Schutz bei extremen Naturereignissen

Selbst bei einer sehr seltenen und extremen Naturkatastrophe müssen die Schweizer Kernkraftwerke sicher sein. Deshalb hat die Schweiz entsprechende, strenge Grenzwerte für radioaktive Abgaben definiert. Die Kernkraftwerke haben bereits mehrfach nachgewiesen, dass sie auch extreme Naturereignisse und dadurch ausgelöste Störfälle beherrschen und dabei die Grenzwerte einhalten würden.

So nahmen sie nach dem Unfall in Fukushima am europäischen Stresstest teil. Sie mussten dabei nicht nur aufzeigen, dass sie hypothetische schwere Erdbeben und extreme Wetterereignisse beherrschen, sondern auch, dass sie über ausreichende Sicherheitsmargen verfügen. Die definierten extremen Bedingungen überschritten dabei die Ereignisse, die zu erwarten sind und in einzelnen Fällen sogar physikalisch möglich sind.

Die Ergebnisse des Stresstests zeigten, dass die Schweizer Kernkraftwerke hohe Sicherheitsmargen und eine starke Robustheit aufweisen. Der Grund dafür liegt in der gut konzipierten Auslegung, aber auch in jahrelangem engagiertem Nachrüsten. Das in einzelnen Bereichen identifizierte Verbesserungspotential wurde vom ENSI bearbeitet und im Aktionsplan Fukushima umgesetzt.

Im Nachgang zum EU-Stresstest konnten die Schweizer Kernkraftwerke im Jahr 2016 auch den vom ENSI geforderten Nachweis erbringen, dass sie gut gegen extreme Wetterbedingungen geschützt sind, seien dies Hitzewellen oder schwere Unwetter, Hagelstürme mit Körnern von 15 Zentimetern Durchmesser oder Stürme mit Windgeschwindigkeiten von rund 200 Kilometern pro Stunde.

Die einzigen extremen Naturereignisse, die zu einer bedeutenden Abgabe radioaktiver Stoffe führen könnten, sind sehr seltene, heftige Erdbeben. Für den Schutz der Bevölkerung resp. die Grenzwerte der Exposition der Bevölkerung sind zwei konkrete Fälle relevant:

  • Ein Beben, wie es einmal in 1000 Jahren vorkommen könnte. Das wäre ein Beben, wie es aus belastbarer historischer Überlieferung bekannt ist. Zum Vergleich: das Erdbeben in Basel im Jahr 1356 könnte laut Einschätzung von Experten alle 2500 bis 10'000 Jahre auftreten.
  • Ein extrem seltenes hypothetisches Beben, wie es einmal in 10’000 Jahren vorkommen könnte. In diesem Zeitraum – dem Holozän, der aktuellen warmzeitlichen Epoche seit der Eiszeit – ist es das grösste mögliche Naturereignis, das am Standort der Anlage mutmasslich auftreten kann.

Konventionelle Infrastrukturen in der Schweiz sind gemäss dem Schweizerischen Erdbebendienst gegen Erdbeben ausgelegt, wie sie einmal in 475 Jahren auftreten können. Wichtige Infrastrukturen wie Krankenhäuser und Brücken sind teilweise gegen Erdbeben einer Ereignishäufigkeit von einmal in 1000 Jahren ausgelegt. Bei einem zehntausendjährlichen Beben würden in der Schweiz aber ein Grossteil der Gebäude einstürzen.

Die Kernkraftwerke hingegen sind so ausgelegt, dass sie selbst ein extrem schweres Beben, wie es einmal in 10’000 Jahren eintreten könnte, beherrschen. Diesen Nachweis haben alle Schweizer Kernkraftwerke bereits 2012 gegenüber dem ENSI erbracht. Sie stellen damit sicher, dass der entsprechende erlaubte Grenzwert für die Exposition der Bevölkerung (Dosislimiten) eingehalten werden kann und selbst bei einem Extremerdbeben niemand zusätzlich durch Strahlung zu Schaden kommt.

Können die Kernkraftwerke diesen Nachweis nicht erbringen, hat das die vorläufige Ausserbetriebnahme durch das ENSI zur Folge. Der Betrieb kann erst wieder aufgenommen werden, wenn die Anlage entsprechend nachgerüstet ist.

Im Rahmen des PEGASOS-Refinement-Projekts (PRP) haben die Kernkraftwerksbetreiber die Erdbebengefährdung erneut ermittelt. Nach Abschuss (2013) und Überprüfung Ende 2015 legte das ENSI die Vorgaben für die probabilistischen Erdbebengefährdungsanalysen für alle Kernkraftwerkstandorte neu fest. Auf dieser Grundlage aktualisieren die Kernkraftwerkbetreiber zurzeit die heutigen Erdbebensicherheitsnachweise.

Dosislimiten für die Exposition von Personen aus der Bevölkerung bei einem schweren externen Ereignis

Die Dosislimiten sind in der Kernenergieverordnung (Art. 8, Abs. 4) und in der Strahlenschutzverordnung (Kap. 8, Art. 123 c, d) festgehalten. Ein Dosisgrenzwert gilt für eine Person, die sich während des Durchzugs einer radioaktiven Wolke in unmittelbarer Nähe zum Kernkraftwerk befindet, ein Jahr am Ort der grössten Dosis arbeitet und wohnt und die Nahrungsaufnahme zwei Tage lang aus dem betroffenen Gebiet deckt.

Für die Festlegung der Dosislimiten sind zwei Einzelfälle definiert, die schwere Naturereignisse betreffen. Als solche kommen nur extreme Erdbeben in Frage, die als einzige externe Extremereignisse zur Abgabe relevanter Mengen radioaktiver Stoffe an die Umwelt führen könnten. Die Schweizer Gesetzgebung sieht hier explizit vor, dass für Naturereignisse und insbesondere Erdbeben kein Kontinuum betrachtet werden muss, sondern zwei konkret vorgebebene, diskrete Stellvertreter-Ereignisse:

  • Bei einem Beben, wie es einmal in 1000 Jahren auftreten könnte, gilt die Dosislimite von maximal 1 Millisievert (mSv) pro Person und Jahr.
  • Ein Beben, wie es einmal in 10’000 Jahren auftreten könnte, ist das stärkste, das vernünftigerweise abgeschätzt werden kann. In diesem Fall darf ein Kernkraftwerk nur so viel Radioaktivität abgeben, dass die Strahlendosis der am stärksten exponierten fiktiven Person maximal 100 mSv pro Jahr beträgt.

Wichtig Die Überschreitungswahrscheinlichkeit für ein solches Naturereignis ist streng mathematisch nicht gleichbedeutend mit der Häufigkeit für einen Störfall. So führt ein reales 10’000-jähriges Erdbeben nicht zwangsläufig zu einem schweren Störfall mit Abgabe radioaktiver Stoffe an die Umwelt, bzw. zur Freisetzung von Radioaktivität.