Kernkraftwerk Mühleberg

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 durch Spannungsrisskorrosion - ein Zusammenspiel von Eigenspannungen, Werkstoff und Wasserchemie. Weltweit gibt es knapp 50 weitere Kernkraftwerke, deren Kernmäntel Anrisse aufgrund von Spannungsrisskorrosion aufweisen.

Seit 2000 wird durch Beimischung von Edelmetallen und Wasserstoff die Chemie des Reaktorwassers geändert, um die Korrosion zu reduzieren. 

Die Sicherheit des KKM ist gegeben

Die Sicherheit des Kernmantels wird bis zur endgültigen Einstellung des Leistungsbetriebs Ende 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 Verfügung vom 3. Dezember 2015 im Hinblick auf den Betrieb des KKM bis Ende 2019 hat das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) zwei Forderungen gestellt:

• Forderung 1: Am Kernmantel des KKM sind in jeder Jahresrevision zerstörungsfreie Prüfungen mit qualifizierten Prüfsystemen durchzuführen. 
• 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: 
  - Kl,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?

Megapascal-Wurzelmeter (MPa m0.5) ist eine rechnerische Grösse in der Bruchmechanik und bezeichnet den Spannungsintensitätsfaktor. 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. Gemäss der Forderung 2 darf die berechnete Spannungsintensität an den Anrissen den Wert 75 MPa m0.5 nicht überschreiten. Im Falle des KKM-Kernmantels liegt die Bruchzähigkeit (Belastbarkeit) (je nach Position der Naht) bei mindestens 123 MPa m0.5. Der Kernmantel verfügt gegenüber dem Kriterium der maximalen Belastung von 75 MPa m0.5 somit über erhebliche Sicherheitsmargen.

Für wanddurchdringende Querrisse gilt zusätzlich das zweite Kriterium: Sie müssen kleiner als 320 mm sein. Würden grössere Längen festgestellt werden, müsste man von einem Schädigungsmechanismus mit grossen Risswachstumsgeschwindigkeiten ausgehen, der sich von der Spannungsrisskorrosion unterscheidet. 

2017: Kernmantel erfüllt alle Vorgaben des ENSI

Das KKM hat in der Jahresrevision 2017 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.

Diese Anrisse befinden sich an der horizontalen Schweissnaht H4.

Die Ultraschallmessungen 2017 zeigen, dass sich die Längen und Tiefenausdehnung der 10 Anrisse mit Querverlauf im Rahmen der Messgenauigkeit nicht verändert haben. Der Längste der 10 Anrisse weist weiterhin eine Länge von 99 mm auf und ist wie gehabt über eine Länge von 36 mm wanddurchdringend.