Über BKW

Das Kernkraftwerk Mühleberg (KKM) produziert seit 1972 sicher und zuverlässig Strom. Die jährliche Produktion entspricht rund 5 % des gesamten Schweizer Strombedarfs. Die BKW wird das KKM bis 2019 betreiben und danach ausser Betrieb nehmen.

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Sichere und zuverlässige Stromproduktion

Die Sicherheit des KKM, wie aller anderen Kernkraftanlagen in der Schweiz, wird vom Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) überwacht und bewertet. Das ENSI bescheinigte dem KKM in den letzten Jahren immer eine gute Betriebssicherheit. Die BKW wird auch für die noch anstehenden Betriebsjahre bis 2019 durch Nachrüstungen, präventive Instandhaltung und regelmässige Überprüfungen der Systeme den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Anlage gewährleisten.

Im Jahr 2015 produzierte das Kernkraftwerk Mühleberg 2'940 Mio. kWh elektrische Energie. Dank den kontinuierlichen Massnahmen in die Erhöhung der Sicherheit und Verfügbarkeit der Anlage, hat das Kernkraftwerk Mühleberg im Betriebsjahr 2015 während 8‘034 Stunden oder an 335 Tagen Elektrizität ins Stromnetz eingespiesen. Seit Anfang der 1970er Jahre produzierte das KKM insgesamt über 117 Mrd. kWh Strom, was den heutigen Konsum einer Stadt wie Bern für mehr als hundert Jahre decken würde.

Das KKM leistet einen bedeutenden Beitrag zur sicheren Versorgung des Grossraums Bern und in der Nordwestschweiz. Die Versorgungssicherheit wird auch nach der Ausserbetriebnahme gewährleistet sein. Die BKW kann ihren Grundversorgungsauftrag für ihre Kunden sowie die Versorgung ihrer Vertriebspartner mit BKW Strom weiterhin erfüllen.

 

 

Kennzahlen Kernkraftwerk Mühleberg

Inbetriebnahme1972
Ausserbetriebnahme2019
Installierte Leistung (netto)373 MW
Netto Produktion 20152'940 GWh
Betriebszeit 20158'034 Stunden
Reaktor-TypSiedewasserreaktor BWR 4
Hersteller ReaktorGeneral Electric
KühlungAarewasser

 

 

Ein nachhaltiges Kernkraftwerk, auch über 2019 hinaus

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Nachrüstungen

Sicherheit hat auch in den letzten fünf Betriebsjahren des KKM oberste Priorität. Aus diesem Grund setzt das KKM Nachrüstmassnahmen um.

Die wichtigsten Massnahmen sind:

  1. Diversifizierung der Kühlwasserversorgung
    Eine neue Anbindung des Kühlsystems an das oberhalb vom KKM gelegene Hochreservoir Runtigenrain stellt die von der Aare unabhängige Kühlwasserversorgung sicher. Zudem wird eine zusätzliche Wasserzufuhr für die Einspeisung in den Reaktordruckbehälter realisiert.
  2. Zusätzliche Brennelementbeckenkühlung
    Ein sogenannter Eintauchkühler bietet eine weitere Kühlmöglichkeit für das Becken, in dem die ausgedienten Brennelemente abklingen. Ende 2020 wird die Kühlung in ein Sicherheitssystem umgebaut, so dass das Brennelementbecken autonom betrieben werden kann.
  3. Erhöhung der Sicherheit gegen Brand und Überflutung im Reaktorgebäude auf -11m-Ebene
    Anlagemodifikationen schützen die Systeme im Reaktorgebäude besser vor Brand und interner Überflutung.
  4. Instandhaltungskonzept zum Kernmantel
    Jährliche und im Prüfungsumfang erweiterte Untersuchgen zum Kernmantel gewährleisten, dass der Kernmantel die Sicherheitsrichtlinien einhält.
  5. Verstärkung des Reaktorkrans
    Die Verstärkung des Krans im Reaktorgebäude verhindert den möglichen Absturz eines Brennelement-Behälters bei dessen Transport im Reaktorgebäude.
  6. Zusätzliche Niederdruckeinspeisung in den Reaktordruckbehälter
    Die zusätzliche Niederdruckeinspeisung in den Reaktordruckbehälter ist ein Element der Robustheitserhöhung und deckt unabhängig Brand- und Überflutungsszenarien im Reaktorgebäude ab.

Kernmantel

Was ist ein Kernmantel?

