HSK informierte sich in England über die MOX-Brennstofffabrikation

Nach Bekanntwerden der Mängel bei der Qualitätskontrolle in der Brennstofffabrik in Sellafield im September 1999 hat die HSK zunächst geprüft, ob dies einen Einfluss auf den sicheren Betrieb des Kernkraftwerks Beznau, das als einziges Schweizer Werk MOX-Brennstoff von BNFL einsetzt, sowie auf den Schutz der Umgebung und des Personals haben könnte. Zu diesem Zweck hat sie die Herstellung der Brennstofftabletten (Pellets) und die Fertigung der Brennstäbe mit den vorgesehenen Qualitätskontrollen untersucht. Es stellte sich heraus, dass die Fehler respektive die Fälschungen der Begleitdokumente bei einer Stichprobenprüfung, die eine von mehreren meist automatischen Kontrollen der Pellets und Stäbe darstellt, erfolgt waren. Die Gesamtheit und die Qualität der verbleibenden Prüfungen liessen den Schluss zu, dass die hergestellten Pellets und Brennstäbe die betrieblichen und sicherheitstechnischen Anforderungen erfüllen, selbst wenn Fehler bei Stichproben vorgekommen sein sollten.

Die MOX-Brennelemente, die nebst Uran zu rund fünf Prozent Plutonium enthalten, unterscheiden sich in ihrem Aussehen und Verhalten nicht von den Uranoxid-Brennelementen. Sowohl bei Uranoxid- als auch bei MOX-Brennelementen traten vereinzelt Schäden an den Hüllrohren auf. So wurden z.B. im KKW Beznau 1997 auch Hüllrohrschäden an drei MOX-Brennstäben von BNFL festgestellt. Die Kernkraftwerke sind darauf ausgelegt, dass sie mit einer gewissen Anzahl Brennstabschäden betrieben werden können. Wenn Hüllrohre Schäden (z.B. Risse) aufweisen, treten radioaktive Stoffe, insbesondere Edelgase, Iod und Cäsium ins Kühlwasser des Reaktorkreislaufs aus. In den technischen Betriebsvorschriften ist festgelegt, welche Menge solcher Stoffe im Kühlkreislauf maximal erlaubt ist. Die Vorschriften sind Teil der Betriebsbewilligung und sind von der HSK freigegeben. Wenn solche Betriebsgrenzwerte überschritten würden, müssten der Reaktor abgestellt und die schadhaften Brennelemente aus dem Reaktor entladen werden.

Die HSK hat bereits im September 1999 nach Bekanntwerden der Fälschungen bei BNFL mitgeteilt, dass sie vor der Produktion einer nächsten Lieferung für die Schweiz in England vorstellig werde, um sich in Zusammenarbeit mit der britischen Sicherheitsbehörde über die Anlage, die Abläufe bei der Brennstofffertigung und das Qualitätssicherungsprogramm von BNFL detaillierter zu informieren.

Anlass der Visite eines Fachmanns der HSK am 1. und 2. März 2000 in England ist die Veröffentlichung des Untersuchungsberichtes der NII. Die HSK hat dabei feststellen können, dass keine Hinweise auf Fälschungen von Qualitätssicherungs-Dokumenten der für das Kernkraftwerk Beznau hergestellten Pellets gefunden wurden. Die Dokumentation der Qualitätssicherungs-Daten erfolgte aber nicht immer mit der notwendigen Sorgfalt. In Diskussionen mit Vertretern der NII wurde bestätigt, dass der sichere Betrieb der MOX-Brennelemente im Kernkraftwerk Beznau gewährleistet ist.

Für den sicheren Betrieb von Kernanlagen hat das verantwortungsvolle und korrekte Verhalten des Personals eine sehr grosse Bedeutung. Die aufgedeckten Fälschungen bei BNFL und im letzten Jahr das Fehlverhalten von Personal im japanischen Tokai-Mura, das zu einem schweren Unfall geführt hat, werfen Fragen des Vertrauens auf. Die HSK ist sehr besorgt wegen dieser Zwischenfälle. Sie wird sie analysieren und die Lehren für den sicheren Betrieb der schweizerischen Kernanlagen ziehen.

Hintergrundinformationen

MISCHOXID-BRENNELEMENTE AUS DER FERTIGUNG VON BNFL UND IM EINSATZ IN DEN KERNKRAFTWERKEN BEZNAU

Ausgangslage

Im September 1999 wurde bekannt, dass in der MOX-Fabrikation bei BNFL Fehler in der Qualitätssicherung aufgetreten sind. Nach diesen Erkenntnissen waren Brennelement-Tabletten (Pellets) betroffen, die für japanische Kernkraftwerke hergestellt wurden. Es gab damals keine Anzeichen, dass auch die für das Kernkraftwerk Beznau produzierten Pellets mangelhaft kontrolliert wurden.

Was hat die HSK nach Bekanntwerden der mangelhaften Qualitätskontrolle getan?

