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Sicherheitssysteme von Atomkraftwerken im Fokus

Das französische Institut de Radioprotection et de Sureté Nucleaire (IRSN, Institut für radioaktiven Schutz und nukleare Sicherheit) hat einen Bericht veröffentlicht, der Behauptungen in Frage stellt, die über sogenannte „passive “ Atomreaktor-Sicherheitssysteme aufgestellt wurden.

Dieser Bericht beschreibt die Haupteigenschaften von passiven Sicherheitssystemen und die meisten Schwierigkeiten, die mit der Beurteilung ihrer Aussagekraft und Verlässlichkeit im Zusammenhang stehen. Des Weiteren beschäftigt er sich damit, welche Bereiche in der Forschung vorrangig entwickelt werden müssen, um diese Schwierigkeiten zu überwinden.

Passive Sicherheitssysteme haben zum Ziel, den Atomreaktor sicher abzuschalten und ihn langfristig in diesem Zustand belassen zu können, ohne auf menschliches Eingreifen angewiesen zu sein, und mit nur geringen Abhängigkeiten von unterstützenden Maßnahmen. Passive Sicherheitssysteme werden vor allem durch folgende Eigenschaften charakterisiert: eine reduzierte Abhängigkeit von aktiven Komponenten für eine gewünschte Inbetriebnahme; eine direkte Abhängigkeit von Naturkräften (Schwerkraft, unterschiedlicher Druck usw.) für den laufenden Betrieb; kein Bedarf an unterstützenden Maßnahmen für denselben und keine Notwendigkeit eines menschlichen Eingreifens für Inbetriebnahme und fortlaufenden Betrieb.

Die französische Atomsicherheitsbehörde IRSN identifiziert eine Reihe von in der Natur der Sache liegenden Schwierigkeiten und nennt insbesondere folgende:

1) Beurteilung des Leistungspotentials: Die Beurteilung von passiven Sicherheitssystemen bedarf eines gründlichen Wissens um deren physikalische Gesetzmäßigkeiten, die für ihr Funktionieren unerlässlich sind; ebenso notwendige sind entsprechende Simulations-Kapazitäten für die damit verbundenen Phänomene.

2) Beurteilung der Verlässlichkeit: spezifische Entwicklungszugänge scheinen nötig zu sein, um die Verlässlichkeit passiver Sicherheitssysteme richtig einschätzen zu können, vor allem, was die Möglichkeiten eines Versagens bei thermal-hydraulischen Mechanismen betrifft, die von solchen Systemen eingesetzt werden.

Der Bericht stellt auch in den Raum, dass bei der testweisen Vorführung passiver Sicherheitssysteme in einem eingeschränkten Rahmen sich die Frage stellt, inwieweit sie repräsentativ sind und ob sie sich auch auf laufende Atomreaktoren übertragen lassen.

Ein wirksamer Einsatz passiver Sicherheitssysteme kann von Bedingungen in der unmittelbaren oder mittelbaren Umgebung abhängen (z.B. Temperaturanstieg beim Containment in der Folge eines Reaktorstarts oder klimatische respektive seismologische Gefahrenmomente). Der Bericht hinterfragt gleichfalls, inwieweit einige der „passiven Sicherheitssysteme“ nicht selbst passiv sind:

„In jedem Fall sollte man die tatsächlich passive Natur der Sicherheitssysteme mit Vorsicht genießen, die, wie ihre Designer selbst behaupten, nur von den Naturkräften abhängig sind. In Wirklichkeit sind die meisten Systeme von Veränderungen in ihren mechanischen Komponenten abhängig (z.B. offenen Ventilen), von aktiven Signalen im Betriebszustand oder von den Batterien.“

„Außerdem könnte ein passives Sicherheitssystem unter Umständen nicht fähig sein, seine ihm zugeordnete Funktion zu erfüllen, selbst wenn kein mechanisches oder elektrisches Versagen auftritt. Es sei ja so, dass ein passives Sicherheitssystem von geringen Naturkräften abhängig ist (z.B. von der natürlichen Konvektion), die unter gewissen Umständen nicht ausreichen müssen, sodass dann die Systeme in ihrer Funktion versagen würden. Ein solches Versagen kann eintreten, wenn die entsprechenden Phänomene gegenüber der systemischen Geometrie signifikant wirksam werden (z.B. spezifische Sensibilitäten einzelner Komponenten, Umgebungsparameter,..) und wenn die berechneten und einkalkulierten Belastungen im Design von den tatsächlichen Bedingungen divergieren.“

„Diese Art von Versagen, die auch funktionelles Versagen genannt wird, kann zu einer Nicht-Inbetriebnahme oder zur Abschaltung eines passiven Sicherheitssystems oder zu unerwarteten Betriebsbedingungen führen. Wenn dieselben Phänomene eingesetzt werden, um ein ordnungsgemäßes Funktionieren von Teilen unterschiedlicher passiver Sicherheitssysteme sicherzustellen, könnte ein einziges funktionelles Versagen alle Teile beeinflussen. Dies bezeichnet man als allgemeines Modusversagen (common modus failure)“.

Der Bericht erläutert, dass weitere Forschungen nötig seien, um das Leistungspotential und die Verlässlichkeit von passiven Sicherheitssystemen bei neuen Reaktordesigns solide beurteilen zu können.

Quelle

oekonews.at | holler 2016 | Aus: Nuclear Monitor Nr. 818, Seite 9
Mehr dazu: IRSN, January 2016
| Übersetzt und bearbeitet: Ina Conneally, Bernhard Riepl, www.sonneundfreiheit.eu

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