3.3 Methodologie
3.3.2 Accidentele lozingen
Tijdens de hele levensduur van een kerninstallatie moet de installatie bestand zijn tegen ongevalsomstandigheden en moeten hiervoor de nodige maatregelen getroffen worden. Een kerninstallatie wordt preventief ontworpen met een aantal barrières, op basis van het principe van ‘gelaagde bescherming’, dit om te vermijden dat de bevolking en de omgeving blootgesteld worden aan een onaanvaardbare dosis ioniserende straling. Het principe van gelaagde bescherming heeft als doel om: i) de impact van externe gevaren, hetzij extreme gevaren en gevaren veroorzaakt door de natuur of door een onopzettelijke menselijke handeling, tot een minimum te beperken, ii) een abnormale werking of storingen te voorkomen, iii) een abnormale werking te beheersen of storingen op te sporen, iv) ontwerpongevallen te beheersen, v) de modaliteiten van de uitbreiding van het ontwerp te beheersen en vooral de ontwikkeling van ongevallen tot ernstige ongevallen te voorkomen en de gevolgen van ernstige ongevallen te beperken en vi) het beheer van noodsituaties mogelijk te maken (zie §3.8)xliii. Om het principe van gelaagde bescherming te kunnen toepassen moet er eerst een gedetailleerde analyse van mogelijke voorvallen gebeuren, zowel voorvallen binnen het ontwerp (ontwerpbasisvoorvallen) als voorvallen die kunnen voorkomen in de uitbreiding van het ontwerp (ontwerpuitbreidingsvoorvallen), waartegen de installatie bestand moet zijn of de nodige maatregelen moet treffen. Deze voorvallen kunnen leiden tot ongevallen, namelijk ontwerpbasisongevallen (Design Basis Accidents) en ontwerpuitbreidingsongevallen (Beyond Design Basis Accidents).
De relevante internationale en Europese richtlijnen met betrekking tot ongevalscenario’s, alsook een samenvatting van hun (meest relevante) inhoud, zijn opgelijst in Tabel 34.
Tabel 34: Relevante internationale en Europese richtlijnen met betrekking tot de identificatie van ongeval scenario’s.
Internationale en Europese richtlijn
Relevante inhoud m.b.t. ongeval situaties
IAEA Safety Standard Series SSR-2/1, 2012 xliv
In deze IAEA-richtlijn worden de veiligheidsvereisten voor het ontwerp van een kerncentrale gegeven.
IAEA Safety Standard Series SSR-2/1 (Rev. 1), 2017 xlv
Deze IAEA-richtlijn is een revisie, geïnitieerd na het Fukushima ongeval, van de vorige richtlijn. De revisie van deze richtlijn resulteerde in een aantal beperkte wijzigingen.
IAEA Safety Standards Series SSG-2, 2010 xlvi
Deze IAEA-richtlijn geeft richtsnoeren voor de deterministische veiligheidsanalyse van kerncentrales. De veiligheidsanalyse wordt gebruikt om voorvallen te identificeren, te classificeren en om ongevalscenario’s te identificeren.
IAEA Safety Standards Series SSG-2 (Rev. 1), 2019 xlvii
Deze IAEA-richtlijn is een revisie, op basis van lessen getrokken uit het Fukushima ongeval, van de vorige richtlijn.
Euratom verdrag, 2012 xlviii Het Euratom verdrag met betrekking tot het oprichten van een Europese Gemeenschap voor Atoomenergie. Een van de hoofdoelstellingen is het vaststellen van uniforme veiligheidsnormen voor de bescherming van de bevolking en werknemers.
Richtlijn 2014/87/EURATOM, 2014xlix
Deze EU-richtlijn is een revisie van de richtlijn 2009/71/Euratom, geïnitieerd na het Fukushima ongeval. De richtlijn voorziet in een communautair kader voor de nucleaire veiligheid van kerninstallaties in de Europese Unie.
