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Alle schweizerischen Kernkraftwerke beherrschen auch ein extremes Hochwasser, wie es durchschnittlich alle 10’000 Jahre einmal vorkommen kann. Auch wenn gleichzeitig die externe Stromversorgung ausfällt, können die Anlagen in einen sicheren Zustand überführt werden. Die geltenden Grenzwerte werden von allen Anlagen deutlich eingehalten.
Das ENSI hat die Hochwassernachweise aller Schweizer Kraftwerke nach eingehender Prüfung akzeptiert. Das Kernkraftwerk Mühleberg kann aber erst wieder ans Netz gehen, wenn die laufenden Nachrüstmassnahmen für die Kühlwasserfassung in der Aare abgeschlossen und vom ENSI akzeptiert sind.
Von der Forderung des ENSI zum Hochwassernachweis
Das ENSI hatte am 1. April 2011 verfügt, dass alle schweizerischen Kernkraftwerke (KKW) den deterministischen Nachweis zur Beherrschung des 10’000-jährlichen Hochwassers zu erbringen haben. Alle vier KKW-Betreiber haben ihren Nachweis dem ENSI bis 30. Juni 2011 fristgerecht eingereicht. Alle Werksbetreiber kommen aufgrund der Ergebnisse der Analysen zum Schluss, dass ihre Anlagen einen sehr grossen Schutzgrad gegenüber dem Störfall einer externen Überflutung aufweisen und dass die gesetzlichen Anforderungen mit grossen Sicherheitsreserven eingehalten sind. Der für diesen Störfall ermittelte Dosiswert für die Bevölkerung in der Umgebung der KKW ist jeweils deutlich kleiner als der gesetzliche Grenzwert von 100 mSv für nicht beruflich strahlenexponierte Personen.
Die Forderungen des ENSI für den Hochwasser-Nachweis
Vor dem Hintergrund der Ereignisse in Japan hat das ENSI basierend auf der Verordnung des UVEK vom 16. April 2008 über die Methodik und die Rahmenbedingungen zur Überprüfung der Kriterien für die vorläufige Ausserbetriebnahme von Kernkraftwerken am 18. März 2011 verfügt, dass die Auslegung der Kernkraftwerke in der Schweiz bezüglich Erdbeben und Überflutung unverzüglich neu zu überprüfen ist.
Ferner hat das ENSI in seiner 2. Verfügung vom 1. April 2011 die Rahmenbedingungen sowie die Termine für diese Überprüfung festgelegt. Bezüglich der Gefährdung durch Hochwasser sollten insbesondere die Folgeschäden wie Verstopfung oder Zerstörung von Einlaufbauwerken durch mitgeführtes Geschiebe und Schwemmgut im Detail untersucht werden.
Überprüfung der Eingaben der Kraftwerksbetreiber durch das ENSI:
Das ENSI hat die von den Kernkraftwerkbetreibern eingereichten sicherheitstechnischen Nachweise eingehend geprüft. Im Zentrum der detaillierten Überprüfung der Analysen der Kraftwerke bezüglich des 10’000-jährlichen Hochwassers standen:
- die Auswirkungen auf die Anlagen,
- die Annahmen zur Überführung der Anlagen in einen sicheren Zustand,
- die Aufrechterhaltung dieses Zustands während der geforderten Zeitdauer von 72 Stunden,
- die aus diesem Störfall resultierende Strahlendosis für die Bevölkerung.
Die Resultate zu den einzelnen KKW:
KKW Beznau
Das Kernkraftwerk Beznau (KKB) kommt aufgrund der Ergebnisse seiner Analysen zum Schluss, dass es mit seinen beiden Blöcken einen sehr grossen Schutzgrad gegenüber dem Störfall einer externen Überflutung aufweist und die gesetzlichen Anforderungen mit grossen Sicherheitsreserven eingehalten sind. Der dabei ermittelte Dosiswert für die Bevölkerung in der Umgebung des KKB ist mehr als hundert Mal kleiner als der gesetzliche Grenzwert für diesen Störfall.