Die HSK hat zunächst geprüft, ob die mangelhafte Kontrolle einen Einfluss auf den sicheren Betrieb des Kraftwerkes sowie auf den Schutz der Umgebung und des Personals haben könnte. Zu diesem Zweck hat sie die Herstellung der Pellets und die Fertigung der Brennstäbe mit den vorgesehenen Qualitätskontrollen untersucht. Es stellte sich heraus, dass die mangelhafte Kontrolle bei einer Stichprobenprüfung eine unter mehreren Kontrollen ist. Die Gesamtheit der verbleibenden Prüfungen liess den Schluss zu, dass die hergestellten Pellets und die Brennstäbe die betrieblichen und sicherheitstechnischen Anforderungen erfüllen, trotz Fehler bei Stichprobenkontrollen.

Wie haben sich die MOX-Elemente im Kernkraftwerk Beznau verhalten?

Das Verhalten der MOX-Brennelemente unterscheidet sich nicht vom Verhalten der übrigen Uranoxid-Elemente. Bei Uranoxid- und MOX-Elementen treten vereinzelt Schäden an den Hüllrohren auf. So wurden 1997 auch Hüllrohrschäden an drei MOX-Brennstäben festgestellt.

Bei schadhaften Hüllrohren treten radioaktive Stoffe, insbesonders Edelgase, Iod und Caesium in das Kühlwasser des Reaktorkreislaufes aus. Die Technischen Spezifikationen, die Teil der Betriebsbewilligung sind und von der HSK freigegeben werden müssen, enthalten Grenzwerte für diese Nuklide im Kühlwasser. Besteht die Möglichkeit, dass diese Grenzwerte überschritten werden, so muss der Reaktor abgestellt und das schadhafte Brennelement aus dem Reaktor entfernt werden. Im Kernkraftwerk Beznau sind heute die Konzentrationen der limitierten Radionuklide Iod-131 und Caesium-137 deutlich unterhalb der Grenzwerte.

Japan hat die betroffenen MOX-Brennelemente zurückgewiesen. Warum erfolgte dies nicht mit den schweizerischen MOX-Elementen?

Die nach Japan gelieferten MOX-Elemente waren noch nicht im Reaktor eingesetzt, als die Unregelmässigkeiten bei deren Herstellung bekannt wurden. Deshalb hat die japanische Firma, insbesondere auch aus Garantiegründen, die Lieferung zurückgewiesen. In einer vergleichbaren Situation hätte die HSK einen Einsatz solcher Elemente in den Reaktor solange untersagt, bis die Unregelmässigkeiten geklärt wären.

Die MOX-Elemente von Beznau waren im Reaktor eingesetzt und haben sich bewährt. Alle durch die Bewilligung und durch die HSK vorgegebenen Bedingungen wurden von Beznau eingehalten. Eine Gefährdung von Personal und Umwelt war nicht gegeben. Unter diesen Umständen hatte die HSK keine Gründe, um eine Abstellung des Werkes und das Entfernen der MOX-Elemente zu verlangen. Dies wäre eine ungerechtfertigte Aktion gewesen und hätte eine unnötige Bestrahlung des Betriebspersonals infolge der Entladeoperationen verursacht.

Warum hat ein Mitarbeiter der HSK diese Woche die Brennelementfabrik in England besucht?

Die englische Aufsichtsbehörde, das Nuclear Installation Inspectorate (NII) hat am 18. Februar 2000 den Untersuchungsbericht zu den Unregelmässigkeiten bei der Pelletherstellung für MOX-Elemente veröffentlicht (An investigation into the falsification of pellet diameter data in the MOX demonstration facility at the BNFL Sellafield site and the effect of this on the safety of MOX fuel in use). Darin wird bestätigt, dass der sichere Betrieb der MOX-Elemente, auch wenn bei einer Qualitätskontrolle Fehler gemacht wurden, gewährleistet ist. Aus dem Bericht geht auch hervor, dass die Manipulationen bei der Stichproben-Qualitätskontrolle sehr umfangreich waren und dass nicht ausgeschlossen werden kann, dass auch bei den Pellets für die MOX-Elemente von Beznau Fehler aufgetreten sind, selbst wenn dies nicht mehr nachweisbar ist.

Das Kernkraftwerk Beznau will nächstes Jahr wahrscheinlich weitere MOX-Elemente bei BNFL herstellen lassen.

Die HSK hat folgende Gründe für eine Inspektion zum jetzigen Zeitpunkt:

• Die englische Behörde hat in ihrem Bericht Forderungen gestellt, die durch BNFL erfüllt werden müssen, bevor die Pelletherstellung wieder aufgenommen werden darf. Die HSK will sich von der Zweckmässigkeit und Machbarkeit dieser Forderungen vor Ort überzeugen.

• Die Inspektion ist ein Teil der Inspektion, die die HSK bei Wiederaufnahme der Pelletfertigung für schweizerische Kernkraftwerke vorgesehen hat.

