Befunde an Brennstäben von 2016: Fall ist abgeschlossen
Die Aufsichtsbehörde ENSI anerkannte die Erkenntnisse der vertieften Ursachenanalyse.
Stand 13. September 2019
Nach Überprüfung der eingereichten, vertieften Ursachenanalyse anerkannte das ENSI, dass es sich bei den Befunden an den Hüllrohren von Brennstäben lediglich um Ablagerungen handelte, welche die Wandstärke der Hüllrohre nicht beeinträchtigen. Die Ablagerungen entstanden durch ein Zusammengehen von bestimmten thermohydraulischen und wasserchemischen Effekten mit der Leistungscharakteristik eines bestimmten Brennelementtyps.
Da nachweislich keine Schwächung der Hüllrohre vorlag, ist die sicherheitstechnische Bedeutung des Vorkommnisses geringer als ursprünglich angenommen. Das ENSI korrigierte daher im September 2019 seine Einordnung aus dem Jahr 2016 und ordnete das Vorkommnis neu der Stufe 0 und nicht mehr der Stufe 1 auf der internationalen Ereignisskala INES zu.
Mit einer angepassten Kernbeladung kehrte das KKL nach seiner Jahreshauptrevision im Juli 2019 wieder zur vollen Leistung zurück. So produziert das Kraftwerk seither, trotz des weiterhin begrenzten Kerndurchsatzes, mit der vollen thermischen Nennleistung Strom.
Stand 3. Juli 2019
Das KKL hat die vertiefte Ursachenanalyse zu den Befunden an einzelnen Brennstäben aus dem Jahr 2016 abgeschlossen Der Schlussbericht wurde im Mai 2019 dem ENSI eingereicht. Die limitierenden Auflagen des ENSI bleiben vorderhand weiterhin bestehen. Aufgrund betrieblicher Massnahmen und Änderungen am Brennelement-Design (anderer Typ) wird das KKL indessen für den Zyklus 36 auf die volle Leistung zurückkehren können.
Was waren die Gründe für die Befunde?
Die umfangreiche Ursachenanalyse hat nachgewiesen, dass eine Kombination von verschiedenen thermo-hydraulischen und wasserchemischen Effekten, zusammen mit einer bestimmten Brennelementleistungscharakteristik, eine entscheidende Rolle spielten bei der Entstehung der V-förmigen Ablagerungen an einzelnen Brennstäben. Die Ablagerungen aus Zink und Silikat beeinträchtigten zu keiner Zeit die Sicherheit der Anlage. Die Untersuchungen zeigten auf, dass nur Brennelemente eines bestimmten Typs von den Ablagerungen betroffen waren.
Wie kann das KKL zur vollen Leistung zurückkehren?
An den Limitierungen der Aufsichtsbehörde gegenüber dem befundbehafteten Brennelementtyp ändert sich gegenwärtig nichts. Den Kerndurchsatz hat das ENSI weiterhin bei <95 Prozent festgelegt.
Das KKL berücksichtigt bei den neu einzusetzenden Brennelementen einen alternativen Typ. Diese unterliegen behördlich keiner vergleichbaren Limitierung und das KKL kann daher nach der Jahreshauptrevision wieder auf volle Leistung zurückkehren.
Am befundbehafteten Typ sind derweil Anpassungen vorgesehen, damit das KKL künftig wieder über mehrere Konfigurationsoptionen verfügt.
Wie kann man zwar weiterhin eine Limitierung im Kerndurchsatz haben und trotzdem auf volle Leistung kommen?
Der Kerndurchsatz ist nur eine von verschiedenen Grössen, welche die Leistung eines Reaktors bestimmen. Die Kombination von Brennelementleistung und Kerndurchsatzmenge ergibt die Leistung.
Von den im Rahmen der Jahreshauptrevision ersetzten 120 Brennelemente gehören 108 zu einem alternativen Typ, der keiner vergleichbaren, behördlichen Limitierung unterliegt. Der Reaktorkern besteht aus insgesamt 648 Brennelementen.
Werden nun die Brennelemente des anderen Typs stärker beansprucht, um auf die volle Leistung zu kommen?
Die Leistungsverteilung wird gleichmässiger. Die von den Ablagerungen betroffenen Brennelemente waren vorher etwas stärker belastet. Das sind sie jetzt nicht mehr.
Was sind die weiteren Schritte?
Das KKL wird dem ENSI auch für die neu eingesetzten Brennelemente eines alternativen Typs ein Inspektionsprogramm vorlegen. Während der nächsten Jahreshauptrevision 2020 werden die neu verwendeten Elemente dann ebenfalls auf allfällige Anzeigen hin inspiziert.
Stand 19. März 2019
Vor einigen Wochen hat das Kernkraftwerk Leibstadt (KKL) dem Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) einen Antrag zur Erhöhung der Bündelleistung von 7.2 MW auf 7.35 MW eingereicht. Basierend auf einer umfassenden Analyse möchte das KKL die Massnahme für die Dauer bis zum Beginn der Jahreshauptrevision am 3. Juni 2019 umsetzen. Die weitere Verifizierung dieser Massnahme soll im Rahmen der geplanten Inspektionen während der diesjährigen Jahreshauptrevision (JHR) nachgewiesen werden. Ziel des KKL ist es, nach dem Abschluss der JHR am 3. Juli 2019 den geplanten Schritt zum Vollbetrieb der Anlage zu vollziehen.
Warum erhöht das KKL die Leistung?