Das ENSI hat bei der Überprüfung der KKB-Angaben zum 10’000-jährlichen Hochwasser festgestellt, dass der von der Betreiberin für diesen Fall bestimmte Durchflusswert von 4’200 m3/s angemessen ist für die Abschätzung der mittleren, bei einem 10’000-jährlichen Hochwasser zu erwartenden Überflutungshöhe am Standort des KKB. Das vom KKB genutzte Überflutungsmodell erlaubt eine belastbare Bestimmung des zu erwartenden Wasserstands im Bereich der KKB-Gebäude, wobei die erwarteten Überflutungshöhen im Bereich der KKB-Gebäude mit bis zu 0,37 m im Vergleich zur Auslegung des KKB mit einer Abdichtung bis zu 1,65 m Höhe relativ gering sind.
Die systemtechnischen Annahmen und Rahmenbedingungen sowie der vom KKB angestrebte sichere Zustand der Anlage mit Nachwärmeabfuhr über die Dampferzeuger, welche das KKB der Analyse zugrunde gelegt hat, sind plausibel. Beim ausschliesslichen Einsatz der Notstandsysteme zur Störfallbeherrschung kann die Nachwärmeabfuhr mit den vorhandenen Kraftstoffvorräten für die Notstanddiesel für mindestens 96 Stunden aufrecht erhalten werden.
Die Überprüfung der radiologischen Analyse des Überflutungsstörfalls hat ergeben, dass die zugrunde liegenden Annahmen belastbar sind. Die Ausbreitungs- und Dosisberechnungen des KKB wurden den gesetzlichen Richtlinien entsprechend durchgeführt, und die resultierende Störfalldosis wurde nachvollziehbar und korrekt bestimmt.
Fazit ENSI:
Das KKB hat den Nachweis der Beherrschung des 10’000-jährlichen Hochwassers unter den vom ENSI gesetzten Rahmenbedingungen erbracht. Die bei diesem Überflutungs-Störfall resultierende Strahlendosis liegt auch bei Annahme konservativer Rahmenbedingungen deutlich unter dem für einen Störfall nach Strahlenschutzverordnung zulässigen Wert von 100 mSv für die Bevölkerung im Umfeld des Kraftwerks.
KKW Gösgen
Das Kernkraftwerk Gösgen (KKG) hat Nachweise für zwei verschiedene Hochwasserszenarien eingereicht. Im ersten Szenario geht KKG davon aus, dass Kraftwerksgelände bei einem 10’000-jährlichen Hochwasser knapp nicht überflutet wird und der Störfall allein mit den notstromversorgten Sicherheitssystemen beherrscht werden kann. Im zweiten Szenario weist KKG nach, dass auch Hochwasser, welche zu einer Überflutung des Kraftwerksgeländes führen, mit Hilfe der notstandgesicherten Systeme beherrscht werden.
Für alle betrachteten Szenarien kommt das KKG aufgrund der Ergebnisse der Analysen zum Schluss, dass die resultierenden Dosiswerte deutlich unterhalb des anwendbaren, gesetzlichen Grenzwertes liegen.
Das ENSI hat bei der Überprüfung des für das erste Szenario hergeleiteten Durchflusswertes festgestellt, dass das KKG dabei von einem zu wenig konservativen Zufluss zum Wehr Winznau ausgeht. Im Gegensatz zum KKG geht das ENSI bei einem 10’000-jährlichen Hochwasser von einer deutlichen Überflutung des Kraftwerksgeländes aus. Das ENSI stützt sich für seine Beurteilungen deshalb auf das zweite Szenario (Hochwasserbeherrschung mit Hilfe der notstandgesicherten Systeme) ab.
Der Nachweis zur Störfallbeherrschung mit diesem Szenario wird vom ENSI akzeptiert. Die systemtechnischen Annahmen und Rahmenbedingungen, welche die Betreiberin ihrer Analyse zugrunde legten, sowie der vom KKG angestrebte sichere Zustand der Anlage mit Nachwärmeabfuhr über die Dampferzeuger, sind plausibel. Beim ausschliesslichen Einsatz der Notstandsysteme zur Störfallbeherrschung kann die Nachwärmeabfuhr aufgrund der am Standort vorhandenen Kraftstoffvorräte für die geforderten 72 Stunden aufrechterhalten werden.
