung von aussen wie Erdbeben oder Flugzeugabsturz durch besonders massive Bauweisen
  • Sicherheit der dritten Generation heisst, dass selbst bei schweren Unfällen die Auswirkungen auf die Anlage beschränkt bleiben. Auch eine Kernschmelze führt nicht zur Freisetzung radioaktiver Stoffe. Nur in höchst unwahrscheinlichen Szenarien könnten radioaktive Stoffe aus der Anlage entweichen, allerdings nur in so kleinen Mengen, dass Mensch und Umwelt nicht zu Schaden kämen.

Sicherheit der dritten Generation heisst, dass selbst bei schweren Unfällen die Auswirkungen auf die Anlage beschränkt bleiben. Auch eine Kernschmelze führt nicht zur Freisetzung radioaktiver Stoffe. Nur in höchst unwahrscheinlichen Szenarien könnten radioaktive Stoffe aus der Anlage entweichen, allerdings nur in so kleinen Mengen, dass Mensch und Umwelt nicht zu Schaden kämen.

Sicherheit dank passiver Systeme

Viele Reaktoren der dritten Generation verfügen über neuartige, sogenannt passive Sicherheitssysteme. Sie basieren auf Naturgesetzen wie beispielsweise der natürlichen Zirkulation von Flüssigkeit und Gasen bei unterschiedlicher Temperatur. Im Unterschied zu aktiven Sicherheitssystemen benötigen passive Systeme keine motorgetriebenen Pumpen oder Ventile. Sie funktionieren ohne Energiezufuhr von aussen und erfüllen ihre Aufgabe ganz von allein aufgrund der Naturkräfte. Dies macht man sich hauptsächlich für die Kühlsysteme zunutze.

Im Falle einer schweren Fehlfunktion könnten Reaktoren wie beispielsweise der amerikanische AP1000 während dreier Tage ohne Eingriff der Operateure sich selbst überlassen werden, ohne dass es zu einer gefährlichen Situation kommt. Selbst bei einer Kernschmelze könnte die Schmelze im Reaktordruckgefäss oder – wie beim EPR (Evolutionary Pressurized Water Reactor) – in einem speziellen Auffangbecken zurückgehalten und die Wärme kontrolliert abgeführt werden. Das Risiko eines schweren Kernschadens mit schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt sinkt auf weniger als ein Mal in einer Million Jahren.

Die Sicherheitssysteme des EPR bieten höchsten Schutz für die Umwelt. Der EPR ist mit vier vollständig voneinander unabhängigen und räumlich getrennten Sicherheitssystemen ausgerüstet (Redundanzen). Zusätzlich zum heute üblichen meterdicken Reaktorgebäude aus Stahlbeton bietet eine zweite Betonschale weiteren Schutz – nach aussen wie nach innen.

Anbieter in aller Welt

Auf dem Weltmarkt bieten gegenwärtig Hersteller aus China, Europa, Nordamerika, Ostasien und Russland Reaktorsysteme der Generation drei und drei plus an. Die meisten gehören zu den bewährten Leichtwasserreaktoren, die gewöhnliches Wasser als Kühlmittel und Moderator für die Kernspaltung verwenden. Leichtwasserreaktoren werden in Druckwasser- und Siedewasserreaktoren unterschieden.

Zu den fortgeschrittenen Druckwasserreaktoren gehört der vom US-amerikanischen Unternehmen Westinghouse angebotene AP1000 (Advanced Passive Plant, elektrische Leistung ca. 1100 Megawatt). Reaktoren dieses Typs stehen in China in Betrieb. Bauprojekte laufen derzeit in China und den USA. 

Aus Europa stammt der französisch-deutsche fortgeschrittene Druckwasserreaktor EPR (1600 Megawatt) von Areva. Je ein EPR ist zurzeit in Frankreich und in Finnland im Bau. In China steht einer in Betrieb und einer in Bau.

Der russische Staatskonzern Rosatom bietet die sogenannten WWER-Druckwasserreaktoren der dritten Generation (AES-Reihe) an. Solche Anlagen sind bereits in China, Indien, Iran und Russland in Betrieb und mehrere Länder hegen Baupläne.

China bietet den Hualong One (1100 Megawatt) an. Kernkraftwerke dieses Typs werden derzeit einzig in China gebaut. Baupläne für weitere Anlagen gibt es neben China noch in Grossbritannien.

Zudem bieten Areva/Mitsubishi mit dem Atmea1 einen im Vergleich zum EPR etwas kleineren Druckwasserreaktor mit rund 1100 Megawatt an, der noch nirgends gebaut wurde.

Die Korea Hydro and Nuclear Power Co. stellt den APR-1400 her. Südkorea hat Anfang 2016 die weltweit erste Einheit dieses Typs in Betrieb genommen. Bauprojekte sind in Südkorea und in den Vereinigten Arabischen Emiraten am Laufen. Der Bau von APR-1400 wird in Grossbritannien diskutiert.

Bei den Siedewasserreaktoren gibt es zurzeit den Kerena (SWR1000, 1250 Megawatt) von Areva, der marktreif, aber noch nirgends im Bau ist. Der von General Electric (USA) entwickelte Siedewasserreaktor ESBWR (Economic and Simplified Boiling Water Reactor, ca. 1500 Megawatt) wurde ebenfalls noch nicht bestellt, doch sind in den USA zwei Baugesuche eingereicht worden. Der fortgeschrittene Siedewasserreaktor ABWR der Hitachi/Toshiba und General Electric Nuclear Energy Ltd. hingegen ist schon in Japan in Betrieb und wird für Neubauten in Grossbritannien in Erwägung gezogen. Jeweils zwei weitere Einheiten sind in Taiwan sowie in Japan im Bau. Japan will diese Anlagen trotz dem Unfall in Fukushima wie geplant fertigstellen. Der ABWR ist auch für die USA zertifiziert.

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Die Generation III+ aus den USA: der AP1000 (Bild: Westinghouse

Während zurzeit die leistungsstarken und sehr sicheren Leichtwasserreaktoren der dritten Generation in Bau stehen, arbeiten Wissenschafter und Ingenieure weltweit an einer Vielzahl weiterer Reaktortypen. Dazu gehören kleine modulare Reaktoren für die Welt von morgen wie auch die Reaktorsysteme der nächsten, vierten Generation für eine nachhaltige Energieversorgung von übermorgen.


Medienmitteilung

Betriebsverlauf im März

15.4.2019 17:25

Die Anlage produzierte im März 2019 nach Plan und ohne Unterbruch.      

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