Vertiefte Untersuchungen am Paul Scherrer Institut (PSI) haben gezeigt, dass es sich bei den 2016 entdeckten Befunden an einzelnen Brennstäben um Ablagerungen (CRUD) handelt.
Das ENSI hat nun eine geringfügige Erhöhung der Bündelleistung von 7.2 MW auf 7.35 MW freigegeben. Die Erhöhung der Bündelleistung gilt für die verbleibenden rund drei Monate bis zur Jahreshauptrevision des KKL, die am 3. Juni 2019 startet. Das KKL wird die Brennelemente während der Revision erneut umfangreich inspizieren.
Was bedeutet die Erhöhung der Bündelleistung von 7.2 MW auf 7.35 MW?
Die Leistung steigt mit der Erhöhung der Bündelleistung um rund 2 Prozent, also von durchschnittlich 90 % auf 92 %. Gleichzeitig bleibt die andere Massnahme, die Begrenzung des Kerndurchsatzes auf maximal 95 %, unverändert bestehen. Die Leistung bleibt also weiterhin beschränkt.
Was ist eine Bündelleistung?
Die Bündelleistung beinhaltet die Leistung eines einzelnen Brennelements. Ein Brennelement enthält wiederum 96 Brennstäbe. Im Kern des Kraftwerks befinden sich 648 Brennelemente.
Die Bündelleistung variiert bei jedem Brennelement und hängt vom Typ, Standort und Alter des Brennelements ab. Die behördlich angeordnete Leistungsbeschränkung limitiert die maximale Bündelleistung neu bei 7.35 MW.
Wie überprüft das KKL die Brennelemente längerfristig?
Es gibt ein detailliertes Inspektionsprogramm im Rahmen der jährlichen Revisionsabstellung, das für alle eingesetzten Brennelementtypen zur Anwendung kommt und Kontinuität im Prüfverfahren sicherstellt.
Bisherige Medienmitteilungen
2.11.18: Revision im Kernkraftwerk Leibstadt beendet
19.10.17: Zwischenbericht zur Jahresrevision
18.9.17: Kernkraftwerk Leibstadt geht in Revision
17.2.17: Das Kernkraftwerk Leibstadt hat die Stromproduktion wieder aufgenommen
16.2.17: ENSI erteilt Freigabe zum Wiederanfahren
19.12.16: Sicherheitsbewertungen abgeschlossen und Freigabeantrag zur neuen Kernbeladung eingereicht
Bisherige Chronologie der Erkenntnisse 2018 - 2016
Während der Jahreshauptrevision 2016 wurden im Rahmen der geplanten Brennstoffinspektionen am Hüllrohrmaterial einzelner Brennstäbe Befunde festgestellt.
Die damalige Ausgangslage und die in der Zwischenzeit gewonnenen Erkenntnisse in chronologischer Reihenfolge von 2018 zurück bis 2016:
Stand 31. Oktober 2018
Im Rahmen der vertieften Ursachenanalyse fanden in der ersten Jahreshälfte 2018 Untersuchungen am Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen statt. In dessen Hotlabor wurde der Querschnitt eines betroffenen Brennstabs untersucht, was nur mit ferngesteuertem Spezialgerät und hinter Abschirmung möglich ist.
Die Untersuchungsergebnisse lieferten wichtige Erkenntnisse:
Bei den Befunden handelt es sich um reine Ablagerungen. Die Integrität der Brennstabhüllrohre war stets gewährleistet.
Die physikalischen und wasserchemischen Vorgänge, die bei der Entstehung der Ablagerungen eine Rolle spielen, werden gegenwärtig noch abschliessend untersucht.
Stand 23. Februar 2017
Zur Wiederinbetriebnahme im Februar 2017 publizierte das KKL erstmals ein umfangreiches Webdossier mit Details zu den Befunden, den Untersuchungen und der künftigen Fahrweise des Kraftwerks.
Stand 3. Mai 2017
Im Rahmen der KKL-Wissensvortragsreihe "Wissen schafft Vertrauen" wurde der damals aktuelle Wissensstand der Untersuchungen anschaulich präsentiert.
Die Referate der zwei Redner, Dr. Johannis Nöggerath (Leiter Abteilung Support, Technik, Sicherheit) und Thomas Bilger (Fachexperte Ausbildung Betrieb) stehen als Video zur Verfügung.
Stand der Animation: 3. Mai 2017
Stand 1. Dezember 2017
Zusätzliche Erkenntnisse standen nach der Jahreshauptrevision 2017 zur Verfügung.
Während der Jahreshauptrevision 2017 überprüften interne und externe Fachspezialisten während drei Wochen 78 Brennelemente. Im Fokus standen vor allem jene 22 Brennelemente, die Anfang 2017 neu und an einer exponierten Position innerhalb des Reaktorkerns eingesetzt worden waren. 47 Brennelemente stammten aus dem vergangenen Zyklus 33. Zudem prüften die Spezialisten 31 Brennelemente aus früheren Zyklen.
An keinem der inspizierten Brennstäbe wurden weitere Befunde festgestellt. Damit zeigt das KKL, dass die getroffenen betrieblichen Massnahmen zur Vermeidung neuer Befunde greifen. Diese Begleitmassnahmen werden auch im 34. Betriebszyklus fortgesetzt und zur Folge haben, dass die Leistung des Kernkraftwerks weiterhin reduziert sein wird.
Zusatzinformationen
Der Reaktorkern besteht aus 648 Brennelementen mit je 96 Brennstäben (total 62‘208 Brennstäbe). Die Brennstäbe sind mit Uranpellets gefüllt.
Schnittzeichnung eines Brennelementes
