HSK-Stellungnahmen zu Beznau-2 und dem Zwilagofen

KKW Beznau-2: HSK-Gutachten zum Gesuch der NOK um Aufhebung der Befristung der Betriebsbewilligung

Die HSK hat auf der Grundlage der vom Kernkraftwerk Beznau (KKB) eingereichten Dokumente zur Periodischen Sicherheitsüberprüfung ein Gutachten zum Gesuch der Nordostschweizerischen Kraftwerke AG (NOK) um Aufhebung der Befristung der Betriebsbewilligung erstellt. Sie beurteilt im Gutachten die Betriebsführung und das Betriebsverhalten schwerpunktmässig der letzten zehn Jahre, das heisst ab dem 1. Januar 1992 bis zum 31. Dezember 2001. Für die Bewertung der Ergebnisse der Alterungsüberwachung gilt die gesamte Betriebsdauer der Anlage. Die Auslegung von Systemen und Komponenten wurde bewertet, wenn an diesen Systemen innerhalb des zehnjährigen Bewertungszeitraums Änderungen durchgeführt wurden oder wenn sich die Beurteilungsgrundlagen in diesem Zeitraum geändert haben. In ihrem Gutachten werden neben der deterministisch orientierten Bewertung des Sicherheitskonzeptes für Auslegungsstörfälle die Ergebnisse der Probabilistischen Sicherheitsanalyse als Werkzeug zur Quantifizierung des Risikos bei auslegungsüberschreitenden Störfällen berücksichtigt.
Die HSK hat die Bewertung auf der Grundlage der geltenden Gesetze, Verordnungen, behördlichen Richtlinien, Normen und technischen Vorschriften durchgeführt. Anforderungen aus internationalen Regelwerken und Veröffentlichungen wurden herangezogen, insofern diese nicht durch schweizerische Richtlinien, Normen und Vorschriften abgedeckt sind. Bei der Beurteilung wurde der Stand von Wissenschaft und Technik (StSG Art. 9) dem aktuellen Zustand des Kernkraftwerks gegenüber gestellt und sofern notwendig oder angemessen Massnahmen gefordert.
In ihrem Gutachten stellt die HSK fest, dass im Kernkraftwerk Beznau ein hohes Mass an technischer und organisatorischer Sicherheitsvorsorge getroffen ist, dass die Anlage während der vergangenen zehn Jahre zuverlässig betrieben wurde, und dass die Anlage in dieser Zeit durch Nachrüstungen wesentlich modernisiert und verbessert wurde. Mit dem eingeführten Alterungsüberwachungsprogramm wird sichergestellt, dass die alterungsbedingten Degradationsmechanismen systematisch erfasst und überwacht werden und dass gegebenenfalls gezielte Massnahmen ergriffen werden, damit die Sicherheit des Blocks 2 des KKB jederzeit gewährleistet ist. Durch das Qualitäts-Management-System, das Umwelt-Management-System, das Arbeitssicherheits-Management-System und das im Aufbau begriffene Integrierte Management-System wird die korrekte Umsetzung und ständige Verbesserung aller sicherheitsrelevanten Prozesse sichergestellt. Das KKB hat aufgezeigt, dass damit der Sicherheit Priorität unter allen betrieblichen Zielsetzungen eingeräumt wird.
Die Beurteilung der Periodischen Sicherheitsüberprüfung durch die HSK hat gezeigt, dass in der Vergangenheit von KKB alle Nachrüstmassnahmen unabhängig von der Genehmigungssituation der Blöcke 1 und 2 durchgeführt wurden. Diese Nachrüstungen tragen massgeblich dazu bei, dass die Überprüfung der HSK keine bedeutenden Sicherheitsdefizite aufzeigt. Die dennoch in dem Gutachten geforderten Verbesserungsmassnahmen betreffen zum Teil Nachweise, die vom KKB zu erbringen sind, um den hohen Sicherheitsstand aufzuzeigen und gegebenenfalls zu Nachrüstungen führen können. Andere Verbesserungsmassnahmen tragen entweder zu einer weiteren Verminderung der Gefährdung bei oder dienen der Anpassung an die Erfahrung und den Stand der Technik. Die Gründe für die Massnahmen sind im Gutachten ausführlich dargelegt. Der sichere Betrieb von KKB-2 ist trotz dieser Massnahmen nicht in Frage gestellt. Die HSK wird die Verbesserungsmassnahmen im Rahmen ihrer Aufsichtstätigkeit verfolgen.
Die HSK stellt fest, dass aufgrund ihrer vorhergehend dargestellten Beurteilung keine sicherheitstechnischen Tatsachen gefunden wurden, die einer Aufhebung der Befristung der Betriebsbewilligung für das KKB-2 entgegenstehen. Aus Sicht der HSK erfüllt KKB-2 die Voraussetzungen für einen sicheren Weiterbetrieb.

