Barriere 1 Das Kristallgitter des Brennstoffes selbst: Die erste Barriere stellen die Kernbrennstofftabletten selbst dar, da sie den größten Teil der Spaltprodukte zurückhalten. In Leichtwasserreaktoren wird heute nahezu ausschließlich Uran-235 für die Kernspaltung verwendet. Dieses ist in dem natürlich vorkommenden Uran in einem Anteil von 0,7 Prozent enthalten. Im Kernbrennstoff wird dieser Anteil auf 3 bis 5 Prozent angereichert.
Sicherheit von Kernkraftwerken in Deutschland Der Schutz der Bevölkerung vor einer radioaktiven Belastung ist beim Betrieb eines Kernkraftwerkes ganz besonders wichtig. Deshalb unterliegen in Deutschland gemäß den Vorgaben des Atomgesetzes Planung, Bau, Betrieb und Rückbau eines KKW sehr strengen Vorschriften und staatlicher Aufsicht. Auf der Bundesebene ist das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) zuständig. Das BMU überträgt den Ländern die Aufsicht über den Betrieb der Kernkraftwerke. Die Umweltministerien der Länder wachen mit Unterstützung von Gutachterorganisationen (z. B. TÜV) darüber, dass die Anlagen nach den rechtlichen Vorgaben betrieben werden und dass der gesetzlich geforderte Schutz gewährleistet wird.
Barriere 2
Sicherheitsüberprüfungen und -analysen
Barriere 3
Die Brennstabhülle: Die gasdicht und druckfest verschweißte Brennstabhülle trennt den Kernbrennstoff vom Kühlmittel und verhindert, dass die bei der Kernspaltung entstehenden Spaltprodukte in das Kühlmittel gelangen. Darüber hinaus muss die Brennstabhülle über mechanische Festigkeit verfügen, korrosions- und hitzebeständig sein sowie eine geringe Neigung zur Neutronenabsorption aufweisen. Die Brennstäbe eines Druckwasserreaktors sind – bspw. wie im Kernkraftwerk Brokdorf – 4,8 Meter lang, 11 Millimeter dick und bestehen aus einer 0,65-Millimeter starken Umhüllung aus Zirkaloy (Zirkonium-Legierung).
Der Reaktordruckbehälter mit dem angeschlossenen Rohrsystem: Der Reaktordruckbehälter – ein dickwandiger zylindrischer Stahlbehälter mit einer Höhe von zwölf und einem Innendurchmesser von fünf Metern besitzt eine Wandstärke von 25 Zentimetern und ein Leergewicht von etwa 530 Tonnen. Das Reaktordruckgefäß und die Wandungen des Kühlmittelkreislaufes verhindern das Austreten der im Brennstoff entstandenen radioaktiven Substanzen und der sich im Kühlwasser befindlichen durch Neutronen aktivierten Korrosionsprodukte.
Nationale und internationale Aufsichtsbehörden führen regelmäßige Kontrollen aller Kernkraftwerke durch. Die technischen Systeme werden ständig weiterentwickelt und modernisiert. Der Erfahrungsaustausch mit anderen Staaten trägt dazu bei, dass alle Kernkraftwerksbetreiber von den neuesten Erkenntnissen profitieren können. Auch die Aus- und Weiterbildung des Personals spielt eine wichtige Rolle: Die Kernkraftwerksmitarbeiter bilden sich regelmäßig fort, zum Beispiel durch Sicherheitstrainings am Simulator.
