Strategienota ‘Long Term Operation’ van de Belgische onderzoeksreactoren
1/7
Inhoudstafel 1. 2. 3. 4. 5.
Inleiding en doel van de strategienota ................................................................................ 2 Definities ......................................................................................................................... 2 Toepassingsgebied ........................................................................................................... 3 Internationale Praktijken ................................................................................................... 3 Long Term Operation van Belgische onderzoeksreactoren .................................................... 4 5.1. Algemene visie van het FANC - ...................................................................................... 4 5.2. Basisvoorwaarden......................................................................................................... 4 5.3. Methodologie ............................................................................................................... 4 5.3.1. Veiligheidsfactor “Veroudering” .................................................................................. 4 5.3.2. Veiligheidsfactor “Ontwerp” ....................................................................................... 5 5.4. Planning ...................................................................................................................... 5 6. Besluit ............................................................................................................................. 6 7. Referenties ...................................................................................................................... 6
1/6
1.
Inleiding en doel van de strategienota
Wereldwijd zijn er ongeveer 670 onderzoeksreactoren gebouwd, waarvan er momenteel 170 in ontmanteling zijn en ongeveer 250 in een standby-status. Van de omstreeks 250 werkende onderzoeksreactoren heeft twee derden een leeftijd van meer dan 30 jaar. De Belgische, nog werkende onderzoeksreactoren hebben een leeftijd van respectievelijk 47 (Venus-Guinevere), 50 (BR2) en 55 jaar (BR1). In de voorbije jaren werden in het buitenland (Canada, Nederland) enkele oudere onderzoeksreactoren gedurende lange tijd stilgelegd om specifieke onderhouds- en herstellingswerken uit te voeren. De veroudering van deze onderzoeksreactoren en/of de belangrijke onderdelen ervan is dus een zeer belangrijk aandachtspunt om de voorgezette, veilige uitbating van deze reactoren te verzekeren. Op dit ogenblik is de levensduur van de Belgische onderzoeksreactoren niet onderworpen aan specifieke regelgeving en dit in tegenstelling tot de vermogensreactoren waar de wet op de kernuitstap de levensduur beperkt tot 40 jaar uitbating. De exploitatievergunningen van de onderzoeksreactoren bevatten evenmin een einddatum. Net zoals de vermogensreactoren zijn de onderzoeksreactoren wel onderworpen – via hun vergunning - aan het concept van “Periodieke Veiligheidsherzieningen” (afgekort PVH). De te volgen aanpak voor het uitvoeren van een PVH werd in de FANC-nota 2010-095 [1] verduidelijkt. Een evaluatie van het verouderingsbeheer maakt steeds een vast onderdeel uit van deze PVH, maar naarmate de leeftijd van de installatie of essentiële delen ervan toeneemt, zal het belang van dit verouderingsbeheer eveneens toenemen. In 2009 stelde het FANC samen met Bel V voor Doel 1, Doel 2 en Tihange 1 een strategienota [2] op waarin verduidelijkt werd wat de verwachtingen van de veiligheidsautoriteit zijn betreffende de zogenaamde Long Term Operation (LTO) van deze vermogensreactoren. De “lange termijn uitbating” van de Belgische kerncentrales moet geëvalueerd worden in het kader van de (vierde) periodieke veiligheidsherziening (na 40 jaar uitbating). Hierbij zal specifieke aandacht geschonken worden aan de veiligheidsfactoren “ontwerp” en “veroudering”. In deze strategienota werd onder meer de methodologie beschreven om de vereiste aanpassingen/upgrades van de installaties te bepalen en om de opvolging van de veroudering te verzekeren. De strategienota verduidelijkt verder de procedure, de timing en de inhoud van het LTO-dossier dat aan de veiligheidsautoriteit zal voorgelegd worden. De doelstelling van deze nota is om, op een gelijkaardige manier als in [2], de algemene voorwaarden vast te leggen voor een voortgezet gebruik van de Belgische onderzoeksreactoren waarbij een zo hoog als mogelijk veiligheidsniveau qua ontwerp, uitbating en beheer kan gegarandeerd worden. Zoals verder beschreven wordt dit LTO-proces geïntegreerd in de volgende periodieke veiligheidsherziening. Deze strategienota werd in overleg met Bel V opgesteld en is gebaseerd op een analyse van relevante richtlijnen en regelgeving op internationaal vlak. Deze nota werd ook ter advies voorgelegd aan de Wetenschappelijke Raad. Men dient op te merken dat deze nota de huidige visie weergeeft van het FANC en Bel V en dat dit document kan herzien worden als gevolg van: • Overleg met de betrokken stakeholders; • Evoluties op technologisch en/of reglementair vlak.