De toestand waarin een kerncentrale zich kan bevinden werd door het IAEA geïdentificeerd zoals geschematiseerd in Figuur 29. Er worden twee categorieën van ongevalsomstandigheden beschouwd: a) ontwerpbasisongeval (‘Design Basis Accidents’) en b) ontwerpuitbreidingsvoorvallen (‘Design Extension Conditions’). Daarnaast worden in deze laatste categorie twee types van voorvallen beschouwd: a) voorvallen zonder significante splijtstofdegradatie en b) voorvallen met kernsmelting. Bij ontwerpuitbreidingsvoorvallen zijn de radiologische consequenties erger dan bij de ontwerpbasisongevallen of brengen deze extra storingen met zich mee xlv.
Figuur 29: Operationele en accidentele toestand van een kerncentrale xlv.
Naast de IAEA- en EU-richtlijnen heeft de WENRA (‘Western European Nuclear Regulators’ Association’), waaraan België deelneemt, in 2014 geharmoniseerde veiligheidsniveaus en -vereisten voor de ontwerpbasis en de ontwerpuitbreiding voor bestaande reactoren gepubliceerd l.
Gebruikte terminologie ongevallen
Ontwerpbasis: de reeks omstandigheden en gebeurtenissen waarmee rekening is gehouden initieel met inbegrip van upgrades, van een kerninstallatie, overeenkomstig vastgestelde criteria, op zodanige wijze dat die installatie weerstand kan bieden aan die gebeurtenissen zonder dat de vergunde grenswaarden worden overschreden bij de geplande werking van de veiligheidssystemen.
Ontwerpbasisongeval: een ongeval dat beschouwd wordt in de ontwerpbasis.
Ontwerpuitbreiding: de reeks omstandigheden en gebeurtenissen die complexer of ernstiger zijn dan diegene die deel uitmaken van de ontwerpbasis. Deze omstandigheden kunnen worden veroorzaakt door meerdere initiërende gebeurtenissen, meerdere falingen, zeer onwaarschijnlijke gebeurtenissen of kunnen gepostuleerde omstandigheden zijn.
Ontwerpuitbreidingsongeval: een ongeval dat beschouwd wordt in de ontwerpuitbreiding. Twee categorieën van ongevallen worden beschouwd:
Ontwerpuitbreidingsongevallen binnen het domein “A” (DEC-A) waarvoor het mogelijk is om vroegtijdige of massale radioactieve lozingen, alsook in voorkomend geval brandstofschade te vermijden.
Ontwerpuitbreidingsongevallen binnen het domein “B” (DEC-B of Ernstige ongevallen) waarvoor het niet mogelijk is om vroegtijdige of massale radioactieve lozingen alsook, in voorkomend geval, brandstofschade te vermijden.
Op Belgisch niveau werden de ontwerp- en buitenontwerpongevallen in het Koninklijk Besluit van 30 november 2011 houdende veiligheidsvoorschriften voor kerninstallaties gedefinieerd en werden de nodige vereisten vastgelegd li. Het KB werd over de jaren aangepast zowel op inhoud als op terminologie. Het voormelde KB van 30 november 2011 is de omzetting in Belgisch recht van de EU-richtlijn en van de WENRA-veiligheidsniveaus. De laatste versie van het KB beschouwt ontwerpbasis- en ontwerpuitbreidingsongevallen in lijn met de meest recente richtlijnen van het IAEA en de EU. Deze twee ongevalssituaties worden als volgt gedefinieerd lii:
3.3.2.1 Ontwerpongeval
De doelstelling van de ontwerpbasis in het voormelde KB is om maatregelen te treffen “om ervoor te zorgen dat de potentiële radiologische gevolgen voor de bevolking, de werkers en het leefmilieu de voorgeschreven limieten niet overschrijden en zo laag als redelijkerwijze mogelijk worden gehouden”. Meer specifiek naar ongevallen toe, “de ontwerpbasis moet er in bestaan om voorziene bedrijfsincidenten en ongevallen te voorkomen en, indien dit niet lukt, de gevolgen ervan te beperken”.
