Nachbetriebsphase eines Atomkraftwerks

Die Nachbetriebsphase nach der endgültigen Abschaltung eines Atomkraftwerks dauert mehrere Jahre. Dann folgt die Stilllegung der kerntechnischen Anlage. Welche Maßnahmen werden in der Nachbetriebsphase ergriffen?

Vom Leistungsbetrieb zur Stilllegung

Nach der endgültigen Abschaltung eines Kernkraftwerks beginnt in der Regel die Nachbetriebsphase. In dieser Phase werden erste Maßnahmen zur Vorbereitung der Stilllegung durchgeführt, wozu unter anderem auch die organisatorischen und technischen Vorbereitungen für den späteren Rückbau gehören. Damit bildet sie die Brücke zwischen dem Ende des Leistungsbetriebs und dem eigentlichen Beginn des Rückbaus eines Kernkraftwerks.

Maßnahmen in der Nachbetriebsphase

Die Maßnahmen in der Nachbetriebsphase sind durch die Betriebsgenehmigung des Kernkraftwerks abgedeckt. In der Regel werden während dieser Phase folgende Schritte durchgeführt:

Entladen der Brennelemente: Die Brennelemente werden aus dem Reaktor entladen und zunächst in einem mit Wasser gefüllten Brennelementlagerbecken im Kernkraftwerk gelagert.
Umlagern der Brennelemente: Sobald die Aktivität des bestrahlten Brennstoffs ausreichend zurückgegangen ist, werden die Brennelemente in Lagerbehälter umgeladen und in Standortzwischenlagern aufbewahrt.
Verwertung und Beseitigung: Radioaktive Stoffe werden verwertet und Abfälle aus der Betriebsphase werden ordnungsgemäß entsorgt.
Dekontamination der Anlage: Die Systeme der Anlage werden dekontaminiert, wobei häufig auch eine Primärkreisdekontamination durchgeführt wird, um radioaktive Oxidschichten, die sich während des Betriebs gebildet haben, zu entfernen. Dies reduziert die Strahlenbelastung für das Personal in der Nachbetriebsphase und während des späteren Rückbaus.
Außerbetriebnahme von Systemen: Nicht mehr benötigte Systeme werden in einen entleerten, drucklosen und kalten Zustand versetzt, bevor sie dauerhaft außer Betrieb genommen und systematisch dem Rückbau zugeführt werden.
Probenentnahme und Auswertung: An verschiedenen Systemen und Komponenten werden Proben entnommen, um den radiologischen Zustand der Anlage am Ende der Betriebsphase zu dokumentieren. Diese Ergebnisse dienen der Präzisierung der Rückbauplanung und werden für die Erstellung der Antragsunterlagen zur Stilllegung eines Kernkraftwerks verwendet.

Informationen zur Dekontamination

Was ist eine Dekontamination? Wird dabei Säure verwendet?

In Leichtwasserreaktoren kommt es im Primärkreislauf während des Betriebs zu einem Aktivitätsaufbau bei den Komponenten (z.B. Rohre, Pumpen), die mit Kühlwasser in Kontakt kommen. Dadurch erhöhen sich im Umfeld des Primärkreislaufs die Dosisleistungswerte. Dies bedeutet eine potentielle Strahlenbelastung für das in diesem Anlagenbereich tätig werdende Personal, weshalb seit über 50 Jahren weltweit die sogenannte (Primärkreis-) Dekontamination in Reaktoren zur Reduzierung dieser Aktivität durchgeführt wird.

Bei dieser Dekontamination werden Teile des Primärkreislaufs mittels qualifizierter Verfahren und spezieller Chemikalien, wie z.B. Säure, gereinigt. Dadurch kann die vorhandene Aktivität um mehr als 90 Prozent gesenkt werden. Die Intensität der Dekontamination und der hiermit verbundene Materialabtrag kann gesteuert werden und hängt u.a. davon ab, ob das AKW danach weiterläuft oder das AKW danach rückgebaut wird.