2.
Definities
Ten einde een beter begrip te hebben van de terminologie die in deze nota gebruikt wordt, volgen hieronder een aantal definities [3], [4] herhaald: Onderzoeksreactor: nucleaire reactor, hoofdzakelijk gebruikt voor het opwekken en gebruiken van neutronen en ioniserende straling voor onderzoek en andere toepassingen, met inbegrip van de aanverwante experimentele opstellingen. Ook de zogenaamde “kritische opstellingen” worden hier inbegrepen.
2/6
Aanverwante experimentele opstellingen: om het even welke uitrusting voor het gebruik van de neutronen of ioniserende straling die door de onderzoeksreactor geproduceerd wordt en die mogelijks de veilige uitbating ervan kan beïnvloeden. Long Term Operation (LTO): operation beyond an established timeframe set forth by, for example,
licence term, design, standards, license and/or regulations, which has been justified by safety assessment with consideration given to life limiting processes and features of systems, structures and components”. Veiligheidsgebonden Systemen, Structuren en Componenten (SSC) : Hier worden de SSC bedoeld die veiligheidsgebonden zijn, d.w.z. items die deel uitmaken van een veiligheidsuitrusting en/of items : • Wiens faling of slechte werking kan leiden tot blootstelling van personen op of buiten de site • Die verhinderen dat voorziene operationele gebeurtenissen tot een ongeval kunnen leiden • Die voorzien zijn om de gevolgen van de faling of slechte werking van deze SSC te beperken Veroudering: het algemeen proces waarbij de karakteristieken van systemen, structuren en componenten (SSC) met de tijd veranderen. Hierbij dient men 2 vormen van tijdsafhankelijke veranderingen te beschouwen: • De fysieke veroudering die wordt gekenmerkt door een wijziging in de fysico-chemische eigenschappen van de structuren, systemen en componenten te wijten aan de invloed van de tijd en hun gebruik; • De economische veroudering (‘obsolescence’) van de structuren, systemen en componenten; dit betekent dat ze achterhaald zijn ten opzichte van de huidige kennis en technologieën en dat er zich daardoor problemen kunnen voordoen met de technische ondersteuning door de fabrikant of met de bevoorrading van reserve-onderdelen; Wijziging: elke opzettelijke wijziging of aanvulling van de bestaande reactor configuratie met mogelijke veiligheidsgevolgen, met inbegrip van veranderingen aan de veiligheidssystemen, veiligheidsgebonden uitrustingen, procedures, documentatie of uitbatingsvoorwaarden.
3.
Toepassingsgebied
Verschillende aspecten spelen een rol bij de evaluatie van de haalbaarheid van een langdurige werking van de onderzoeksreactor: • veiligheidsaspecten • milieuaspecten • economische aspecten • sociale aspecten • financiële aspecten Deze strategienota beperkt zich enkel tot de veiligheidsaspecten die behoren tot de bevoegdheden van het FANC en Bel V. Het thema “fysieke beveiliging” wordt niet besproken, gezien dit thema in een ander kader opgevolgd wordt. Deze strategienota is van toepassing op alle Belgische onderzoeksreactoren die momenteel langer dan 40 jaar in uitbating zijn, te weten: BR1 en BR2. Deze strategienota is niet van toepassing op de onderzoeksreactoren die het voorwerp uitmaken van een ontmantelingsvergunning (BR3, Thetis) of onderzoeksreactoren waarvan het ontwerp recent volledig herzien werd (VENUS-Guinevere).
4.