Tijdens het opstellen van de ontwerpbasis wordt “een lijst met alle vooronderstelde initiatorgebeurtenissen opgesteld die alle gebeurtenissen omvat die de nucleaire veiligheid van de installatie in het gedrang kunnen brengen. Uit deze lijst worden een aantal ontwerpbasisvoorvallen geselecteerd, op basis van een combinatie van deterministische methodes, probabilistische methodes en deskundigenoordeel, om de randvoorwaarden te bepalen volgens welke de voor de nucleaire veiligheid belangrijke structuren, systemen en componenten moeten worden ontworpen, om aan te tonen dat de vereiste veiligheidsfuncties worden gewaarborgd en dat de ontwerpbasisdoelstellingen bereikt worden”lii.
Verdere vereisten voor het opstellen van de lijst met initiatorgebeurtenissen in het ontwerp worden gegeven in artikel 20 van het KBlii.
“Bij het opstellen van de lijst met initiatorgebeurtenissen wordt er rekening gehouden met de ervaringsfeedback en de analyses betreffende gelijkaardige installaties en sites.
Geloofwaardige combinaties van individuele gebeurtenissen worden geïdentificeerd en in rekening gebracht.
De geselecteerde voorvallen van interne oorsprong omvatten ten minste o het falen van uitrustingen;
o de ongevallen met verlies van primaire koeling (LOCA);
o menselijke fouten;
o andere risico's zoals brand, explosie, overstroming met interne oorzaak.
De geselecteerde voorvallen van externe oorsprong omvatten voorvallen die voortvloeien uit menselijke activiteiten, waaronder ten minste:
o het neerstorten van een representatief commercieel lijnvliegtuig en een representatief militair vliegtuig;
o de ongevallen veroorzaakt door het vervoer en de industriële activiteiten in de buurt, met inbegrip van brand, explosies en andere plausibele bedreigingen voor de veiligheid van de nucleaire installaties.”
Voor voorvallen van externe oorsprong, meer bepaald het neerstorten van een representatief commercieel of militair vliegtuig kan ook een alternatief voorval beschouwd worden, maar dan moet er een afdoende beschermingsniveau aangetoond worden door redelijke marges te garanderen en door conservatieve methodes, hypothesen en argumenten te gebruiken.
3.3.2.2 Ontwerpuitbreidingsongeval
De ontwerpuitbreiding in het KB heeft als doel de veiligheid te verbeteren “door het vermogen te versterken om het hoofd te bieden aan voorvallen of omstandigheden die ernstiger zijn dan die van de ontwerpbasis; door, voor zover redelijkerwijze mogelijk, radioactieve lozingen die schadelijk zijn voor de bevolking en het milieu tot een minimum te beperken tijdens zulke voorvallen of omstandigheden ”lii. Het KB maakt een onderscheid tussen DEC-A (‘Design Extension Conditions’ – DEC-A) en DEC-B analyse zoals volgt:
“De DEC-A analyse beoogt de redelijkerwijs haalbare maatregelen te identificeren om aanzienlijke schade aan de brandstof en de omstandigheden die tot vroegtijdige of massale radioactieve lozingen kunnen leiden, te kunnen voorkomen.
Aanzienlijke schade van de gebruikte brandstof in het desactiveringsbekken moet met een hoge mate van vertrouwen, uiterst onwaarschijnlijk gemaakt worden, tenzij de gevolgen ervan voldoende beperkt kunnen worden door een insluiting.
De DEC-B analyse beoogt de redelijkerwijs haalbare maatregelen te identificeren die het mogelijk maken om de gevolgen van aanzienlijke schade aan de brandstof en van de omstandigheden die tot vroegtijdige of massale radioactieve lozingen kunnen leiden, te verzachten, voor zover deze schade of deze omstandigheden niet, met een hoge mate van vertrouwen, uiterst onwaarschijnlijk zijn gemaakt.”
