Wenn Kernkraftwerke länger laufen: GRS untersucht sicherheitstechnische Fragestellungen des Langzeitbetriebs über 60 Jahre hinaus

Weltweit werden Kernkraftwerke zunehmend länger betrieben als ursprünglich vorgesehen. Obwohl zahlreiche Anlagen ursprünglich für etwa 30 bis 40 Betriebsjahre ausgelegt wurden, können immer mehr Reaktoren aus technischer Sicht deutlich längere Betriebszeiten erreichen. Ein solcher Langzeitbetrieb ist jedoch an strenge Auflagen gebunden, die von den Aufsichtsbehörden laufend überprüft werden. In einem aktuellen Forschungsvorhaben untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der GRS, welche sicherheitstechnischen Fragestellungen sich aus dem Langzeitbetrieb ergeben und welche Erkenntnisse sich für Deutschland insbesondere für die Bewertung grenznaher Anlagen ableiten lassen.

Nach Angaben des Power Reactor Information System der Internationalen Atomenergie-Organisation IAEO waren Ende 2025 weltweit 415 Reaktoren in Betrieb. Davon hatten bereits 187 Anlagen eine Betriebszeit von mindestens 40 Jahren erreicht.

Verteilung der weltweit betriebenen Kernkraftwerke nach Betriebszeit – fast die Hälfte der Anlagen ist seit mehr als 40 Jahren in Betrieb

Grafik zeigt das Alter der Reaktoren weltweit plus ihre elektrische Nettokapazität

In den kommenden Jahren werden die ersten KKW die Marke von 60 Betriebsjahren überschreiten. In den USA wurden bereits mehrere Anlagen für einen Betrieb von bis zu 80 Jahren genehmigt. Auch in Europa werden entsprechende Schritte diskutiert oder vorbereitet – beispielsweise für das Kernkraftwerk Borssele in der niederländischen Region Zeeland.

In dem Zusammenhang stellt sich die Frage, welche sicherheitstechnischen Maßnahmen ergriffen werden müssen, um solche Anlagen mehrere Jahrzehnte über ihre ursprüngliche Auslegung hinaus sicher betreiben zu können. Dabei müssen klassische Alterungsmechanismen und Aspekte des konzeptionellen und technologischen Veraltens ebenso berücksichtigt werden wie die Weiterentwicklung von Sicherheitsanforderungen.

Forschungsprojekt zu sicherheitstechnischen Fragen bei längerer Betriebszeit

Mit derlei Fragestellungen beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der GRS im Rahmen eines vom Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung geförderten Forschungsprojekts. Ein Schwerpunkt des Vorhabens liegt auf der Entwicklung einer Methode, mit der sich systematisch bewerten lässt, inwiefern bestehende Anlagen dem heutigen Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen. Dazu vergleichen die Forschenden das Sicherheitsniveau älteren Kernkraftwerksdesigns mit den Konzepten neuerer Referenzanlagen wie zum Beispiel dem des Europäischen Druckwasserreaktors (EPR).

„Ein sicherer Langzeitbetrieb lässt sich nicht allein anhand einzelner Alterungsmechanismen bewerten. Entscheidend ist vielmehr das Zusammenspiel aus Anlagenzustand, technischen Entwicklungen und heutigen Sicherheitsanforderungen.“

Dr. Ulrike Läuferts,

Projektleiterin

Vergleich mit heutigen Sicherheitsstandards

Analysiert werden unter anderem Sicherheitskonzepte, die Auslegung sicherheitsrelevanter Systeme, Nachrüstmaßnahmen sowie Schutzvorkehrungen gegen innere und äußere Einwirkungen. Die Forschenden wollen so Merkmale identifizieren, die für die sicherheitstechnische Bewertung älterer Anlagen besonders relevant sind. Gleichzeitig untersuchen sie, welche Unterschiede durch Modernisierungen ausgeglichen werden können, bei welchen Aspekten dies nur eingeschränkt möglich ist oder wo gar technische oder konzeptionelle Grenzen bestehen.

Sie arbeiten außerdem aktuelle Erkenntnisse zu Alterungs- und Schädigungsmechanismen passiver mechanischer Komponenten auf. Dazu zählen unter anderem strahlungsbedingte Versprödung, Spannungsrisskorrosion oder Ermüdungseffekte. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, den internationalen Kenntnisstand systematisch zusammenzuführen und seine Bedeutung für europäische Anlagen einzuordnen.

Blick auf Deutschland: Grundlage für die Bewertung grenznaher Anlagen

Da bislang nur begrenzte Betriebserfahrungen mit Kernkraftwerken über 60 Jahre hinaus vorliegen, untersuchen die Fachleute auch mögliche Wissens- und Technologielücken. Dabei geht es insbesondere um die Frage, inwieweit Erkenntnisse aus bisherigen Langzeitbetrieben auf noch längere Betriebszeiten übertragen werden können.

Die Arbeiten sollen eine Grundlage für die fachliche Bewertung internationaler Entwicklungen schaffen und dazu beitragen, sicherheitstechnische Fragestellungen des Langzeitbetriebs fundiert einzuordnen. Für Deutschland ist dies insbesondere mit Blick auf grenznahe Anlagen relevant, deren sicherheitstechnische Entwicklungen auch nach dem deutschen Ausstieg aus der Kernenergie weiterhin beobachtet und bewertet werden müssen.