Moderne Kernkraftwerke

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. Viele der heute weltweit im Bau oder in Planung befindlichen Kernkraftwerke gehören der dritten Generation an. Die beiden ersten Kernkraftwerke der fortgeschrittenen dritten Generation haben 1996 und 1997 in Japan den Betrieb aufgenommen.

Effizienter, wirtschaftlicher und noch sicherer

Die Reaktorsysteme der dritten Generation sind in vielen Fällen eine Weiterentwicklung der zuverlässigen Reaktortypen der zweiten Generation. 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 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 einmal 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.

Kleine modulare Reaktoren

Während sich zurzeit die leistungsstarken und sehr sicheren Leichtwasserreaktoren der dritten Generation im Bau befinden, arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure weltweit an einer Vielzahl weiterer Reaktortypen. Dazu gehören kleine modulare Reaktoren (Small Modular Reactors, kurz SMRs) wie auch Reaktorsysteme der nächsten, vierten Generation. SMRs sollen in Serie gefertigt und so kostengünstiger werden als heutige Kernkraftwerke. Zudem bieten sie mehr passive Sicherheit und Flexibilität und haben einen geringeren Wartungsbedarf.