Barriere 4
Aktive Sicherheitsmaßnahmen Neben den hier vorgestellten passiven Sicherheitsmaßnahmen verfügen Kernkraftwerke noch über aktive Sicherheitsmaßnahmen. Dazu gehören: Redundanz – alle Sicherheitssysteme sind mehrfach vorhanden. Diversität – die Sicherheitssysteme sind nicht nur mehrfach vorhanden, sondern auch unterschiedlich ausgelegt. Räumliche Trennung – stellt sicher, dass nicht mehrere Systeme gleichzeitig beschädigt oder zerstört werden können. Fail-Safe – bedeutet, dass die Sicherheitssysteme bei eventuellen Fehlern sofort aktiv werden. Zeitbild Wissen
Betonabschirmung (Biologischer Schild): Der Reaktordruckbehälter befindet sich in einer Betonkammer. Diese verfügt über eine besondere Kühlung und übernimmt die Funktion eines biologischen Schildes und der Strahlenabschirmung. Ein geringer Anteil der entstandenen Spaltprodukte kann gegebenenfalls in das Kühlmittel gelangen. Barriere 5
Sicherheitsschleuse
Der Sicherheitsbehälter (Containment): Der Reaktordruckbehälter und der sich daran unmittelbar anschließende Teil des Kühlmittelkreislaufes werden vom gasdichten und druckfesten Sicherheitsbehälter mit einer Wanddicke von z. B. 30 mm umschlossen. Um den Sicherheitsbehälter befindet sich – in einigen Zentimetern Abstand – eine Dichthaut aus Stahl von vier Millimetern Stärke. Der Reaktordruckbehälter ist so ausgelegt, dass er bei Störungen den austretenden Dampf aufnimmt, sodass keine radioaktiven Stoffe in die Atmosphäre und Umgebung entweichen können.
Das Zwiebelschalenprinzip In westlichen Leichtwasserreaktoren dienen mehrere Barrieren zum Zurückhalten der radioaktiven Stoffe. Wie bei einer Zwiebel, deren Keim von vielen Schutzschichten umschlossen ist, wirken beim Kernkraftwerk mehrere nacheinander gestaffelte Barrieren. Selbst wenn eine Barriere versagen sollte, sorgen die übrigen weiterhin für Sicherheit. Die Mehrfachbarrieren schließen somit die Radioaktivität sicher ein. Darüber hinaus herrscht im Reaktorgebäude ein konstanter Unterdruck, der das Austreten von Radioaktivität aus dem Inneren verhindern kann. 14
15
1 – Kristallgitter des Brennstoffs 2 – Brennstabhülle 3 – Reaktordruckbehäter 4 – Betonabschirmung 5 – Sicherheitsbehälter 6 – Stahlbetonhülle
Barriere 6 Stahlbetonhülle: Der stählerne Sicherheitsbehälter ist mit einer bis zu zwei Meter dicken Stahlbetonhülle umschlossen. Diese bildet das sichtbare Reaktorgebäude und schützt gegen äußere Einwirkungen.
100-prozentige Sicherheit? Kritiker der Kernkraftnutzung wie zum Beispiel Umweltorganisationen bemängeln, dass bei allen ausgefeilten technischen Sicherheitssystemen der Faktor Mensch ein unkalkulierbares Risiko darstelle. Die Erfahrung zeige, dass Menschen unvorhersehbare Fehler machen können. Auch eine noch so ausgefeilte Technik und Sicherheit könne diese Risiken allenfalls minimieren, aber nicht ausschließen. Hinzu käme, dass es erfahrungsgemäß kein technisches System gebe, das zu 100 Prozent sicher sei. Ein schwerer Reaktorunfall – insbesondere in einem dicht besiedelten Industrieland – könne nach Auffassung von Kritikern zu unüberschaubaren Folgen führen.
Sicherheit nach Fukushima Die Bundesregierung ordnete nach der Katastrophe von Fukushima an, eine Untersuchung aller deutschen Kernkraftwerke auf ihre Sicherheit gegen Naturkatastrophen (Erdbeben und Hochwasser mit Überflutung der Anlage), gegen einen Ausfall der Kühlwasserversorgung sowie gegen Flugzeugabstürze durchzuführen. Für die deutschen Anlagen hat die untersuchende Reaktorsicherheitskommission (RSK) des Bundesumweltministeriums festgestellt, dass sie „durchgehend robuster sind als die von Fukushima I [Daiichi]“. Gleichzeitig wurden Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheitsreserven empfohlen. Zeitbild Wissen