Der Kernmantel, umhüllt von zahlreichen Sicherheitsbarrieren, befindet sich im Innern des Reaktordruckbehälters. Er ist ein oben und unten offener Zylinder aus acht zusammengeschweissten Stahlringen. Vier dieser Ringe bestehen aus jeweils zwei senkrecht verschweissten Halbschalen. Der Kernmantel hat die Aufgabe, das Wasser im Reaktor so zu leiten, dass es von unten durch die Brennelemente nach oben fliesst. Er stabilisiert zudem die Kerneinbauten und nimmt in bestimmten Störfällen eine gewisse Rückhaltefunktion des Kühlwassers wahr. 

Der orange-eingefärbte Kernmantel mit den horizontalen (H1-H7a) und den vertikalen Schweissnähten (V1-V8)
Der orange-eingefärbte Kernmantel mit den horizontalen (H1-H7a) und den vertikalen Schweissnähten (V1-V8)

Hier der Film zum Kernmantel

Anrisse im Kernmantel mit Längs- und Querverlauf

Der Kernmantel des KKM weist Anrisse im Bereich einzelner horizontaler Schweissnähte auf. Diese verlaufen entweder längs oder quer zur Schweissnaht. 1990 wurden erste Anrisse mit Längsverlauf festgestellt, 2014 erste Anrisse mit Querverlauf. Trotz dieser Anrisse ist die Belastbarkeit des Kernmantels bei schwersten Störfällen gegeben. 

Symbolische Darstellung der Anrissverläufe Blau: Anriss mit Längsverlauf Grün: Anriss mit Querverlauf
Symbolische Darstellung der Anrissverläufe
Blau: Anriss mit Längsverlauf
Grün: Anriss mit Querverlauf

Massnahmen gegen das Wachstum von Anrissen

Seit 1990 werden die Schweissnähte regelmässig visuell und mit Ultraschall untersucht. Zudem wurden 1996 vier Zuganker eingebaut. Die Zuganker reduzieren die Belastung auf die Schweissnähte und stabilisieren den Kernmantel zusätzlich, in dem sie ihn an der Druckbehälterwand abstützen.

Verursacht werden die Anrisse mit Längsverlauf durch Spannungsrisskorrosion - ein Zusammenspiel von Eigenspannungen, Werkstoff und Wasserchemie. Weltweit gibt es knapp 50 weitere Kernkraftwerke, deren Kernmantel Spannungsrisskorrosionen aufweisen.

Die genaue Ursache für die Anrisse mit Querverlauf ist Gegenstand einer laufenden internationalen Untersuchung. Vermutet wird jedoch, dass sie auch durch Spannungsrisskorrosion entstehen.

Seit 2000 wird durch Beimischung von Edelmetallen und Wasserstoff die Chemie des Reaktorwassers geändert, um die Korrosion zu reduzieren. Mit Erfolg: Das Wachstum der Anrisse mit Längsverlauf ist in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen. 

Die Sicherheit des KKM ist gegeben

Die Sicherheit des Kernmantels wird bis 2019 jährlich bewertet. Die Resultate werden dem Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) jeweils vor dem Wiederanfahren nach der Jahresrevision vorgelegt.

KKM muss zwei Forderungen zum Kernmantel erfüllen

In der Stellungnahme vom 27. Januar 2015 für den Weiterbetrieb des KKM bis zur endgültigen Ausserbetriebnahme im Jahr 2019 (EABN2019) hat das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) zwei Forderungen gestellt:

  • EABN2019-Forderung 1: Am Kernmantel des KKM sind in jeder Jahresrevision zerstörungsfreie Prüfungen mit qualifizierten Prüfsystemen durchzuführen. 
  • EABN2019-Forderung 2: Die Befunde der Kernmantelprüfungen sind aufgrund des Standes von Wissenschaft und Technik sowie der internationalen Betriebserfahrung in jeder Jahresrevision zu bewerten. Die Freigabe zum Wiederanfahren der Anlage nach der Jahresrevision wird vom ENSI erteilt, wenn folgende Kriterien erfüllt sind:
    - KI,max < 75 MPa m0.5 unabhängig von der Orientierung und Risstiefe
    - lquer < 320 mm für wanddurchdringende Querrisse 

Wie sind diese Kriterien der Forderung 2 zu verstehen?

Die berechnete Spannungsintensität an den Anrissen darf den Wert 75 MPa m0.5 nicht überschreiten. Der Spannungsintensitätsfaktor ist eine rechnerische Grösse in der Bruchmechanik. Er charakterisiert die Belastung an der Rissspitze und hängt von der äusseren Belastung, den elastischen Eigenschaften des Materials und der Geometrie eines Risses ab. Der Spannungsintensitätsfaktor ("Belastung") wird üblicherweise mit der Bruchzähigkeit ("Belastbarkeit") des Materials verglichen. Im Falle des KKM-Kernmantels liegt die Bruchzähigkeit (je nach Position der Naht) bei mindestens 123 MPa m0.5. Der Kernmantel verfügt gegenüber dem Kriterium von 75 MPa m0.5 somit über erhebliche Sicherheitsmargen.