Informationen zur Verbrennungs- und Schmelzanlage des Zentralen Zwischenlagers Würenlingen (Zwilag)

Zweck der Anlage

Radioaktive Abfälle werden in der Verbrennungs- und Schmelzanlage der Zwilag verbrannt und die Rückstände in Glas eingeschmolzen. Zweck der Anlage ist der sichere Einschluss der Radioaktivität in endlagerfähigen Gebinden und die Reduktion des Abfallvolumens.

Plasmatechnik
Die Verbrennungs- und Schmelzanlage des Zwilag ist weltweit die erste Prototypanlage, die zum Verbrennen und Aufschmelzen radioaktiver Abfälle die Technik des Plasma- oder Lichtbogenbrenners verwendet. Die Plasmatechnik basiert auf dem Einsatz eines so genannten Plasmabrenners (d.h. einer Elektrode aus Kupfer) und einem Gegenpol (meist das Schmelzgut), zwischen denen in einer Gasatmosphäre (z. B. Stickstoff) ein elektrisch stabilisierter Lichtbogen erzeugt wird. Im Lichtbogen herrschen Temperaturen von 5000 bis lokal 20'000 °C. Dabei erreicht die Materie einen Zustand, den man Plasma nennt.
Plasmaöfen werden seit den dreissiger Jahren des 20. Jahrhunderts verwendet, zum Beispiel bei der Plasmasynthese von Acetylen. Ein Durchbruch in der Plasmatechnik gelang der Metallindustrie in den achtziger Jahren durch den Einsatz grosstechnischer Schmelzanlagen für Titanschrott. Im Weiteren werden Plasmaöfen auch zur Behandlung von Böden eingesetzt, die mit organischen Substanzen und Schwermetallen verunreinigt sind. Die hohen Temperaturen im Lichtbogen führen zu einem Aufbrechen organischer Verbindungen, so dass ein vollständig anorganisches Produkt entsteht, welches in einer Glasschmelze homogen eingebunden wird. Die Weiterentwicklung dieser Technik für den Einsatz in der nuklearen Entsorgung erfolgte in der Schweiz. Im Verlaufe der inaktiven Tests wurde die Prototypanlage modifiziert. Der weltweit erste Testbetrieb mit schwach radioaktiven Abfällen erfolgte vom 27.-30. März 2004.

Meilensteine in der Geschichte der Anlage
1990 Die Zwischenlager Würenlingen AG (Zwilag) reicht ein Gesuch um Rahmenbewilligung für ein Zentrales Zwischenlager (ZZL) ein, das in einem Anlagenteil die Verbrennungs- und Schmelzanlage beinhaltet.
1993 Der Bundesrat erteilt die Rahmenbewilligung.
1993 Die Zwilag reicht ein Gesuch um Bau- und Betriebsbewilligung des ZZL ein.
1996 Der Bundesrat erteilt die Bau- und Betriebsbewilligung für die Lager des ZZL und gleichzeitig die Baubewilligung für die Anlagen zur Behandlung radioaktiver Abfälle (Konditionierungsanlagen sowie Verbrennungs- und Schmelzanlage)
1997 Die Zwilag reicht das Gesuch um Betriebsbewilligung für die Konditionierungsanlage sowie für die Verbrennungs- und Schmelzanlage ein.
2000 Der Bundesrat erteilt den Anlagen zur Behandlung radioaktiver Abfälle im ZZL die Betriebsbewilligung.
2004 25. März: Freigabe durch die HSK: Die ersten 25 Fässer mit brennbaren schwach radioaktiven Abfällen aus dem Kernkraftwerk Beznau werden im Plasmaofen verarbeitet.

