Rundum geschützt

Sämtliche Sicherheitsvorkehrungen in Kernkraftwerken haben ein Ziel: Weder im täglichen Betrieb noch bei Störfällen darf Radioaktivität Mitarbeitende, Bevölkerung und Umwelt gefährden. Bauliche, technische und organisatorische Massnahmen sorgen deshalb dafür, dass die Anlage einwandfrei funktioniert sowie vor Einwirkung von aussen und innen geschützt ist.

Schutz dank Mehrfachbarrieren

Mehrere Schutzhüllen schliessen die Reaktoren Schweizer Kernkraftwerke 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 Containment, auch Sicherheitsbehälter genannt, aus massivem Stahl. Es schliesst den 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.

Im Containment herrscht zudem ein Unterdruck. Bei einem Leck würde deshalb Luft von aussen ins Containment dringen, nicht umgekehrt. Sollte sich dennoch innerhalb des Containments 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 Jod, 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, dort aber rasch zerfallen. Systeme zur gefilterten Druckentlastung wurden bereits vor über 20 Jahren in die Schweizer Kernkraftwerke eingebaut.

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 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 aktualisiert werden müssen, hat das ENSI im Frühling 2013 das Thema des vorsätzlichen Flugzeugabsturzes wieder aufgegriffen. Unter Berücksichtigung der technischen Entwicklungen der letzten Jahre wurden 2018 die Untersuchungen aus dem Jahr 2003 aktualisiert und den Kraftwerken erneut ein guter Schutz ausgewiesen.

Um Cyberattacken in Kernkraftwerken zu verhindern, werden die Informationssysteme ausserordentlich streng geschützt. Wichtige sicherheitsrelevante Software-Systeme funktionieren autark, d.h. sie sind nicht mit der Aussenwelt verbunden (z.B. über Internet). Physikalische Zutrittsbarrieren zu den sensitiven Leittechniksystemen verhindern das Eindringen von Computerviren. Speziell beim Einbau neuer Systeme werden Fragen der IT-Sicherheit umfassend berücksichtigt. Nur ein sehr begrenzter und überprüfter Personenkreis mit langjährigen Ausbildungen und Fachkenntnissen hat Zugang zu den Systemen. Zudem werden sämtliche Mitarbeitende im sicheren Umgang mit elektronischen Informationssystemen geschult. 

Vor Erdbeben und Flut geschützt

Kernkraftwerke werden so gebaut bzw. nachgerüstet, dass sie schweren Erdbeben standhalten können. Wie auch für Staumauern gelten für Kernkraftwerke weitaus strengere Bestimmungen als für Normalbauten. Kernkraftwerke gehören daher zu den erdbebensichersten Bauten der Schweiz. Auch der Schutz vor Extremereignissen wie Überflutung gehört zu den Sicherheitsvorkehrungen. Deshalb sind alle Anlagen mit hochwassersicheren, gebunkerten Notstandssystemen ausgestattet. 

Nach dem Unfall in Fukushima wurde der Hochwasserschutz erneut unter die Lupe genommen. Das ENSI konnte bestätigten, dass alle schweizerischen Kernkraftwerke auch ein extremes Hochwasser, wie es durchschnittlich alle 10'000 Jahre einmal vorkommen kann, überstehen können. Dies sogar, wenn gleichzeitig die externe Stromversorgung ausfallen und alle flussaufwärts liegenden Staudämme brechen würden.

Automatisch geschützt – die Schnellabschaltung

Ungeplante Schnellabschaltungen von Kernreaktoren kommen von Zeit zu Zeit vor. Sie sind auch ein positives Signal: Die Sicherheitssysteme funktionieren, 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. Daraufhin werden die Turbinen abgeschaltet und der Generator wird vom Stromnetz getrennt. Der Reaktor wird weiter gekühlt und die Nachzerfallswärme abgeführt, welche die Spaltprodukte in den Brennstäben erzeugen. Der Reaktor befindet sich so in einem sicheren Zustand.

Das Reaktorschutz- und Schnellabschaltsystem umfasst alle Geräte 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 selbst bei Stromausfall und auch von Hand sicher und schnell abgeschaltet werden kann.

Das automatische Schnellabschaltsystem schützt die Anlage auch vor unzulässiger Beanspruchung. Es vermindert die Auswirkungen von Betriebsstörungen auf ein ungefährliches Mass und hilft, Schäden an Komponenten zu vermeiden.