Sämtliche Sicherheitsvorkehrungen in Kernkraftwerken haben ein primäres Ziel: Weder im täglichen Betrieb noch bei Störfällen darf Radioaktivität Mitarbeitende gefährden oder unkontrolliert aus der Anlage entweichen und dadurch Bevölkerung und Umwelt gefährden. Bauliche, technische und organisatorische Massnahmen sorgen deshalb für das einwandfreie Funktionieren der Anlage sowie umfassenden Schutz vor Einwirkung von aussen und innen.

Vor Radioaktivität geschützt

Um Mensch und Natur zuverlässig vor Radioaktivität zu schützen, werden Kernkraftwerke nach dem «Matrioschka-Prinzip» gebaut. Wie bei diesen ineinander geschachtelten russischen Holzpuppen schliessen mehrere Barrieren den Reaktor sicher ein. Die äusserste Hülle, das Reaktorgebäude aus meterdickem Beton, schirmt die Umwelt vor Radioaktivität ab und schützt die Anlage zugleich gegen Einwirkungen von aussen. Darunter liegt das sogenannte Containment aus massivem Stahl. Es schliesst den sogenannten biologischen Schild, eine dicke Abschirmung aus Stahlbeton, sowie den Reaktordruckbehälter vollständig und luftdicht ein. Im Reaktordruckbehälter wiederum ist der Reaktorkern eingeschlossen. Und der Brennstoff selbst ist in die Brennstäbe verpackt, deren Hüllrohre gasdicht verschweisst sind.

Das Prinzip der Mehrfachbarrieren schützt die Umwelt vor Radioaktivität und den Reaktor vor Einwirkungen von aussen.

Diese Barrieren wirken wie ineinander gestellte Gefässe. Bei einem Leck sorgen die übrigen Behälter weiterhin für Sicherheit. Damit gefährliche Mengen an Radioaktivität austreten können, müssten gleichzeitig sämtliche Behälter undicht werden. Das ist extrem unwahrscheinlich. Im Containment herrscht zudem ein Unterdruck. Bei einem Leck würde deshalb Luft von aussen ins Containment dringen, nicht umgekehrt. 

Mehrfach ineinandergeschachtelt: Versagt ein Behälter, sorgen die übrigen weiterhin für Sicherheit. (Bild: Nuklearforum Schweiz)

Sollte sich dennoch, etwa bei einem schweren Unfall, innerhalb des Sicherheitsbehälters ein Überdruck aufbauen, so könnte Luft über ein spezielles Filtersystem abgelassen werden. Diese sogenannt gefilterte Druckentlastung würde über 99 Prozent der radioaktiven Stoffe (vor allem Iod, Caesium und Aerosole) im Kernkraftwerk zurückhalten. Uran und Plutonium sind schwerflüchtig und gelangen praktisch nicht in die Umgebung. Nur radioaktive Edelgase (Xenon und Krypton) würden in die Luft abgegeben, zerfallen dort aber rasch. Systeme zur gefilterten Druckentlastung wurden bereits vor über 20 Jahren in die Schweizer Kernkraftwerke eingebaut.

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Vor Terror und Sabotage geschützt

Die Gefahr von Terroranschlägen wurde bei den Schweizer Kernanlagen schon bei der Planung berücksichtigt. Wie sicher die Kernkraftwerke bei einem Angriff mit grossen Verkehrsflugzeugen wären, überprüften die Schweizer Aufsichtsbehörden nach dem Terrorangriff vom 11. September 2001 in New York. Die Ergebnisse zeigen, dass die jüngeren Kernkraftwerke Gösgen und Leibstadt nahezu einen Vollschutz aufweisen. Aber auch die älteren Anlagen Beznau und Mühleberg sind gut geschützt, vor allem wegen den bereits zuvor nachgerüsteten, speziell gebunkerten Notstandssystemen. Da Sicherheitsanalysen per Gesetz regelmässig aktualisiert werden müssen, hat das ENSI im Frühling 3013 das Thema des vorsätzlichen Flugzeugabsturzes neu aufgegriffen. Unter Berücksichtigung der technischen Entwicklungen der letzten Jahre werden die Untersuchungen aus dem Jahr 2003 aktualisiert. Mehr zu diesem Thema finden Sie hier.

Für weitere Informationen der Aufsichtsbehörde ENSI zu einem vorsätzlichen Flugzeugabsturz klicken Sie bitte hier.

Um Cyberattacken in Kernkraftwerken zu verhindern, werden die Informationssysteme ausserordentlich streng geschützt. Wichtige und sicherheitsrelevante Software-Systeme funktionieren autark, als sogenannt gekapselte Systeme, d.h. sie sind nicht mit der Aussenwelt verbunden (z.B. über Internet). Mehrere physikalische Zutrittsbarrieren zu den sensitiven Leittechniksystemen verhindern das Eindringen von Computerviren. Speziell beim Einbau neuer Systeme werden Fragen der IT-Sicherheit gebührend berücksichtigt. Nur ein sehr begrenzter und überprüfter Personenkreis mit langjährigen Ausbildungen und Fachkenntnissen hat Zugang zu den Systemen. Zudem wird sämtliches Personal im sicheren Umgang mit elektronischen Informationssystemen geschult. Das eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) hat das Rahmenkonzept IT-Security sowie entsprechende werkspezifische Sicherheitskonzepte der Kernkraftwerke geprüft und positiv beurteilt.