Für wanddurchdringende Querrisse gilt zusätzlich das zweite Kriterium: Sie müssen kleiner als 32 cm sein. Würden grössere Längen festgestellt werden, müsste man von einem Schädigungsmechanismus mit grossen Risswachstumsgeschwindigkeiten ausgehen, der sich von der Spannungsrisskorrosion unterscheidet. 

2015: Kernmantel erfüllt alle Vorgaben des ENSI

Das KKM hat in der Jahresrevision 2015 die geforderten Untersuchungen am Kernmantel durchgeführt und die Befunde bewertet. Die Resultate zeigen: Die vom ENSI gestellten Kriterien zum Wiederanfahren werden mit grossen Sicherheitsmargen erfüllt. Die Stabilität des Kernmantels ist somit gewährleistet.

Wo befinden sich die Anrisse?

Die Anrisse befinden sich alle im Bereich horizontaler Schweissnähte. Die vertikalen Schweissnähte weisen keine Anrisse auf.

Anrisse mit Längsverlauf

Die Anrisse mit Längsverlauf befinden sich an drei horizontalen Schweissnähten (H3, H4 und H5). Ihre Länge ist für den Nachweis der Stabilität unerheblich, da bei der bruchmechanischen Bewertung davon ausgegangen wird, dass die Anrisse rund um den Kernmantel verlaufen (siehe Abbildung unten).

Schematische Darstellung des 360°-Rissmodells zur bruchmechanischen Bewertung der Anrisse mit Längsverlauf im Vergleich zu den realen Anrissen.
Schematische Darstellung des 360°-Rissmodells zur bruchmechanischen Bewertung der Anrisse mit Längsverlauf im Vergleich zu den realen Anrissen.

Anrisse mit Querverlauf

Diese Anrisse befinden sich an der horizontalen Schweissnaht H4.

Resultate der Messungen in der Jahresrevision 2015

Das KKM hat in der Jahresrevision 2015 die geforderten Untersuchungen am Kernmantel durchgeführt und die Befunde bewertet. Die Resultate zeigen: Die vom ENSI gestellten Kriterien zum Wiederanfahren werden mit grossen Sicherheitsmargen erfüllt. Die Stabilität des Kernmantels ist somit gewährleistet.

Anrisse mit Längsverlauf

Die Ultraschallmessungen 2015 zeigen, dass sich die Länge der Anrisse im Rahmen der Messgenauigkeit nicht verändert hat. Bei der am meisten betroffenen Schweissnaht H4 beträgt die Länge aller Anrisse zusammengerechnet weiterhin rund 26% des 9.5 m langen Kernmantelumfangs. 

Die Tiefenausdehnung aller Anrisse mit Längsverlauf hat sich im Rahmen der Messgenauigkeit seit 2011 nicht verändert. 

Ultraschallmessung an der Schweissnaht H3. Vergleich der 2011, 2013 und 2015 gemessenen Risslänge- und Tiefe.
Ultraschallmessung an der Schweissnaht H3. Vergleich der 2011, 2013 und 2015 gemessenen Risslänge- und Tiefe.

Anrisse mit Querverlauf

Die Ultraschallmessungen 2015 haben die visuellen Prüfungen aus dem Jahr 2014 bestätigt: Der Kernmantel des KKM weist Anrisse mit Querverlauf zur Schweissnaht auf. In diesem Jahr wurde zusätzlich die Schweissnaht H5 mittels Ultraschall auf Querfehler untersucht. An dieser Schweissnaht wurden keine Anrisse mit Querverlauf festgestellt. 

Die mit Ultraschall gemessenen Längen entsprechen den 2014 mittels visueller Prüfung ermittelten Längen. Mit dem seit 2015 eingesetzten Ultraschallprüfsystem, das eine grössere Prüfabdeckung erlaubte, wurden zehn (im Vergleich zu acht im letzten Jahr) Anrisse detektiert. Der Längste (bereits 2014 bekannte Befund) weist eine Länge von 99 mm auf und ist zudem auch über eine Länge von 36mm wanddurchdringend.

