Wann soll ein Kernkraftwerk vom Netz?

Um eine sichere Notabschaltung zu gewährleisten, forderte die Schweizer Atomaufsichtsbehörde Ensi von den Betreibern eine verbindliche Sicherheitsmarge für den Reaktorbehälter. Doch das Parlament kippte die Forderung aus dem Gesetz.

«Unregelmässigkeiten» entdeckt: Das dienstälteste Atomkraftwerk Beznau I ist seit 2015 nicht mehr am Netz. Foto: Thomas Egli

«Unregelmässigkeiten» entdeckt: Das dienstälteste Atomkraftwerk Beznau I ist seit 2015 nicht mehr am Netz. Foto: Thomas Egli

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Es geht vor allem um den oberen Kernring, den Ring C des Druckbehälters des Kernkraftwerks Beznau I. «Unregelmässigkeiten» hat der Betreiber Axpo festgestellt. Deshalb hat das AKW seit März 2015 keine Kilowattstunde Strom mehr produziert. Die Unregelmässigkeiten sind Einschlüsse nicht-metallischer Aluminiumoxide im Stahl des Behälters. Das hat die Axpo bereits im Mai dieses Jahres mitgeteilt, nachdem sie Herstellungsdokumente gesichtet hatte und den gesamten Druckbehälter mit feinaufgelöstem Ultraschall ausmessen liess. Für die Axpo war beruhigend, dass die mehr als 800 Einschlüsse im Ring C keine Folge des Betriebes waren, sondern bei der Herstellung erfolgten.

Nun hat der Energiekonzern den Reaktorring durch eine englische international tätige Schmiede nachbauen lassen – exakt nach den Herstellungsdokumenten, wie das in den 60-er Jahren das französische Unternehmen Le Creusot getan hatte. Die Ergebnisse der Replika bestätigen die Erkenntnisse vom Frühjahr. «Die Replika weist praktisch identische chemische und mechanische Eigenschaften aus wie der Ring C», heisst es bei der Axpo. Zudem würden die Anomalien nach wie vor innerhalb der internationalen Norm liegen. Bereits im Frühjahr wies Mike Dost, der Leiter von Beznau I, darauf hin, dass es bei jedem Schmiedevorgang Einschlüsse geben könne. Von einem «Materialfehler» will man nicht sprechen.

Die Organisation Fokus Anti-Atom sieht das anders. In einem Bericht weist sie darauf hin, dass laut den Richtlinien der American Society of Mechanical Engineers (ASME), dem sogenannten ASME-Code, im Stahl eines Reaktordruckbehälters kein Aluminium vorhanden sein darf. Der Code gilt als Grundlage beim Bau der Behälter. «Aluminiumoxide sind im Werkstoff unerwünscht», sagt auch Simone Mohr, Reaktorsicherheits-Expertin beim Öko-Institut in Darmstadt. «Sie können einen Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit und Zähigkeit von Stahl haben.»

Dass solche Einschlüsse bei der Herstellung passieren können, bestätigt Horst-Michael Prasser, Experte für Kernenergiesysteme an der ETH Zürich. Aluminium werde als Schmelze zugesetzt, um den Sauerstoffgehalt des Stahls zu senken, wenn dieser hoch ist. Oft würden in der unteren Zone eines Gussstückes nicht alle Aluminiumoxide aus der Schmelze entweichen. Die Schmiede stechen deshalb diesen Teil beim Ausstanzen des Lochs für den nachfolgenden Schmiedevorgang des Rings heraus. «Wenn man dabei nicht alles erwischt, hat man Reste davon im Ring», sagt Prasser.

Für Fokus Anti-Atom haben die Einschlüsse neue Fragen zum Alterungsprozess des Reaktordruckbehälters aufgeworfen. Für Sicherheitsexpertin Simone Mohr reduziert sich die Sicherheitsmarge bei der kritischen Temperatur, bei der der Stahl des Druckbehälters brechen kann. Der zylindrische Behälter ist einer der Barrieren in einem Kraftwerk, die verhindern, dass radioaktive Stoffe austreten können. Diesen Fragen geht die Axpo nun mit Untersuchungen der Replika nach. Sie will die von der Aufsichtsbehörde ENSI geforderten Sicherheitsnachweise noch diesen Herbst liefern.