Die vom KKG eingereichte radiologische Analyse wird ENSI im Ergebnis akzeptiert. Die radiologische Analyse des KKG entspricht in einzelnen Punkten nicht den Vorgaben der ENSI-Richtlinie A08 und ist entsprechend nachzudokumentieren und zu ergänzen.
Fazit ENSI:
Das ENSI akzeptiert im Ergebnis den vom KKG eingereichten Nachweis für die Beherrschung des 10’000-jährlichen Hochwassers. Die bei diesem Überflutungs-Störfall resultierende Strahlendosis liegt auch bei Annahme konservativer Rahmenbedingungen deutlich unter dem für einen Störfall nach Strahlenschutzverordnung zulässigen Wert von 100 mSv für die Bevölkerung im Umfeld des Kraftwerks. Die radiologische Analyse muss das KKG gemäss Richtlinie A08 noch nachdokumentieren und ergänzen.
KKW Leibstadt
Das Kernkraftwerk Leibstadt (KKL) kann eine Überflutung seines Anlagenareals ausschliessen, da dieses mit 332,0 m ü. M. rund 18 m über dem Scheitel der Flutwelle des errechneten 10’000-jährlichen Hochwassers liegt. Die Angaben aus der Gefährdungsstudie und die Nachweisführung wurden vom ENSI geprüft und als plausibel bewertet. Ein Hochwasser führt zu keinen Schäden an der Anlage. Einzig eine Verstopfung der Kühlwasserfassung durch mitgeführtes Schwemmgut kann nicht gänzlich ausgeschlossen werden. Die Nachwärme kann in diesem Fall aber sicher über die diversitären Grundwasserbrunnen abgeführt werden.
Ein Hochwasser mit Verlust der externen Stromversorgung führt zum sogenannten Störfall „Notstromfall“. Tritt ein solcher Fall ein, übernehmen die drei Notstromdiesel die Versorgung der notwendigen Verbraucher und bei Bedarf die beiden gebunkerten Notstanddiesel. Dabei erfolgt die Nachwärmeabfuhr über das redundante Not- und Nachkühlsystem.
Das ENSI hat die Angaben des KKL im deterministischen Nachweis geprüft und als plausibel bewertet. Der vom KKL abgeleitete Durchflusswertebereich für das 10‘000-jährliche Hochwasser sowie die resultierende Überflutungskote sind belastbar. Das ENSI stimmt auch der Einschätzung zu, dass aus dem Hochwasserereignis ausschliesslich ein länger dauernder Notstromfall resultiert. Die dafür vorhandenen Treibstoffvorräte sind so dimensioniert, dass jeder Notstromdiesel für 5,3 Tage unter Nennlast betrieben und somit die Anlage ohne Zuhilfenahme externer Notfallmassnahmen in einen sicheren und stabilen Zustand überführt und dort gehalten werden kann. Die Einhaltung der Schutzziele ist somit gewährleistet.
Radiologisch ist der Störfall „Notstromfall“ durch den Störfall „Fehlerhaftes Schliessen aller Frischdampf-Isolationsventile“ abgedeckt. Die für diesen Störfall berechnete Dosis liegt deutlich unter der für die zu betrachtende Störfallkombination anzuwendenden Akzeptanzlimite von 100 mSv. Die Einhaltung der Dosislimite gemäss Strahlenschutzverordnung ist somit für das 10‘000-jährliche Hochwasser sichergestellt.
Fazit ENSI:
Das KKL hat den Nachweis der Beherrschung des 10‘000-jährlichen Hochwassers unter den vom ENSI gesetzten Rahmenbedingungen erbracht. Die bei diesem Überflutungs-Störfall resultierende Strahlendosis liegt auch bei Annahme konservativer Rahmenbedingungen deutlich unter dem für einen Störfall nach Strahlenschutzverordnung zulässigen Wert von 100 mSv für die Bevölkerung im Umfeld des Kraftwerks.