Tabelle Anrisse mit Längsverlauf (2015)

Schweissnaht Position Risslänge (total) [mm] Max. Risstiefe [mm]
H3 308°, unten 678 20.7
H4 49°, oben 149 10.8
H4 54°, oben 37 7.1
H4 55°, oben 56 7
H4 93°, oben 442 11.7
H4 114°, oben 265 12.3
H4 136°, unten 62 8
H4 173°, oben 330 12.6
H4 190°, oben 19 9
H4 199°, oben 386 11.5
H4 276°, oben 14 5
H4 279°, oben 26 7.2
H4 283°, oben 181 11.3
H4 290°, unten 174 7.3
H4 354°, oben 342 13.9
H5 239°, oben 94 10
H5 329°, oben 100 11.7

 

 

Tabelle Anrisse mit Querverlauf (2015)

Schweissnaht Position Risslänge (total) [mm] Max. Risstiefe [mm]
H4 6°, oben 3 9.1
H4 106°, unten 99 31.5
H4 156°, oben 21 17.9
H4 158°, oben 24 16.5
H4 180°, oben 45 29.6
H4 191°, oben 72 14.2
H4 191°, unten 6 11.5
H4 193°, oben 36 13.9
H4 194°, unten 30 17.2
H4 200°, oben 18 12.8

Überwachung und Messung von Radioaktivität

Drei verschiedene Messnetzwerke messen die Strahlung in der Schweiz rund um die Uhr – auch in der Umgebung der Kernkraftwerke. Diese geben sehr geringe Strahlung an die Umwelt ab. Sie ist viel weniger als die natürliche Strahlung, die von Natur aus überall vorhanden ist. 

Unterschiedlich starke Strahlung in der Schweiz

Eine Person in der Schweiz ist durchschnittlich einer jährlichen Strahlendosis von 5.5 mSv ausgesetzt. Die täglichen Durchschnittswerte variieren in der Schweiz je nach Standort. Die höchsten natürlichen Radioaktivitätswerte in der Schweiz werden am Piz Giuv nördlich von Sedrun gemessen.

Ständige Überwachung der Radioaktivität

Das Bundesamt für Gesundheit (BAG), die Nationale Alarmzentrale (NAZ) sowie das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) überwachen die Radioaktivität in der Schweiz. Überwacht werden die Atmosphäre, Niederschläge, das Wasser, Erde, Gras, Milch, weitere Lebensmittel (z. B. auch Wild, Pilze oder Getreide). Ferner werden Ortsdosen in der Umgebung von Kernanlagen und anderen potentiellen Emissionsquellen untersucht.

Die aktuellen Werte und der Strahlenschutzbericht 2015 des ENSI sind im Internet publiziert.

Quelle: Bundesamt für Gesundheit, Jahresbericht Umweltradioaktivität und Strahlendosen in der Schweiz 2012

Die Warnnetze in der Schweiz

Damit die zuständigen Einsatzorgane im Falle einer Gefährdung durch Radioaktivität rasch reagieren können, bestehen automatische Warnsysteme:

NADAM

Eines davon ist NADAM (58 Stationen). Es wird von der Nationalen Alarmzentrale (NAZ) betrieben. Im 10-Minuten-Intervall werden Ortsdosisleistungen aus der ganzen Schweiz gemessen und zusammen mit der lokalen Niederschlagsmenge an die NAZ übermittelt. Bei Überschreiten der Schwelle von 1 Mikrosievert pro Stunde wird Alarm ausgelöst.

MADUK

Die Ortsdosen in der Nahumgebung der Schweizer Kernkraftwerke, je 12 bis 17 Stationen pro Kraftwerk, wird mit MADUK überwacht. Das ENSI betreibt dieses Netz. An insgesamt 57 Stellen im Umkreis von jeweils rund 5 Kilometer um die Kernkraftwerke wird die Ortsdosisleistung gemessen. Das MADUK-Netz dient der kleinräumigen Überwachung der künstlichen Strahlung rund um die Kernkraftwerke. Auch dieses Netz verfügt über eine automatische Alarmeinrichtung.

RADAIR

Mit RADAIR (11 Stationen) wird die Radioaktivität der Atmosphäre überwacht. Es wird vom BAG betrieben. Mit den Luftnetzen können geringste Spuren von radioaktiven Stoffen in der Luft nachgewiesen werden. Das RADAIR-Netz dient der grossräumigen Überwachung der Radioaktivität in der Luft. An 11 Standorten, mehrheitlich entlang der Landesgrenzen, sind kontinuierlich arbeitende Aerosolmessgeräte im Einsatz.

Dokumente und Downloads

Aufsichtsbericht des ENSI 2015
Broschüre Stilllegung KKM
Periodische Sicherheitsüberprüfung 2010










Die monatlichen Betriebsberichte der Schweizer Kernkraftwerke werden von Swissnuclear herausgegeben.

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