Wenige Wochen vor der Abstimmung entflammt abermals ein politischer Streit, wann ein Atomkraftwerk vom Netz soll. Heute kann das Eidgenös- sische Nuklearsicherheitsinspektorat (Ensi) ein Atomkraftwerk vom Netz nehmen, wenn eine «unmittelbare Gefahr» droht oder ein Kriterium zur Ausserbetriebnahme erfüllt ist, beispielsweise wenn die Integrität der AKW-Schutzhülle nicht mehr gewährleistet ist. Das Ensi wollte diese Regel verschärfen: Neu hätten die Betreiber aufzeigen müssen, wie sie ihre Werke mit einer Sicherheitsmarge über den Kriterien zur Ausserbetriebnahme halten. Wären sie dieser Forderung nicht nachgekommen, hätte das Ensi eine Abschaltung des Atomkraftwerks veranlassen können.

Um diese Sicherheitsverschärfung gegenüber den Betreibern auch wirklich durchsetzen zu können, empfahl das Ensi der Politik, das Gesetz entsprechend anzupassen. Doch die bürgerliche Parlamentsmehrheit war in der Schlussabstimmung gegen den Vorschlag des Ensi. Hätte sie ihn übernommen, hätten die Grünen einen Rückzug ihrer Initiative zumindest geprüft, sagt Präsidentin Regula Rytz rückblickend.

Was es mit diesem Ensi-Vorschlag im Detail auf sich hat, ist ziemlich komplex. Klarheit verschafft ein als vertraulich klassifiziertes Protokoll der nationalrätlichen Kommission für Umwelt, Raumplanung und Energie (Urek). Es datiert vom 11. und 12. April dieses Jahres und legt offen, welche sicherheitstechnischen Folgen der Entscheid des Parlaments hat.

Zum Beispiel im Fall von Beznau I, dem dienstältesten Atomkraftwerk der Welt. Es ist seit März 2015 wegen sicherheitstechnischer Bedenken vom Netz. Im Reaktordruckbehälter wurden laut Stromkonzern Axpo im Sommer 2015 «Unregelmässigkeiten» entdeckt. Offen ist, wie sich dieser Befund auf eine der wichtigsten Grössen bei der Stilllegung von Reaktoren auswirkt: die sogenannte Sprödbruchtemperatur.

Konservative Sicherheitsmarge

Was ist damit gemeint? Der Reaktordruckbehälter steht unter hohem Druck, das Wasser darin ist etwa 300 Grad heiss. Bekanntlich setzt die Kernspaltung Neutronen frei, welche die Qualität der Stahlwände des Behälters im Laufe der Zeit mindern. Wenn Stahl warm wird, ist er elastisch. Von dieser Elastizität büsst er jedoch ein, je länger die Neutronen auf ihn prallen – was eine Gefahr birgt: Bei einer notfallmässigen Abschaltung müssen die Betreiber den Reaktor mit kaltem Wasser fluten. Der enorme Temperaturunterschied kann den heissen Behälter zum Bersten bringen.

Entscheidend ist nun die Frage, wann der Stahl bricht. Ist er neu, geschieht dies erst bei Minustemperaturen. Ist er hingegen alt und verstrahlt wie bei Beznau, liegt die kritische Temperatur deutlich im Plus-Grad-Bereich. In der Schweiz wurde ein Grenzwert von 93 Grad Celsius in der entsprechenden Verordnung festgeschrieben. Das ist auch das offizielle Kriterium für eine Ausserbetriebnahme. Der Wert stammt aus einer Empfehlung der amerikanischen Nuklearbehörde (U.S.NRC) aus dem Jahre 1988 für Neubauanlagen, bei denen es grundsätzlich nicht darauf ankommt, da deren Behälter kaum Neutronen abbekommen. Für Altanlagen definiert die U.S.NRC eine Vorgehensweise zur Bestimmung des realistischen Temperaturgrenzwerts, der aber in der Schweiz noch verschärft wurde. «Hier ist folglich durch das Ensi ein ganzer Batzen zusätzliche Sicherheitsmarge aufgebaut worden», sagt Horst-Michael Prasser, Experte für Kernenergiesysteme an der ETH Zürich.