Een representatieve lijst met ontwerpuitbreidingsomstandigheden moet als volgt opgesteld wordenlii:
“Er wordt een representatieve lijst met ontwerpuitbreidingsomstandigheden opgesteld en gerechtvaardigd op basis van een combinatie van deterministische methodes, probabilistische methodes en deskundigenoordelen.
Er wordt rekening gehouden met de voorvallen die tegelijk verschillende installaties van een site kunnen treffen, alsook met de verschillende mogelijke interacties tussen de installaties op de site of op andere nabijgelegen sites.
Het selectieproces van DEC-A-omstandigheden gaat uit van voorvallen of combinaties van voorvallen die niet met een hoge mate van vertrouwen als uiterst onwaarschijnlijk kunnen worden beschouwd en die kunnen leiden tot aanzienlijke schade van de brandstof of tot vroegtijdige of massale radioactieve lozingen.
Het selectieproces van de DEC-A-omstandigheden is gebaseerd op:
o voorvallen die zich voordoen in de verschillende bedrijfstoestanden;
o voorvallen voortvloeiend uit interne of externe risico's;
o falingen met een gemeenschappelijke oorzaak.
De lijst met DEC-B-omstandigheden omvat de situaties waarvoor het vermogen om ofwel aanzienlijke schade van de brandstof ofwel vroegtijdige of massale radioactieve lozingen te voorkomen niet toereikend is, of de situaties waarvoor de preventiemaatregelen niet werken zoals gewenst.
De lijst met DEC-B-omstandigheden omvat de vooronderstelde ongevallen met aanzienlijke schade van de brandstof, ook voor de gebruikte brandstof in het desactiveringsbekken, voor zover dat dergelijke ongevallen niet uiterst onwaarschijnlijk zijn gemaakt met een hoge mate van vertrouwen.”
In het KB worden de ontwerpuitbreidingsvoorvallen verder beschreven in artikel 21.
“Voorvallen die ernstiger zijn dan de ontwerpbasisvoorvallen moeten worden geïdentificeerd in het kader van de analyse van de ontwerpuitbreiding.
Wanneer een in de ontwerpbasis opgenomen natuurfenomeen met een hoge mate van vertrouwen uiterst onwaarschijnlijk is, dan moet er geen ontwerpuitbreidingsvoorval voor dit fenomeen in aanmerking worden genomen.
De selectie van voorvallen voor de analyse van de ontwerpuitbreiding is indien mogelijk op een overschrijdingsfrequentie van de ernst van het verschijnsel gebaseerd of op andere parameters betreffende het verschijnsel.
De analyse van de ontwerpuitbreidingsvoorvallen:
1. toont aan dat er voldoende marge is t.o.v. de “klifeffecten” die zouden kunnen leiden tot het verlies van een fundamentele veiligheidsfunctie;
2. identificeert en beoordeelt de meest robuuste middelen om de fundamentele veiligheidsfuncties te waarborgen;
3. houdt rekening met het feit dat:
a) verschillende redundante of gediversifieerde groepen van een veiligheidssysteem;
b) verschillende structuren, systemen en componenten;
c) diverse installaties van de site alsook de infrastructuur van de site;
d) de omliggende infrastructuur, de externe bevoorradingen en andere tegenmaatregelen;
door de voorvallen kunnen worden getroffen;
4. toont aan dat er voldoende middelen beschikbaar blijven op de sites met meerdere reactoreenheden die voorzien om uitrustingen of diensten te delen;
5. omvat controles op het terrein in de mate dat dit mogelijk is.”