Internationale Praktijken
Met betrekking tot langdurige uitbating van onderzoeksreactoren is er een grote verscheidenheid inzake wetten en reglementaire bepalingen in de verschillende landen. Er bestaat echter een vrij algemene internationale consensus om de Long Term Operation van onderzoeksreactoren te onderwerpen aan een specifiek evaluatieproces waarbij de PVH aanzien wordt als hulpmiddel om een voortgezette uitbating van de reactor te verantwoorden. De Canadese overheid heeft bvb. een aantal documenten opgesteld met betrekking tot de toepassing van graduele aanpak voor de veiligheidsstudies met inbegrip van verouderingsbeheer [9,10]. De Russische overheid daarentegen heeft specifieke vereisten voor de langdurige werking van nucleaire installaties [11]. 3/6
Het IAEA (International Atomic Energy Agency) stelt in hun vereisten [5] o.a. voorop • Dat het verouderingsbeheer van veiligheidsgebonden SSCs, op een proactieve wijze dient geïmplementeerd te worden en dit tijdens de gehele levensduur van de onderzoeksreactor, zoals het ontwerp, bouw, oplevering, uitbating (inclusief wijzigingen), periodes van langdurige stilstand en ontmanteling. • Dat belangrijke aspecten van veroudering geïdentificeerd en gedocumenteerd zijn in het veiligheidsrapport en onderliggende documenten en dit voor de gehele levensduur van de installatie.
5.
Long Term Operation van Belgische onderzoeksreactoren 5.1. Algemene visie van het FANC -
De Long Term Operation van de Belgische onderzoeksreactoren moet geëvalueerd worden in het kader van de volgende PVH. Hoewel de aanpak voor de PVH volgens de IAEA Safety Guide NS-G.2.10 [7] meer toegespitst is op vermogensreactoren, kan de hierin beschreven methodologie ook toegepast worden op onderzoeksreactoren, rekening houdende met het “graded approach” principe. Het spreekt voor zich dat een graduele aanpak aangewezen is en dat de vereisten dienen aangepast te zijn aan de specifieke installatie. Een algemene toelichting omtrent de graduele aanpak voor onderzoeksreactoren is in voorbereiding bij het IAEA [6]. Een graduele aanpak is een gestructureerde methode met dewelke men de noodzaak om bepaalde vereisten toe te passen, aanpast naar de verschillende omstandigheden, zoals bvb. een methode waarbij : • Het belang en complexiteit van een installatie bepaald wordt; • De potentiële impact op veiligheid, gezondheid, milieu en de doelstellingen van de organisatie bepaald worden; • De gevolgen van het falen van de installatie in rekening gebracht worden.
5.2. Basisvoorwaarden
Een LTO-programma kan slechts succesvol zijn indien aan een aantal basisvoorwaarden voldaan is [4]. Onderstaande elementen worden beschouwd als basisvoorwaarden : • Een gedocumenteerd management systeem dat veiligheid, gezondheid, milieu, kwaliteit en economische objectieven integreert. Dit management systeem dient – met betrekking tot veroudering – minstens volgende elementen te bevatten o Een gedocumenteerd verouderingsbeheer; o Programma’s voor onderhoud, kwalificatie, inspecties en monitoring van Veiligheidsgebonden Systemen, Structuren en Componenten. • Grondige initiële veiligheidsevaluaties met in de tijd beperkte veronderstellingen, • Up to date veiligheidsdossier waar alle aanpassingen, wijzigingen, … duidelijk in opgenomen zijn. De uitbater zal een voorafgaandelijke analyse uitvoeren om na te gaan of aan deze basisvoorwaarden voldaan is. Indien nodig zal de exploitant de nodige actieplannen initiëren om deze basisvoorwaarden in te vullen.