Mit dem Langzeitbetriebskonzept hätte das Ensi fortan die Möglichkeit gehabt, einen Reaktor abschalten zu lassen, wenn die kritische Versprödungstemperatur weniger als 93 Grad beträgt. Dies sagte Ensi-Vizedirekor Georg Schwarz an jener Urek-Sitzung in aller Deutlichkeit: Die kritische Temperatur liegt derzeit bei Beznau I bei 79 Grad. Sollte sich im Rahmen der Untersuchungen zeigen, dass «wir zum Beispiel auf 92 Grad kommen», sei dies bei der heutigen Rechtslage «zulässig». Mit dem Langzeitbetriebskonzept, wie es das Ensi vorgeschlagen hatte, wäre ein einzelnes Grad laut Schwarz hingegen «keine angemessene Marge mehr, weil man sehr nahe am Ausserbetriebnahmekriterium ist». In diesem Fall hätte das Ensi die «Basis, um auch eine teurere Möglichkeit zu fordern, wie zum Beispiel das Ausglühen des Reaktordruckbehälters». «In Russland wurde das gemacht. Dann nimmt die Versprödung wieder ab.» Eine solche Massnahme sei jedoch sehr teuer.

Ensi vermehrt unter Druck

Mit dem Langzeitbetriebskonzept, so machte Schwarz klar, hätte man sie «viel eher durchsetzen können». Rot-grüne Politiker kritisieren deshalb, die geltende Regelung ermögliche es den Betreibern, die Werke «ausfahren» zu lassen. Gänzlich leer ausgegangen ist das Ensi in seinem Kampf um mehr Sicherheit jedoch nicht. Nachdem das Parlament gegen die Idee einer verbindlichen Sicherheitsmarge war, versprach Energieministerin Doris Leuthard, jene Teile des Langzeitbetriebskonzepts, die? nicht umstritten waren, in einer Verordnung zu verankern. Schwarz sprach in der fraglichen Urek-Sitzung von einem «Kompromiss»: «Wir wollten ursprünglich mehr.» Dennoch sei die Verordnung wichtig, weil die Richtlinien des Ensi für den Betreiber nicht bindend seien. Hält er sich nicht daran, «müssen wir jeden einzelnen Punkt mühsam per Verfügung nachfordern», sagte Schwarz.

Das bringt den AKW-Betreibern vor allem etwas: Zeitgewinn. Weshalb das wichtig sein kann für sie, erläuterte Ensi-Direktor Hans Wanner im März dieses Jahres auf der Ensi-Homepage: «Heute können die Unternehmen kaum mehr Geld verdienen mit Strom.» Deshalb sei es nicht auszuschliessen, dass die AKW-Betreiber künftig nur noch so viel in ihre Anlagen investieren, «wie unbedingt nötig ist, um die gesetzlichen Minimalanforderungen zu erfüllen». Wanner erklärte, dass das Ensi «politisch vermehrt unter Druck kommen kann».

Der enorme Temperaturunterschied bei einer Notabschaltung kann den heissen Behälter bersten lassen.

Die Verordnung befindet sich derzeit in der Vernehmlassung. Kritiker bemängeln, sie zementiere nur den Status quo. Zwei entscheidende Verbesserungen würden fehlen, moniert die Umweltorganisation Greenpeace: zum einen die Pflicht für die AKW-Betreiber, bis zum Betriebsende eine Sicherheitsmarge gegenüber den Ausserbetriebnahmekriterien einzuhalten und nachzuweisen. Zum anderen die Möglichkeit für das Ensi, ein AKW vorübergehend ausser Betrieb zu nehmen, falls der Betreiber das eingereichte Langzeitbetriebskonzept nicht einhalte und die darin festgehaltenen Massnahmen nicht fristgerecht umsetze.

Die Vernehmlassung endet am 3. November. Danach folgt laut Bundesamt für Energie (BFE) die Auswertung und die allfällige Überarbeitung der Vorlage. Der Bundesrat werde die Revision im Frühjahr 2017 verabschieden, sodass sie spätestens Mitte 2017 in Kraft treten könne. Die Stimmbürger wissen beim Urnengang vom 27. November also nicht, was die Verordnung sicherheitstechnisch wirklich wert ist. Die Initiativgegner argumentieren, die jüngsten Ereignisse um stillstehende Atomkraftwerke wie Beznau I und Leibstadt seien der Beweis dafür, dass das System sehr gut funktioniere und die Werke jeweils ausser Betrieb genommen würden, notabene von den Betreibern selbst.