Het FANC heeft in 2017 een richtlijn gepubliceerd voor het realiseren van de veiligheidsdemonstratie van nieuwe nucleaire installaties van klasse Iliii. De aanbevelingen in deze richtlijn geven gedetailleerde informatie over de vereisten van het FANC met betrekking tot ‘gelaagde bescherming’ en kwantitatieve radiologische doelstellingen in het kader van de veiligheidsdemonstratie van nieuwe nucleaire installaties van klasse I. Aangezien Doel 1 en 2 bestaande klasse I installaties zijn is deze richtlijn niet direct van toepassing, maar de aanbevelingen kunnen desondanks gebruikt worden om de veiligheidsdemonstratie te evalueren op basis van de huidige normen.
De FANC-richtlijn werd aangevuld met een Bel V-richtlijn, waarin aanbevelingen gedaan worden bij de toepassing van conservatieve en minder conservatieve benaderingen voor de analyse van radiologische gevolgenliv die in de FANC-richtlijn worden vermeld. Zoals de FANC-richtlijn, is de Bel V-richtlijn gericht op nieuwe klasse I nucleaire installaties.
In het kader van Artikel 37 van het Euratom Verdragxlviii, moet elke lidstaat algemene gegevens verstrekken van elk ongevalsplan voor de lozing van radioactieve afvalstoffen. De algemene gegevens voor Doel werden in 1972 opgesteld. Hiervoor werden twee ontwerpongevallen geïdentificeerd: i) hoofdbreuk van de primaire leiding en ii) vallen van een bestraald splijtstofelementlv. De vergunningslimieten voor de radiologische gevolgen van ontwerpbasisongevallen aan de rand van de vestigingsplaats en aan de dichtstbijzijnde grens (Nederland op 3.15 km), zijn gebaseerd op het meest pessimistische scenario (hoofdbreuk primaire leiding) voor de schildklierdosis en de totale effectieve dosis. Deze vergunningslimieten moeten gerespecteerd worden voor de meest blootgestelde persoon. De meest blootgestelde persoon is beschouwd op een locatie waar de persoon wordt blootgesteld aan de hoogste (tijdsgeïntegreerde) concentratie van radioactieve lozingenliv. Deze persoon behoort tot de leeftijdsgroep die het meest wordt getroffen door de blootstelling aan de radioactieve lozingen.
Voor Doel werd, op basis van een probabilistische veiligheidsanalyse, één omhullend ontwerpuitbreidingsongeval geïdentificeerd . Voor dit scenario wordt een ‘Complete Station Black-Out’ (CSBO) verondersteld met kernsmelting (overeenkomend met DEC-B). Het CSBO ontwerpuitbreidingsongeval omvat ook voorvallen van externe oorsprong, inclusief het neerstorten van een vliegtuig op de kerncentrale (zie MEB-werken).
We beschouwen in de beoordeling van de effecten de situatie na 2019, vanaf wanneer de veiligheidsverbeteringen, die uitgevoerd werden in de periode 2015-2018 in het kader van de LTO (Long term Operation) en BEST (Belgian Stress Tests) voltooid zijn. Een gedetailleerde bespreking van deze veiligheidsverbeteringen kan gevonden worden in de MEB werken van Electrabel nv (zie MEB-werken).
De algemene gegevens voor KCDoel in het kader van Artikel 37 van het Euratom Verdrag bevatten vergunningslimieten voor de dichtstbijzijnde grens namelijk Nederland op 3.15 km. Voor grensoverschrijdende radiologische gevolgen van ongevallen op grotere afstanden zijn er geen wettelijke limieten. Als indicatie kan de dosislimietwaarde van 1 mSv/jaar, zoals aangegeven voor normale uitbating in artikel 12 van richtlijn 2013/59/Euratom, gebruikt worden.
Zoals hierboven beschreven, moet de installatie de nodige maatregelen treffen om ongevalssituaties te vermijden of te beperken. Indien er zich echter toch een ongeval zou voordoen, is het nucleair en radiologisch noodplan van kracht zoals beschreven in §3.8.