Stresstests geven ruime veiligheidsmarge voor de reactoren

Jan Leen Kloosterman, KernVisie 6(6), December (2011)

Op vrijdag 18 november werd door de afdeling Kerntechniek van KIVI-NIRIA een avondsymposium georganiseerd met als titel: “Stresstest, Wat en Hoe?”. Vier sprekers gaven een overzicht van de bevindingen tot nu toe voor de HFR in Petten, de kerncentrales in België en Duitsland, en de kerncentrale in Borssele. De avondvoorzitter was Jan Leen Kloosterman, bestuurslid van de afdeling Kerntechniek.

De stresstest, of beter robuustheidonderzoek, is gedefinieerd door de European Nuclear Safety Regulator (ENSREG) naar aanleiding van de kernongevallen in Fukushima en geldt voor alle kerncentrales in Europa. In Nederland en België zullen tevens de onderzoeksreactoren en andere nucleaire installaties aan de test worden onderworpen en moeten naast extreme natuurlijke voorvallen ook ‘man–made’ gebeurtenissen worden meegenomen. De test is erop gericht om de veiligheidsmarge tussen de vergunningseis en de faalgrens van de installatie te bepalen. Bovendien moeten verbeterpunten worden aangegeven die de veiligheid van de installatie verhogen. De meeste studies hebben een duale aanpak. Enerzijds wordt deterministisch het gedrag van de centrale geanalyseerd onder extreme externe omstandigheden, zoals overstroming, aardbevingen, bliksem, overvloedige regen- of sneeuwval, extreme temperaturen en combinaties hiervan. Anderzijds wordt volgens een ‘defence–in–depth’ principe verondersteld dat, ongeacht de oorzaak, de veiligheidsfuncties achtereenvolgens falen en wordt bepaald in hoeverre de ‘Severe Accident Management’ (SAM) maatregelen daarna effectief zijn.

De eerste spreker was de heer Vervecken van NRG in Petten met een overzicht van de analyses die zullen worden uitgevoerd voor de Hoge Flux Reactor (HFR) in Petten. Onderzoeksreactoren hoeven pas eind februari 2012 de resultaten van de stresstest gereed te hebben, vandaar dat nog geen concrete resultaten konden worden getoond. Hoewel de locatie van de HFR niet kan overstromen, zal deze bij overstroming wel onbereikbaar worden. Aardbevingsbestendigheid is oorspronkelijk niet in het ontwerp van de HFR meegenomen (Petten ligt ver van alle bekende breuklijnen), maar zal wel in de analyses worden meegenomen. Verder zullen extreme weersomstandigheden worden beschouwd, evenals diverse ongevalscenario’s zoals een verlies aan koudebron, verlies aan externe voeding en een totaal verlies aan elektrische voeding (‘Station Black Out’). De SAM maatregelen zijn erop gericht de installatie toch via alternatieve vermogens– en waterbronnen te kunnen blijven koelen.