Vorsorge gegen Flugzeugabsturz: Schutz durch meterdicken Beton. (Bild: KKG)
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Vor Erdbeben und Flut geschützt

Kernkraftwerke werden so gebaut – oder nachgerüstet –, dass sie schweren Erdbeben widerstehen können. Wie auch für Staumauern gelten für Kernkraftwerke weitaus strengere Bestimmungen als für Normalbauten. Kernkraftwerke gehören daher zu den erdbebensichersten Bauten der Schweiz (siehe rechte Randspalte).

Die Schweizer Anlagen wurden bewusst im seismisch wenig aktiven Mittelland gebaut. Denn die schwersten hier beobachteten Beben erreichten die Magnitude 6. Bei einer durchschnittlich anzunehmenden Entfernung vom Epizentrum würden die Kernkraftwerke solche Beben ohne wesentliche Schäden überstehen. Das Erbeben in Japan vom Frühling 2011 erreichte die Stärke 9. Es hatte also einen tausend Mal höheren Energiegehalt als die stärksten, im Schweizer Mittelland dokumentierten Erdbeben. Selbst diesem extremen Beben hielten die Japanischen Kernkraftwerke stand – wenngleich nicht alle dem darauffolgenden Tsunami.

Die Erdbebensicherheit der Schweizer Kernkraftwerke wurde von 2008 bis 2013 erneut im Pegasos Refinement Project untersucht. Das Projekt wurde auf der höchsten und anspruchsvollsten Stufe eines international anerkannten Vorgehens durchgeführt – lediglich die Schweiz und die USA können dies vorweisen. Die Studie wurde im Mai 2013 abgeschlossen. Die Ergebnisse werden nach Prüfung durch das ENSI im Jahr 2015 publiziert.

Erdbebenschutz als Daueraufgabe: Bodenuntersuchen in einem Schweizer Kernkraftwerk. (Bild: KKG)

Seit jeher gehört in der Schweiz der Schutz vor Extremereignissen wie Überflutung und möglichen Folgen zu den Sicherheitsvorkehrungen. Auch deshalb sind alle Anlagen mit hochwassersicheren, gebunkerten Notstandssystemen ausgestattet. Dank diesen Systemen bescheinigt das ENSI den schweizerischen Kernkraftwerke weltweit gesehen einen sehr hohen Schutzgrad gegen externe Ereignisse wie Erdbeben und Überflutung.

Nach dem Unfall in Fukushima wurde der Hochwasserschutz erneut unter die Lupe genommen. Doch das ENSI konnte bestätigten, dass alle schweizerischen Kernkraftwerke auch ein extremes Hochwasser, wie es durchschnittlich alle 10 000 Jahre einmal vorkommen kann, beherrschen, selbst wenn gleichzeitig die externe Stromversorgung ausfallen würde und alle flussaufwärts liegenden Staudämme brechen würden. Die geltenden Grenzwerte würden von allen Anlagen deutlich eingehalten.

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Automatisch geschützt – die Schnellabschaltung

Ungeplante Schnellabschaltungen von Kernreaktoren kommen ab und zu vor. Ein solcher Vorfall ist auch ein positives Signal: Die technischen Sicherheitssysteme im Kernkraftwerk funktionieren, und der automatische Reaktorschutz hat den Reaktor schnell heruntergefahren. Dies tritt ein, wenn ein bis zwei physikalische Grössen, die durch das engmaschige Netz von Messinstrumenten in der Anlage überwacht werden, vorgegebene Grenzwerte erreichen, beispielsweise im Bereich Druck, Temperatur, Neutronenfluss und Aktivität.

Bei einer Schnellabschaltung werden die Regelstäbe innert weniger Sekunden in den Reaktorkern eingeführt, was die Kernspaltung sofort unterbricht. Darauf werden die Turbinen abgeschaltet und der Generator vom Stromnetz getrennt. Der Reaktor wird weiter gekühlt und die Nachzerfallswärme abgeführt, welche die Spaltprodukte in den Brennstäben erzeugen. Er befindet sich so in einem sicheren Zustand. 

Das Reaktorschutz- und Schnellabschaltsystem umfasst alle Geräte und Einrichtungen von der Instrumentierung über den Logikteil bis zur Steuerebene, die zur Auslösung von Schutzaktionen notwendig sind. Mehrere voneinander unabhängige Auslösekanäle stellen sicher, dass der Reaktor stets, selbst bei Stromausfall, sicher abgeschaltet werden kann. Eine Schnellabschaltung kann auch von Hand ausgelöst werden. 

So schützt das automatische System für die Schnellabschaltung des Reaktors auch die Anlage vor unzulässiger Beanspruchung. Es vermindert die Auswirkungen von Betriebsstörungen auf ein ungefährliches Mass und hilft, Schäden an Komponenten – wie beispielsweise Brennstoff-Hüllrohren – zu vermeiden.

Die Betreiber der Kernkraftwerke sind für die Sicherheit in und um die Anlagen verantwortlich. Bei  Auslegung,  Bau und Betrieb der Anlagen müssen sie Schutzmassnahmen nach international anerkannten Grundsätzen treffen. Für den Fall, dass gefährliche Mengen radioaktiver Stoffe freigesetzt würden, haben sie zudem Notfallschutzmassnahmen vorzubereiten. Für den Notfallschutz in der Umgebung von Kernkraftwerken arbeiten die Betreiber der Kernkraftwerke eng mit den verschiedenen Bundesstellen, den Kantonen und Gemeinden zusammen.

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Medienmitteilung

Betriebsverlauf

13.11.2017 11:09

Die Anlage produzierte im Oktober 2017 nach Plan und ohne Unterbruch.

Im Berichtsmonat bestand

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