Das Ensi habe bereits heute genügend Handhabe, sagt eine mit der Materie vertraute Person im Uvek, Leuthards Departement also. Die totale Rechtssicherheit, die sich das Ensi gewünscht habe, könne es nie geben. Sollte das Ensi je die Stilllegung eines Meilers beschliessen, «gäbe es wohl in jedem Fall Anfechtungen oder Entschädigungsklagen».

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 26.10.2016, 18:25 Uhr

Die Hypothek des Kraftwerks Beznau I

Aluminium im Stahl des Reaktordruckbehälters wirft Fragen auf.

Es geht vor allem um den oberen Kernring, den Ring C des Druckbehälters des Kernkraftwerks Beznau I. «Unregelmässigkeiten» hat der Betreiber Axpo festgestellt. Deshalb hat das AKW seit März 2015 keine Kilowattstunde Strom mehr produziert. Die Unregelmässigkeiten sind Einschlüsse nicht metallischer Aluminiumoxide im Stahl des Behälters. Das hat die Axpo bereits im Mai dieses Jahres mitgeteilt, nachdem sie Herstellungsdokumente gesichtet hatte und den gesamten Druckbehälter mit feinaufgelöstem Ultraschall hatte ausmessen lassen. Für die Axpo war beruhigend, dass die mehr als 800 Einschlüsse im Ring C keine Folge des Betriebes waren, sondern bei der Herstellung erfolgten.

Nun hat der Energiekonzern den Reaktorring durch eine international tätige englische Schmiede nachbauen lassen – exakt nach den Herstellungsdokumenten, wie das in den 60er-Jahren das französische Unternehmen Le Creusot getan hatte. Die Ergebnisse der Replika bestätigen die Erkenntnisse vom Frühjahr. «Die Replika weist praktisch identische chemische und mechanische Eigenschaften aus wie der Ring C», heisst es bei der Axpo. Zudem würden die Anomalien nach wie vor innerhalb der internationalen Norm liegen. Bereits im Frühjahr wies Mike Dost, der Leiter von Beznau I, darauf hin, dass es bei jedem Schmiedevorgang Einschlüsse geben könne. Von einem «Materialfehler» will man nicht sprechen.

Die Organisation Fokus Anti-Atom sieht das anders. In einem Bericht weist sie darauf hin, dass laut den Richtlinien der American Society of Mechanical Engineers (ASME), dem sogenannten ­Asme-Code, im Stahl eines Reaktordruckbehälters kein Aluminium vorhanden sein darf. Der Code gilt als Grundlage beim Bau der Behälter. «Aluminiumoxide sind im Werkstoff unerwünscht», sagt auch Simone Mohr, Reaktorsicherheitsexpertin beim Öko-Institut in Darmstadt. «Sie können einen Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit und die Zähigkeit von Stahl haben.»

Ringe eines Reaktordruckbehälters Zum Vergrössern hier klicken.

Dass solche Einschlüsse bei der Herstellung passieren können, bestätigt Horst-Michael Prasser, Experte für Kernenergiesysteme an der ETH Zürich. Aluminium werde als Schmelze zugesetzt, um den Sauerstoffgehalt des Stahls zu senken, wenn dieser hoch ist. Oft würden in der unteren Zone eines Gussstückes nicht alle Aluminiumoxide aus der Schmelze entweichen. Die Schmiede stechen deshalb diesen Teil beim Ausstanzen des Lochs für den nachfolgenden Schmiedevorgang des Rings heraus. «Wenn man dabei nicht alles erwischt, hat man Reste davon im Ring», sagt Prasser.

Für Fokus Anti-Atom haben die Einschlüsse neue Fragen zum Alterungsprozess des Reaktordruckbehälters aufgeworfen. Für Sicherheitsexpertin Simone Mohr reduziert sich die Sicherheitsmarge bei der kritischen Temperatur, bei der der Stahl des Druckbehälters brechen kann. Der zylindrische Behälter ist einer der Barrieren in einem Kraftwerk, die verhindern, dass radioaktive Stoffe austreten können. Diesen Fragen geht die Axpo nun mit Untersuchungen der Replika nach. Sie will die von der Aufsichtsbehörde Ensi geforderten Sicherheitsnachweise noch diesen Herbst liefern. (Tages-Anzeiger)

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