Wie sicher ist das neue AKW-Flaggschiff AP1000? (5/7)
Sicherheit des Containments

Zu Teil 1: Wie sicher ist das neue AKW-Flaggschiff AP1000?
Zu Teil 2: Der AP1000 – was ist das Besondere?
Zu Teil 3: Einführung zur Kritik / Hintergründe
Zu Teil 4: Lehren aus Fukushima nicht berücksichtigt
Zu Teil 5: Sicherheit des Containments
Zu Teil 6: Wissenschaftler zur Sicherheit des AP1000
Zu Teil 7: Sicherheitsbedenken von Mitarbeitern der NRC

AP1000: Sicherheitsprobleme des Containments

Neben den neuen Erkenntnissen aus der Unfallsituation in Fukushima hat Gundersen bereits 2010 gravierende Mängel des zugrunde liegenden Designs des Reaktortyps AP1000 festgestellt.

Wenn man sich einen Kernreaktor als Dampfkochopf vorstellt, dann ist das Sicherheits-Containment ein absolut dichtes Gebäude, dass den Kochtopf umschließt. Das Sicherheits-Containment ist vor allem auch deshalb so wichtig, weil es bei einem Unfall die letzte Barriere zwischen dem Reaktor und der Umwelt darstellt.

Kommt es zu einem Leck im Kühlsystem oder dem Reaktordruckbehälter, dann ist das Sicherheits-Containment die letzte Barriere, die eine Freisetzung von Radioaktivität an die Umwelt verhindert. Die Sicherheitscontainments wurden daher in der Vergangenheit in der Regel aus Stahl und Beton errichtet. Zusammen bilden sie eine mehrschichtige Barriere, die im Falle eines Unfalls die Freisetzung von Radioaktivität begrenzen soll.

Gundersen zeigt in seiner Sicherheitsanalyse zum Sicherheitscontainment aus dem Jahre 2010 zahlreiche Schwachstellen des speziellen Designs des AP1000 auf. Der AP1000 setzt auf ein Sicherheitscontainment, dass aus einer einzigen Stahlhülle besteht und bei der das Reaktorgebäude nach oben und zur Seite offen ist und keine weitere Barriere zur Umwelt darstellt:

  1. Der Kamin-Effekt
    AP1000 Kamin-Effekt bei einem StörfallIm Falle einer kleinen Undichtigkeit des Sicherheitscontainments aus Stahl werden bei einem entsprechenden Störfall oder Unfall radioaktive Gase oder Aerosole aus dem Sicherheitscontainment über den Kamineffekt regelrecht nach draußen gesaugt und freigesetzt.
  2. Fehlerfälle, die ein Versagen des Containments verursachen
    Mindestens 5 verschiedene Versagensverläufe, die ein Versagen des Containments bei in Betrieb befindlichen Anlagen mit dickwandigen Containments verursacht haben, sind bekannt.
    1. Ausfressen der Versiegelung von außen nach innen an Stellen, mit direktem Kontakt zu Beton
    2. Versagen der Versiegelung aufgrund von Bauschutt, der unbeabsichtig im fertig gestellten Containment zurück bleibt.
    3. Versagen dickwandiger Containments aufgrund von Spannungen bei der Wärmeausdehnung, bzw. Kontraktion.
    4. Unzulänglichkeiten der Methoden, zur visuellen Inspektion
    5. Fehlerhaftes anbringen der Versiegelung.
    • Die NRC betrachtet nur die Fälle 1 und 2.
      Würde man Lekagen des Sicherheitscontainments in Betracht ziehen, müssten die Lufteinlässe und -auslässe der Konvektionskühlung (Kamin-Effekt) mit Filtern versehen werden, um radioaktives Material zurück zu halten. Dies ist beim AP1000 nicht der Fall.
  3. Korrosion des Containments
    Durchrostung, Beaver Valley, 2009 - Die Roststelle wurde erst nach der vollständigen Durchrostung erkannt, nachdem auch die Versiegelungsschicht abgeblättert war
    Durchrostung, Beaver Valley, 2009 – Die Roststelle wurde erst nach der vollständigen Durchrostung erkannt, nachdem auch die Versiegelungsschicht abgeblättert war

    Der AP 1000 Containment Leakage Report verweist auf über 40 Fälle mit signifikanter Korrosion und andere Versagensfälle von Sicherheitscontainments aller Art. Derartige Schäden sind nicht unüblich und bleiben oft über Jahre hinweg unentdeckt.
    Besonders kritisch beim AP1000 ist der Übergang zwischen Fußboden und Wänden. Auch für diesen Fehlerfall gibt es Beispiele aus der Praxis.

