Sicherheit von deutschen Kernkraftwerken gegen Erdbeben: Überblick

Sicherheit von deutschen Kernkraftwerken gegen Erdbeben:
Überblick
Die Sicherheit von Kernkraftwerken gegen die Einwirkung von Erdbeben ist eine zentrale Forderung
der internationalen und nationalen Regelwerke. Der Nachweis dieser Sicherheit ist Aufgabe von
Planern, Erbauern und Betreibern bzw. Genehmigungsinhabern eines Kernkraftwerkes. Ohne einen
solchen Nachweis kann in Deutschland kein Kernkraftwerk ans Netz gehen.
Obwohl die Erdbebentätigkeit in Deutschland vergleichsweise gering ist, wurde die Auslegung gegen
sehr seltene Erdbeben schon früh erforscht und in die Praxis umgesetzt. Für Genehmigungsinhaber
und Betreiber von Kernkraftwerken ist die Auslegung der Anlagen gegen sehr seltene Erdbeben dabei
prioritär eine Sicherheitsfrage: Sicherheit hat oberste Priorität. Aber darüber hinaus gilt es nicht nur so
zu bauen, dass auch äußerst seltene Ereignisse nicht zu Unfällen führen können, sondern auch so zu
bauen, dass diese Anlagen über Jahrzehnte ihrer Betriebszeit nicht wesentlich durch seismische
Ereignisse bei der Stromproduktion beeinträchtigt werden. Dies erfordert eine tiefgehende Kenntnis
der örtlichen Verhältnisse, der Erdbeben-Situation an den Standorten mit Bestimmung der
ingenieurseismologischen Auslegungsparameter, darauf abgestimmte Bauweise sowie
entsprechende Auslegung der Anlagentechnik.
Gesetzliche Regeln:
In Deutschland wird die Vorgehensweise zur Bestimmung der seismischen Einwirkungen durch die
Regeln des kerntechnischen Ausschusses geregelt. Diese Regel wird regelmäßig überprüft, um dem
neuesten Stand von Wissenschaft und Technik zu entsprechen. Auch werden die Vorgaben der
internationalen Normung der Internationalen Atomenergiebehörde IAEA, die ebenfalls regelmäßig
erneuert werden, einbezogen.
Dabei soll dasjenige Erdbeben als Auslegungsgrundlage herangezogen werden, welches mit einer
Wahrscheinlichkeit von 10-5/Jahr, also ein Mal in 100.000 Jahren, auftreten kann. Darüber hinaus wird
bei Planung und Bau sehr konservativ vorgegangen mit dem Ergebnis, dass in der Praxis die
Sicherheit auch bei weitaus unwahrscheinlicheren Erdbeben gegeben ist.
Vorgehen bei der Auslegung
Für jedes Gebäude und jede Anlage weltweit lassen sich anhand der Analyse von Erdbeben in der
Vergangenheit und der Kenntnis der tektonischen Verhältnisse Aussagen zum zukünftigen
Erdbebenrisiko treffen, insbesondere zur maximal zu erwartenden Intensität. Basierend auf dem so
ermittelten seismischen Gefährdungspotenzial können durch besondere konstruktive Ausbildung der
Gebäudestruktur die Schadenswirkungen von Erdbeben verhindert bzw. abgemildert werden.
So sind unsere Kernkraftwerke gegen ein so genanntes Bemessungserdbeben ausgelegt. Das
Bemessungserdbeben ist ein nach wissenschaftlichen Grundsätzen maximal mögliches Erdbeben im
Umkreis von 200 km um die Anlage. Dazu wird für jeden Standort ein seismologisches Gutachten
erstellt. Grundlage dafür sind historische Erfahrungen sowie konkrete Standort- bzw.
Bodenverhältnisse. Denn entscheidend für die Auslegung der Anlage ist nicht ein Wert auf der
Richterskala, sondern die zu erwartende Intensität eines Bebens am Standort des Kraftwerks.
Die Intensität ist dabei definiert als ein standortabhängiges Maß für die Wahrnehmbarkeit und die
Zerstörungskraft eines Erdbebens an einem bestimmten Ort. Sie ist u.a. abhängig von

Energiefreisetzung am Erdbebenherd,

Herdtiefe,

Distanz des Standorts von einem möglichen Epizentrum und vom

Untergrund am betrachteten Standort.
Die Intensität charakterisiert das aufgetretene Beben und beschreibt seine Auswirkungen auf
Menschen, Gebäude und Natur. Maßgeblich für die Auslegung von Gebäuden ist die aus der
Intensität abgeleitete Bodenbeschleunigung. Aus der Bodenbeschleunigung wird ein zeitabhängiges
Beschleunigungsspektrum abgeleitet, das als Grundlage für die Untersuchung des
erdbebenbedingten Schwingungsverhaltens von Bauwerken, Systemen und Komponenten dient.
Daraus werden dann die physikalischen Größen für die Auslegung des Bauwerks und seiner
einzelnen Bestandteile gegen die zu erwartende maximale Intensität und die daraus resultierenden,
auf das Bauteil wirkenden Kräfte bestimmt. Alle Bauteile, Systeme und Komponenten werden dabei
klassifiziert je nach bei oder nach Erdbeben erforderlichen sicherheitstechnischen Funktionen.
Bild: Beispiel für eine Rohrleitung