KKW Mühleberg
Das Kernkraftwerk Mühleberg (KKM) legt dar, dass unter konservativen Gefährdungsannahmen der Schutz der relevanten Gebäude und Einrichtungen bei einem 10`000-jährlichen Hochwasser gewährleist bleibt, dass die Überführung der Anlage in den sicheren Zustand nachgewiesen ist und dass der gesetzliche Dosiswert für diesen Störfall deutlich unterschritten wird. Nach Einschätzung von KKM kann dieser Nachweis auch unter der Annahme erbracht werden, dass der Hauptkühlwasserauslauf, der vom Notstandssystem als Einlauf genutzt wird, durch Geschiebe verstopft ist.
Grundlage der Analysen zum Nachweis der Beherrschung des 10’000-jährlichen Hochwassers war die unterstellte Gefährdung für das vormals geplante neue Kraftwerk EKKM. Das ENSI beurteilt das Szenario hinsichtlich des maximalem Aare-Durchflusses von 1’166 m3/s (PMF, Probable Maximum Flood) sowie der maximalen Überflutungshöhe am Standort des KKM unter Berücksichtigung des Einflusses der Saane von 466,25 m ü. M. als angemessen. Das Vorgehen des KKM entspricht den Nachweisvorgaben.
Das ENSI kommt nach eigener Prüfung und unter Absprache mit der Sektion Talsperren des Bundesamtes für Energie zum Ergebnis, dass die Stauanlagen Mühleberg, Rossens und Schiffenen einem 10’000-jährlichen Hochwasser standhalten. Ein Bruch der Stauanlagen ist für den deterministischen Nachweis des KKM zur Beherrschung des 10’000-jährlichen Hochwassers somit nicht zu unterstellen.
Das ENSI hat den Nachweis zur Kühlwasserversorgung des Notstandgebäudes SUSAN auf der Grundlage der eingereichten Unterlagen und den Dokumenten zu den Mitte August freigegebenen Nachrüstungsmassnahmen überprüft, die bis zum Wiederanfahren der Anlage nach der jetzt laufenden Revision durchgeführt und vom ENSI abgenommen sein müssen.
Die wesentlichen Pfade der Kühlwasserversorgung sind entsprechend der Beurteilung des ENSI der Pfad über das Hauptkühlwasser-Einlaufbauwerk, der Pfad über den Hauptkühlwasserauslauf mit nachgerüsteten Ansaugrohren und der Pfad über die nachgerüsteten Einspeisestutzen zur direkten Bespeisung des SUSAN-Kühlwassersystems mit mobilen Pumpen. Die beiden letztgenannten Kühlwasserpfade bieten hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit Reserven in Bezug auf den zu erwartenden Aarepegel bei einem 10’000-jährlichen Hochwasser.
Die eingehenden Beurteilungen des ENSI haben ergeben, dass die Vielzahl und Diversität der nachgerüsteten Kühlwasserpfade die Kühlwasserversorgung des SUSAN-Notstandssystems in jedem Fall gewährleisten.
Mit dem Nachweis der Funktionstüchtigkeit des SUSAN-Notstandssystems bei einem 10’000-jährlichen Hochwasser ist das Kaltfahren der Anlage auch bei einem beliebigen Einzelfehler nachgewiesen. Eine störfallbedingte Abgabe von Radioaktivität ist unter diesen Bedingungen nicht zu erwarten.
Fazit ENSI:
Das KKM hat den Nachweis der Beherrschung des 10‘000-jährlichen Hochwassers unter den vom ENSI gesetzten Rahmenbedingungen erbracht. Die bei diesem Überflutungs-Störfall resultierende Strahlendosis liegt auch bei Annahme konservativer Rahmenbedingungen deutlich unter dem für einen Störfall nach Strahlenschutzverordnung zulässigen Wert von 100 mSv für die Bevölkerung im Umfeld des Kraftwerks.
Die Akzeptanz des Nachweises steht unter dem Vorbehalt der Realisierung der vom ENSI Mitte August freigegeben Nachrüstmassnahmen betreffend Ertüchtigung des SUSAN-Einlaufbauwerks und deren Abnahme durch das ENSI.