Warum wird vor dem Rückbau eine Dekontamination durchgeführt?

Zum einen wird mit einer Dekontamination die Strahlenbelastung für das Personal verringert. Zum anderen wird durch eine Dekontamination die Menge an radioaktivem Abfall reduziert, welche zwischen- und endgelagert werden muss.

Es liegt im Ermessen des Betreibers, ob er zur Vorbereitung des Rückbaus die Dekontamination des Primärkreislaufs einplant. Die Durchführung muss durch die gültige Genehmigung abgedeckt sein und wird aufsichtlich durch die zuständige Behörde überwacht. Somit kann eine Dekontamination während der Nachbetriebsphase des AKW - im Rahmen der Betriebsgenehmigung - vom AKW-Betreiber beauftragt werden. Die Dekontamination kann aber auch – nach einer entsprechend erteilten Genehmigung - während der Stilllegungsphase eines AKW stattfinden.

Findet die Dekontamination auch bei AKW im Ausland statt?

Bei der (Primärkreis-) Dekontamination handelt es sich um ein etabliertes Verfahren, das den Stand der Technik abbildet und seit über 50 Jahren weltweit durchgeführt wird. In manchen AKW wurde der Leistungsbetrieb anschließend fortgeführt, beispielsweise im schwedischen AKW Oskarshamn 1 oder im finnischen AKW Loviisa2. Zur Vorbereitung eines Rückbaus ist die Dekontamination beispielsweise im US-amerikanischen AKW Haddam Neck und in vielen deutschen AKW (z.B. Stade, Obrigheim, Biblis) durchgeführt worden.

Der Betreiber kann, unter Berücksichtigung des jeweiligen nuklearen Gefährdungspotentials, bei der zuständigen atomrechtlichen Genehmigungs- und Aufsichtsbehörde weitergehende Anpassungen bzw. Änderungen am genehmigten Zustand des Kernkraftwerks innerhalb der Nachbetriebsphase beantragen.

Zeitliches Ablaufschema für die Übergänge zwischen Leistungsbetrieb, Nachbetriebsphase und Stilllegung eines Kernkraftwerkes bis zur Entlassung aus der atomrechtlichen Überwachung © BASE

Sicherheit in der Nachbetriebsphase

Während der Nachbetriebsphase werden alle notwendigen Vorkehrungen nach dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik getroffen, um mögliche Schäden zu verhindern. Wie bereits während der Betriebsphase zielen diese Maßnahmen darauf ab, die vorhandenen radioaktiven Stoffe sicher einzuschließen und die Strahlenexposition zu minimieren.

Solange sich noch Brennelemente im Kernkraftwerk befinden, müssen die Maßnahmen zur Kühlung der Brennelemente und zur Kontrolle der Reaktivität aufrechterhalten werden. Die Kontrolle der Reaktivität stellt sicher:

dass im Betrieb durchschnittlich genau eines der durch die Spaltung eines Atomkerns freigesetzten Neutronen eine weitere Spaltung auslöst (kritischer Zustand), und
dass im abgeschalteten Reaktor kein kritischer Zustand eintritt.

Alle Vorkehrungen in der Nachbetriebsphase sind durch die weiterhin gültige Betriebsgenehmigung des Kernkraftwerks abgedeckt.

Nach der Nachbetriebsphase

Die an die Nachbetriebsphase anschließende Stilllegung eines Kernkraftwerks erfordert im Vorfeld ein umfassendes Genehmigungsverfahren, das insbesondere Aspekte des Strahlenschutzes und potenzielle Auswirkungen auf die Umwelt berücksichtigt. Erst nach Erteilung der Stilllegungsgenehmigung können die Rückbauarbeiten beginnen, die wesentliche Änderungen an den Systemen und Komponenten vornehmen und letztlich zum Abbau des Kernkraftwerks führen.

Stand: 01.10.2024