Aufsicht durch die HSK
Die HSK ist die zuständige Aufsichtbehörde des Zwilag. Dabei beaufsichtigt sie die Planung, den Bau und den Betrieb. Die Sicherheit umfasst den Schutz des Personals und der Bevölkerung in der Umgebung der Anlage vor den Auswirkungen radioaktiver Strahlung. Beim Plasmaofen wird dies einerseits durch einen weitgehend vollautomatischen und störungsfreien Betrieb und andererseits durch Reinigung der Abgase über eine mehrstufige Rauchgasreinigung erreicht. Alle Tests wurden von der HSK durch Inspektionen beaufsichtigt. Dabei überprüfte sie den auslegungsgemässen Zustand der Anlage, die korrekte Funktionsweise der Anlagekomponenten und die sichere Handhabung der Anlage im Betrieb. Am Ende des letzten inaktiven Testbetriebs erteilte die HSK am 25. März 2004 die Freigabe zu einer erstmaligen Verarbeitung von schwach radioaktiven Abfällen. Für die zukünftigen Freigaben ist dabei von besonderem Interesse, wie sich die radioaktiven Nuklide in der Anlage verteilen und ob die Rückhalte- und Reinigungssysteme auslegungsgemäss funktionieren. Die Verteilung der radioaktiven Nuklide in der Anlage wurde deshalb mit Messungen ausführlich dokumentiert.

Ergebnisse
Vom 27.-30. März 2004 wurden 25 Fässer mit schwach radioaktiven Abfällen zu vier Kokillen verarbeitet. Die Gesamtaktivität dieser Fässer entspricht in etwa der Aktivität eines einzigen Endlagerfasses mit abgegossener Glasschmelze, so wie es in Zukunft aus dieser Anlage produziert werden soll. Die Verarbeitung der Fässer sowie die Abgüsse aus dem Ofen verliefen störungsfrei. Erste Abschätzungen und Messungen in der Anlage zeigen, dass 95-99% der Radioaktivität in die Schmelze übergehen. Im Vorfeld der Inbetriebnahme war insbesondere das Verhalten von radioaktivem Cäsium als Massstab für die Güte der Anlage genannt worden. Die Messresultate weisen auch für dieses Element darauf hin, dass der überwiegende Teil in die Schmelze aufgenommen wurde. Wie erwartet gelangt nur ein geringer Teil der radioaktiven Nuklide mit den Verbrennungsgasen in die Rauchgasreinigung. Hinter dem letzten Filter der Rauchgasreinigung wurden auslegungsgemäss keine radioaktiven Aerosole mehr nachgewiesen.

Beurteilung der HSK
Die Anlage funktionierte während des rund dreiwöchigen Testbetriebs und des anschliessenden Tests mit schwach radioaktiven Abfällen bestimmungsgemäss und wurde im Schichtbetrieb ohne Unterbrechung betrieben. Für die weiteren Freigaben sind die positiven Resultate dieses Tests mit schwach radioaktiven Abfällen wichtig. Sie zeigen, dass der überwiegende Teil der radioaktiven Nuklide in die Schmelze aufgenommen wird. Die HSK überzeugte sich, dass die radioaktiven Partikel von der Filteranlage zurückgehalten werden.

Weiteres Vorgehen
Die Zwilag plant für November 2004 eine erste einmonatige Verarbeitungskampagne mit radioaktiven Abfällen. Vor der diesbezüglichen Freigabe durch die HSK hat die Zwilag noch mehrere Pendenzen abzuarbeiten. Hierzu gehört z. B. ein detaillierter Bericht über die Ergebnisse der Testkampagne vom März 2004. Die HSK wird die Anlage auch während des weiteren Betriebs intensiv beaufsichtigen. Für die in den kommenden Jahren geplanten Kampagnen wird die HSK zunächst nur Einzelfreigaben erteilen.