Schweizer Kernkraftwerke können keine Atombomben werden

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Das deutsche Nachrichtenmagazin „Der Spiegel“ berichtet in seiner Ausgabe vom 19. März 2014 über eine angebliche Sicherheitslücke in Druckwasserreaktoren. Das beschriebene Phänomen ist dem Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat ENSI bekannt und die Kernkraftwerke in der Schweiz sind gut dagegen gerüstet.

Gestützt auf Aussagen eines Ingenieurs beschreibt die Zeitschrift ein Szenario, bei dem nach einem Bruch von Heizrohren im Dampferzeuger der Reaktor ausser Kontrolle gerät und wie eine Atombombe explodieren kann. „Dieses Szenario ist nicht stichhaltig“, sagt Georg Schwarz, stellvertretender ENSI-Direktor und Leiter des Aufsichtsbereichs Kernkraftwerke. Die Möglichkeit, dass ein Druckwasserreaktor in sehr seltenen Unfallsituationen prompt überkritisch werden kann, ist allgemein bekannt. Die Kernkraftwerke in der Schweiz verfügen aber über ausreichend Systeme und Abläufe, um dies zu verhindern.

Prompt überkritisch

Damit ein Reaktor funktioniert, muss er sogenannt „kritisch“ sein. In einem solchen Zustand entstehen gleich viele freie Neutronen, die es zur Kernspaltung braucht, wie in derselben Zeit verschwinden. Die Kettenreaktion ist dann selbst erhaltend.

Man unterscheidet zwischen zwei Arten von Neutronen in einem Leistungsreaktor. Die Neutronen, die direkt nach einer Kernspaltung freigesetzt werden, nennt man prompte Neutronen. Diejenigen, die erst nach Sekunden bis Minuten von den Spaltprodukten freigesetzt werden, nennt man verzögerte Neutronen. Die verzögerten Neutronen machen etwa 0,7 Prozent aller freien Neutronen im Leistungsreaktor aus und sind essentiell für die Steuerung des Reaktors.

Wenn ein Reaktor „prompt überkritisch“ wird, steigt die Zahl der prompten Neutronen und damit die Leistung exponentiell, das heisst sehr rasch an. Zu einer „Atombombe“, wie dies im Artikel der Zeitschrift „Der Spiegel“ suggeriert wird, kann er aber nicht werden. Leichtwasserreaktoren, wie sie in der Schweiz betrieben werden, sind so ausgelegt, dass bei einem Anstieg der Kettenreaktion die Temperaturen im Brennstoff und im Wasser ansteigen. Dies bewirkt wiederum, dass die Leistung sinkt, weil die Neutronen nicht mehr ausreichend gebremst werden und somit keine Kernspaltung mehr auslösen können.

Bei Druckwasserreaktoren genügen die Steuerstäbe allein nicht, um die Kettenreaktion in jedem Zustand vollständig zu unterbinden. Es wird deshalb zusätzlich Borsäure in das Primärkühlwasser eingespeist. Das Bor absorbiert Neutronen, die für den Erhalt der Kettenreaktion notwendig sind.

Schweizer KKW verfügen über mehrere Borierungssysteme

In der Schweiz stehen zwei Druckwasserreaktoren in Beznau und einer in Gösgen. Alle drei Reaktoren verfügen über jeweils zwei Borierungssysteme. Damit ist sichergestellt, dass im Normalbetrieb und bei einem Störfall der Reaktor in den unterkritischen Zustand gebracht, also die Kettenreaktion unterbrochen wird.

Bruch von Dampferzeuger-Heizrohren muss beherrscht werden

Ausgangspunkt für das Szenario, das im Magazin „Der Spiegel“ beschrieben wird, ist der Bruch von Heizrohren im Dampferzeuger. Der Störfall von einem oder mehreren Heizrohrbrüchen im Dampferzeuger muss von den Schweizer Kernkraftwerken beherrscht werden. Die Richtlinien des ENSI schreiben vor, dass dies sowohl probabilistisch als auch deterministisch nachgewiesen werden muss. Entsprechend haben dies die Betreiber unter anderem in den Periodischen Sicherheitsüberprüfungen nachgewiesen.

Dampferzeuger

Das Reaktorkühlsystem des KKW Gösgen. (Bild: KKG)
Das Reaktorkühlsystem des KKW Gösgen. (Bild: KKG)

Im Dampferzeuger wird die Wärme, die im Reaktordruckbehälter (Primärkreislauf) erzeugt wurde, an den Sekundärkreislauf übertragen. Das Wasser, das sich im Sekundärkreislauf befindet, wird zu Dampf, der dann über die Turbinen geführt wird. Das Wasser im Primärkreislauf steht unter so hohem Druck, dass es nicht verdampft.

Das ENSI sieht deshalb momentan keinen Anlass, zusätzliche Abklärungen zu fordern. „Wir werden aber die Resultate allfälliger Überprüfungen durch die deutschen Behörden analysieren“, sagt Georg Schwarz.

Druckwasserreaktor

  1. Reaktordruckbehälter
  2. Steuerstäbe
  3. Brennelemente
  4. Dampferzeuger
  5. Hochdruckturbine
  6. Niederdruckturbine
  7. Generator
  8. Transformator
  9. Kondensator
  10. Kühlvorrichtung (Kühlturm oder Flusswasser)
Ein Druckwasserreaktor (DWR) wird mit zwei voneinander getrennten Kreisläufen betrieben: dem Primär- und dem Sekundärkreislauf. Während im Primärkreislauf das Wasser unter Druck durch die Wärme der Brennstäbe erhitzt wird, dient erst der Sekundärkreislauf der Erzeugung von Dampf. Dieser wird danach auf die Turbinen geleitet. Der Sekundärkreislauf bleibt somit frei von radioaktiven Partikeln, die aus dem Reaktor stammen. Dies kann bei Instandhaltungsarbeiten ein Vorteil gegenüber dem Siedewasserreaktor (SWR) sein. In der Schweiz ist der DWR in den Kernkraftwerken Beznau und Gösgen im Einsatz.