De tweede spreker was de heer Van Wonterghem van het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC) in Brussel. België heeft 2 kerncentrales met 4 reactoren in Doel en 3 in Tihange. De twee oudste reactoren in Doel en de oudste in Tihange zullen bij ongewijzigd beleid in 2015 gesloten worden. Alle reactoren hebben een dubbele veiligheidsomhulling, twee niveaus noodsystemen en een dubbele uitvoering van de koude bron. Voor Doel is dat bijvoorbeeld de Schelde èn een waterreservoir. Op beide locaties staan meerdere reactoren waardoor noodstroomdiesels ruim voorhanden zijn. Tihange ligt aan de Maas, zodat kan worden geanticipeerd op overstromingen. Toch zullen maatregelen getroffen worden om de overstromingsfrequentie te verlagen. De kerncentrales in Doel liggen 0,76 meter boven de waterstand gemeten in 1953 en worden bovendien beschermd door een dijk met een hoogte van 3 meter boven die stand. Wel kunnen de omliggende polders overstromen, wat de bereikbaarheid sterk beperkt. Hierop zal moeten worden geanticipeerd. De kerncentrales in Tihange kunnen in geval van aardbevingen een versnelling van 0,23 g (0,23 maal de valversnelling) weerstaan. In Doel is dat 0,17 g. Beide waarden liggen boven de ontwerpwaarden, maar in Tihange zal wel een gebouw voor elektrische installaties versterkt moeten worden. Vliegtuiginslag zal voor de drie oudste reactoren leiden tot zware schade aan het reactorgebouw, maar zal niet leiden tot verlies van essentiële veiligheidsfuncties. De nieuwere reactoren zijn wel bestand tegen vliegtuiginslag. Als verbetermaatregel wordt verwogen om hoge obstakels te plaatsen rondom de centrales. Bij verlies aan elektrische voeding en koude bron ligt de faalgrens van de centrales boven de ontwerpeis. Verbetermaatregel op dit vlak betreffen de uitbreiding van het gebunkerd gebouw met tweede niveau noodsystemen in Tihange 1 en een uitbreiding van de mobiele middelen op beide locaties. Bovendien moeten de splijtstofopslagbassins en andere waterreservoirs op alternatieve wijze kunnen worden bijgevuld.

De situatie in Duitsland kwam uitgebreid aan bod in de presentatie van de heer Borst (RWE). In Duitsland werden al zeer snel na Fukushima acht kerncentrales gesloten. RWE is hierdoor onevenredig zwaar getroffen. Omdat de Europese robuustheidtest sterk is geënt op die van de Duitse nucleaire veiligheidscommissie (RSK), lopen veel Duitse centrales voor op de rest van Europa. Duitse centrales hebben ruim voldoende marge in aardbevingbestendigheid en extreme weeromstandigheden. Dit geldt ook voor overstromingen, waarop voor veel kerncentrales in Duitsland (net als in Tihange) ruim van te voren kan worden geanticipeerd. Wel zullen de gevolgen van een langdurige overstroming nader worden onderzocht. Een verbeterpunt betreft de invoering van SAM maatregelen, omdat in Duitsland lange tijd de nadruk heeft gelegen op preventie van ernstige ongevallen en minder op mitigatie. Ook zullen maatregelen getroffen worden om de diverse waterreservoirs op alternatieve wijze te kunnen bijvullen.

De laatste voordracht werd verzorgd door de heer Van Cappelle van EPZ. Bijzondere aandacht ging uit naar overstroming. De kerncentrale Borssele is bestand tegen 7,30 meter boven NAP (‘Amersfoort in zee’), maar het onderzoek heeft aangetoond dat tot 8,55 meter geen enkel relevant veiligheidsysteem wordt getroffen. De luchtinlaat voor het tweede niveau noodstroomdiesels ligt zelfs bij 9,80 meter boven NAP. De aardbevingsbestendigheid bedraagt 0,15 g, wat twee keer zo groot is als de ontwerpeis. Dit betreft een voorlopige bevinding die door EPZ in de toekomst nauwkeuriger zal worden bepaald. Verder hebben de analyses aangetoond dat de kerncentrale Borssele meer dan twee weken als ‘eiland’ kan opereren en dat met verbetermaatregelen deze periode kan worden verlengd. Deze betreffen zowel de noodstroomvoorziening als de beschikbaarheid van koelwatervoorraden. Op het gebied van SAM heeft EPZ al in het jaar 2000 richtlijnen ingevoerd. Verbetering is mogelijk door uitzonderlijke maatregelen in werkinstructies voor te bereiden om tijdverlies op cruciale momenten te voorkomen.

Als conclusie kan worden gesteld dat de Nederlandse kerncentrale en die van onze buurlanden ruime veiligheidsmarges hebben bovenop de gestelde ontwerpeisen. Daarnaast zijn diverse verbeterpunten geïdentificeerd die na realisatie de veiligheid van de centrales verder zullen verhogen.