• Die HSK ist besorgt über die Zwischenfällen, die auf menschliches Versagen zurückzuführen sind. Zu erwähnen sind hier die MOX-Pelletfertigung und der Zwischenfall in Tokai-Mura. Aus beiden Ereignissen will die HSK Lehren für den sicheren Betrieb der schweizerischen Kernkraftwerke ziehen. So erkundigt sie sich jetzt in Sellafield über die Ursachen der unterlassenen Qualitätskontrolle. Im Mai wird ein Mitarbeiter der HSK in Japan an einer Konferenz teilnehmen, die sich mit den Vorfällen und den daraus zu ziehenden Erkenntnissen beschäftigt.

Was hat die HSK bei BNFL geprüft?

Ein Mitarbeiter der HSK hat am 1. und 2. März 2000 Gespräche mit der englischen Aufsichtsbehörde (NII) und mit Verantwortlichen der Brennstofffabrik (MOX Demonstration Facility) geführt. Weiter hat er die Anlage mit ihren Einrichtungen besichtigt. Der Vertreter der HSK konnte sich anhand von Demonstrationen überzeugen, dass die Pellets und die fertigen Brennstäbe umfangreichen Kontrollen unterzogen werden, wie das im Bericht der NII beschrieben wird. Die Stichprobenkontrolle, bei der Fälschungen von Datensätzen auftraten, ist dabei nur eine von mehreren Kontrollen.

Die durch BNFL durchgeführte umfassende Durchsicht und Prüfung der Datenblätter dieser Stichprobenkontrolle für die für Beznau gefertigten Pellets ergab, dass keine direkten Fälschungen festgestellt werden konnten. In einem Fall war die Herkunft der im Computer gespeicherten Daten unklar, da sie dreifach vorhanden waren; der ausgedruckte, den Begleitpapieren beigelegte Datensatz enthielt die korrekten Daten der Qualitätskontrolle.

Bei Pellets, die im Jahre 1995 produziert wurden, hat der Brennelementlieferant für das Kernkraftwerk Beznau die Handkontrolle von 5% der Pellets nicht verlangt. Er hat sich auf die übrigen Qualitätskontrollen abgestützt. Für die von Fälschungen betroffene Qualitätskontrolle liegen demzufolge keine Datensätze vor, da sie nicht durchgeführt werden musste. Die Güte der Qualitätskontrolle für diese Pellets wurde daher an einer anderen Qualitätskontrolle, einer Dichteprüfung, untersucht. Im Computer waren für zwei verschiedene Pellet-Chargen die gleichen Datensätze vorhanden; die bei den Begleitpapieren vorhandenen ausgedruckten Datensätze waren korrekt. Für eine Charge waren wegen eines Computerfehlers keine Datensätze der Dichtheitsprüfung mehr vorhanden. Im Begleitbuch war aber eingetragen, dass die Kontrolle erfolgreich durchgeführt wurde, dass aber Computerprobleme aufgetreten waren.

Aus diesen Untersuchungen schliesst die HSK, dass bei den Pellets für Schweizer Anlagen keine Hinweise auf Datenfälschungen vorliegen. Die Dokumentation der Qualitätssicherungs-Daten erfolgte aber nicht immer mit der notwendigen Gründlichkeit.

Die von NII gestellten Forderungen für eine Wiederaufnahme der Pelletproduktion wurden diskutiert. Die HSK findet diese Forderungen notwendig, um in Zukunft bei der Pelletherstellung keine Lücken und Mängel bei der Qualitätssicherung auftreten zu lassen. BNFL ist bereits dabei, die Forderungen umzusetzen. Vor einer erneuten Herstellung von Pellets für schweizerische Kernkraftwerke wird sich die HSK von der Erfüllung dieser Forderungen überzeugen.

Mit Vertretern der englischen Aufsichtsbehörde NII wurde eingehend diskutiert, ob durch Fehler in einer Qualitätskontrolle der sichere Betrieb der betroffenen Brennstäbe in Frage gestellt werden muss. Dies wurde klar verneint. Die Schlussfolgerungen der HSK vom September 1999 wurden bestätigt.

Muss die HSK für den weiteren Einsatz der MOX-Brennelemente im Kernkraftwerk Beznau jetzt Massnahmen ergreifen?

Die Schlussfolgerungen der HSK vom letzten Jahr bleiben gültig:

• Der sichere Betrieb der MOX-Brennelemente im KKB ist im Rahmen des Verhaltens von Uranoxid-Brennelementen und im Einklang mit den Technischen Spezifikationen gewährleistet.

• Vor der Wiederaufnahme der Pellet-Herstellung für schweizerische Kernkraftwerke müssen die Forderungen der englischen Aufsichtsbehörde erfüllt sein.

• Die HSK wird vor der Wiederaufnahme der Pelletherstellung die Umsetzung dieser Forderungen überprüfen