Das ENSI entwickelt eigene Methoden zur Sicherheitsbewertung von Transport- und Lagerbehältern
Für Lagerbehälter für verbrauchte Brennelemente gelten besonders hohe Sicherheitsanforderungen. Aus diesem Grund führt das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat ENSI eigene Berechnungen durch und entwickelt neue Methoden. Ein neues Forschungsprojekt soll dem ENSI ein diversitäres Rechenmodell bereitstellen, um die Berechnungen der Gesuchsteller zur Wärmeabfuhr der Behälter auch unter extremen Bedingungen zu überprüfen.
Nach ihrem Einsatz im Reaktor erzeugen die verbrauchten Brennelemente noch über eine lange Zeit Restwärme. Daher werden sie zunächst im Brennelementbecken am Standort des Kernkraftwerks über mehrere Jahre unter Wasser gekühlt. Anschliessend werden sie in Behälter geladen, getrocknet, in das Zwischenlager transportiert und bis zur geologischen Tiefenlagerung noch mehrere Jahrzehnte gelagert.
Die mit den Jahren der Lagerung abnehmende Restwärme wird von den Brennelementen über die Einbauten der Behälter an die Behälteroberfläche geleitet und erwärmt die umgebende Luft. Gleichwohl genügt für diese Art der Wärmeabfuhr der Naturzug im Lager, so dass keine aktive Ventilation erforderlich ist. Diese Art der Trockenlagerung ist also passiv, das heisst sie braucht keinerlei aktive Komponenten (laufende Motoren, Pumpen etc.) und keinerlei menschliche Eingriffe (Bedienungshandlungen, Ventilstellung etc.). Die Behälter müssen für diese Lagerung hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen. Diese Anforderungen sind in der Richtlinie G05 festgelegt.
Prüfung von Design und Fertigung
Das ENSI prüft zusammen mit den Experten des Schweizerischen Vereins für technische Inspektionen (SVTI) neue Behälter, bevor diese eingesetzt werden dürfen. Während der SVTI die Herstellung jedes einzelnen Behälters überwacht, prüft das ENSI zuvor die grundsätzliche Eignung der Behältertypen. Im Zentrum steht dabei die Einhaltung aller vier grundsätzlichen Schutzziele und zwar sowohl bei einer normalen Verwendung, als auch bei allen zu unterstellenden Störfällen.
Diese vier Schutzziele sind:
- der sichere Einschluss der radioaktiven Stoffe im Behälter
- die Verhinderung einer nuklearen Kettenreaktion
- die Abschirmung der radioaktiven Strahlung
- die Wärmeabfuhr
Bei der Überprüfung der vorgelegten Sicherheitsnachweise verwendet das ENSI als unabhängige Aufsichtsbehörde diversitäre Verfahren, welche sich von den durch die Gesuchsteller verwendeten methodisch unterscheiden.
Forschungszusammenarbeit bringt zusätzliches Know-how
Ein neues Forschungsprojekt mit der Universität Bayreuth soll der Aufsichtsbehörde ein unabhängiges zusätzliches Hilfsmittel zur Verfügung stellen, um die Wärmeabfuhr von der Wärmequelle bis in die Lageratmosphäre modellieren zu können.
Mit dem neuen Berechnungsmodell kann sich das ENSI in Zukunft ein präziseres Bild vom Einfluss der verschiedensten Parameter, wie etwa Fertigungstoleranzen, Materialeigenschaften etc. machen. Da dabei auch ein grosser Wert auf Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit gelegt wird, können beispielsweise auch Fertigungsprozesse einzelner Behälter zukünftig besser und schneller als bisher in ihren sicherheitstechnischen Auswirkungen beurteilt werden. Im Weitern erwartet das ENSI durch die Projektergebnisse eine systematischere Ermittlung der tatsächlichen Sicherheitsmargen.
Das Forschungsprojekt wurde im April 2014 lanciert und dauert voraussichtlich bis Ende 2015. Über den Verlauf des Projekts wird das ENSI im Rahmen seines jährlichen Erfahrungs- und Forschungsberichts informieren.