  4. Risse im Containment
    11,3cm Riss aussen am Containment-Torus, Kernkraftwerk Fitzpatrick, 2005Ähnlich wie Durchrostungen sind auch Risse zum Teil mit erheblichem Ausmaß (>10cm) aus der Praxis bei Stahlcontainments bekannt.
    Das Bild zeigt einen 11,3cm langen Riss des Containment-Torus im Kernkraftwerk Fitzpatrick, der 2005 gemeldet wurde. Das Rostrote ist Rost, der sich aufgrund des austretenden Kühlwassers gebildet hat.
  5. Versagen der Versiegelung
    Das Stahlcontainment des AP1000 erfordert einen sicheren Schutzanstrich um das Ausbilden von Rost und Durchrostungen zu verhindern. Die Vergangenheit zeigt, dass diese besonders Anfällig für Versagensfälle ist.
    Gundersen weist hierbei auch darauf hin, dass es berechtigte Zweifel an der Verlässlichkeit der ausführenden Unternehmen gibt. Er führt Beispiele an, von Vertuschung unsauberer Arbeiten und Repressionen gegen Service-Personal, die Unregelmäßigkeiten meldeten.
  6. Unzureichende und verfrühte Bewertung durch die NRC
    Gundersen wirft der NRC vor, wesentliche Sicherheitsfragen zum AP1000 zu  verharmlosen und zu ignorieren. Die NRC würde nicht auf alle Sicherheitsbedenken reagieren, sondern sich nur einige wenige aussuchen, die dann behandelt würden.
    Unbeachtet bleiben beispielsweise:

    1. Lochfraß von außen, der nicht auf Bauschutt zurück zu führen ist.
    2. Rost aufgrund des Umgangs mit ätzenden Mitteln, wie Borsäure.
    3. Die Schutzhülle durchdringende Risse aufgrund von Spannungen durch Temperatureinflüsse.
    4. Nachlässig aufgebrachte Versiegelung und Repressionen gegen Personen, die Schutzanstriche gewissenhaft anbringen möchten.
    5. Den Standardfall, dass Fehler der Schutzhülle bisher grundsätzlich erst nach Fällen erheblicher Durchrostung oder Komplett den Mantel durchdringenden Rissen entdeckt wurden.
    • Die NRC bringt keinen der Rost- und Riss-Fehlerfälle gegenüber der ACRS zur Sprache (ACRS = Advisory Comittee on Reactor Safeguards). Offenbar ignorieren die Mitarbeiter des NRC ein weiteres mal signifikante Sicherheitsbedenken.
  7. Weitere unberücksichtigte Containment-Fehlerfälle
    Inzwischen wurden noch weitere Fälle von Durchrostungen von im Betrieb befindlichen Anlagen bekannt, so zum Beispiel eine Durchrostung am Übergang zum Sumpf-Sieb. Obwohl diese Stelle frei zugänglich war, wurde die sich anbahnende Durchrostung von der Inspektion nie entdeckt, bzw. bemängelt.
    Derartige Ereignisse stützen Vermutungen, dass Personal unter Druck gesetzt wird, “keine Probleme zu machen”.
  8. Überstürzte Freigabe des AP1000 Designs ohne hinreichende Überprüfung
    Die nun vollzogene Zulassung des AP1000 ist überstürzt. Die NRC wurde von Industrie und Politik bedrängt, endlich die Freigabe zu erteilen. Dies geht nur, wenn die NRC berechtigte Sicherheitsbedenken komplett ignoriert, offensichtliche, prinzipielle Konstruktionsfehler zu lässt und alle Einwände herunter spielt.
    Die Betonhülle des AP1000 erfüllt nicht einmal amerikanischen Normen und Anforderungen für Betonbauten. Dies hat die NRC bestätigt, und hat festgestellt, dass das Gebäude einschlägige Anforderungen an Scherfestigkeit nicht erfüllt. Dennoch hält die NRC nach Rücksprache mit dem Reaktorbauer Westinghouse den Entwurf für angemessen.
    Die neuartige Konstruktion der passiven Notkühlung des AP1000 wirft neuartige Probleme auf, die eigentlich von der NRC kritisch überprüft werden sollten, selbst wenn dies die Freigabe verzögert.

Der Hersteller, Westinghouse/Toshiba, hält die Bedenken bezüglich der Stahlhülle für unbegründet und weist darauf hin, dass diese 3,5 bis 5 mal dicker sei, als bisherige Konstruktionen. Durchrostungen könnten durch regelmäßige Inspektionen vermieden werden.

Die Sicherheitsüberprüfungen werden in den USA durch die ASME durchgeführt. Eine Organisation, vergleichbar mit dem deutschen TÜV. In Deutschland scheint der TÜV der Atomaufsicht vorzuschreiben, was diese zu sagen hat. Problematisch bei diesen Organisationen ist: Legen sie ein Kraftwerk still oder wechselt der Betreiber den Inspektor, dann entgehen ihnen Millionen an Einnahmen, mit jeder nicht mehr durchgeführten Inspektion.

Die Vergangenheit hat gezeigt, dass entsprechende Schäden, insbesondere Korrosion, bei Überprüfungen und Wartungen regelmäßig nicht frühzeitig erkannt werden, sondern oft erst, wenn das Bauteil bereits versagt hat und zum Beispiel bereits Durchrostungen vor liegen.

Weiter mit Teil 6: Wissenschaftler pro Kernenergie zur Sicherheit des AP1000

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Januar 8, 2012 | abgelegt unter Allgemein, AP1000, Kernkraftwerke, Risiko 

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