5.3. Methodologie
Conform de nieuwe aanpak van de periodieke veiligheidsherzieningen [1] dient tijdens de volgende PVH een globale veiligheidsevaluatie uitgevoerd te worden waarbij 14 veiligheidsfactoren dienen bekeken te worden, waaronder de veiligheidsfactoren “veroudering” en “ontwerp” welke in het kader van deze strategienota zeer belangrijk zijn. Het FANC wenst, gezien de leeftijd van de Belgische onderzoeksreactoren, dat deze 2 veiligheidsfactoren tijdens de volgende PVH met verhoogde aandacht bekeken worden. 5.3.1. Veiligheidsfactor “Veroudering” De nota [1] beschouwt veroudering vanzelfsprekend als één van de te onderzoeken veiligheidsfactoren, maar de beschreven methodologie dient verder verduidelijkt en gedifferentieerd te worden naarmate de leeftijd van de installatie of onderdelen ervan toeneemt. IAEA Safety Reports 57 [8] beschrijft een methodologie om de voortgezette veilige werking van vermogensreactoren te 4/6
evalueren, die als inspiratiebron kan gebruikt worden voor onderzoeksreactoren. Samen met de toelichtingen van IAEA Safety Guide SSG-10 [4], kan voor onderzoeksreactoren een gedegen verouderingsbeheer opgesteld worden voor alle veiligheidsgebonden systemen, structuren en componenten. Het FANC wenst dat het resultaat volgens deze aanpak aanleiding geeft tot het opstellen van een globaal en systematisch programma voor het verouderingsbeheer van alle veiligheidsgebonden SSC. Dit programma dient op continue basis geïmplementeerd te worden en zal tijdens de verdere uitbating van de reactoren regelmatig geëvalueerd worden. 5.3.2. Veiligheidsfactor “Ontwerp” De exploitant dient een methodologie te ontwikkelen om die domeinen te identificeren waar verbeteringen aan de veiligheid van het ontwerp van de onderzoeksreactor noodzakelijk en/of mogelijk zijn. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren aan de hand van een gap-analyse van het ontwerp van de onderzoeksreactoren ten opzichte van de meest recente vereisten en criteria voor onderzoeksreactoren (zie [3], [5] en [12]). Deze methodologie zal door het FANC en Bel V geëvalueerd worden door o.a. na te gaan of gekende veiligheidsbekommernissen correct geïdentificeerd werden. Als onderdeel van de periodieke veiligheidsherziening wordt op basis van deze gap-analyse een actieplan opgesteld voor aanpassingen of refurbishment van de onderzoeksreactor. De exploitant maakt dus op basis van zijn analyse een voorstel van ontwerpverbeteringen over aan FANC en Bel V. Na overleg tussen Bel V en de exploitant wordt hieruit een lijst van ontwerpverbeteringen vastgelegd, samen met een duidelijk plan voor de implementatie voor deze ontwerpverbeteringen. Deze lijst wordt ter goedkeuring voorgelegd aan Bel V en het FANC. Het finaal resultaat van dit overleg is een “agreed design upgrade” die vastgelegd wordt en volgens de vastgelegde planning geïmplementeerd dient te worden.
5.4. Planning
De richtlijn van het FANC betreffende de nieuwe aanpak inzake PVH [1] legt een duidelijke planning op voor de toekomstige PVH van de onderzoeksreactoren van het SCK●CEN (T0 = 1 juli 2016). De methodologienota voor deze PVH dient tengevolge hiervan opgesteld te worden tegen 1 februari 2013 (=T0-3.5jaar). De vraag kan gesteld worden of deze planning compatibel is met een eventuele LTO. De planning voor een gewone periodieke veiligheidsherziening laat toe dat de gedefinieerde acties/verbeteringen en het afwerken van de resterende studies ten laatste 3 jaar na de referentiedatum T0 moeten beëindigd zijn. Voor een LTO voor onderzoeksreactoren is het echter aan te bevelen dat op het moment van de referentiedatum T0 enerzijds de verbeteringsacties (“agreed design upgrade”) zo veel als mogelijk afgewerkt zijn en geleid hebben tot zichtbare resultaten en anderzijds het programma voor verouderingsbeheer volledig functioneel is. De LTO-analyse van de aspecten “veroudering” en “design”, zoals hierboven beschreven, wordt daarom best enkele jaren vervroegd ten opzichte van de normale planning van de periodieke veiligheidsherziening. Naar aanleiding van de globale evaluatie van alle veiligheidsfactoren binnen de periodieke veiligheidsherziening (syntheseverslag op 1 juli 2016) kunnen vanzelfsprekend bijkomende wijzigingen/aanpassingen aan het ontwerp voorgesteld worden. Deze bijkomende wijzigingen en de op dat ogenblik nog niet gerealiseerde wijzigingen van de “agreed design upgrade” moeten geïmplementeerd worden volgens de planning van een gewone periodieke veiligheidsherziening (ten laatste op 1 juli 2019, 3 jaar na de referentiedatum T0). Tijdens de PVH van 2016 kan een assessment uitgevoerd worden van het programma voor verouderingsbeheer, dat reeds in werking zou moeten zijn vanaf 2013. Gezien de long term operation gekaderd zal worden in de volgende periodieke veiligheidsherziening, wordt voorgesteld dat de timing hierop gebaseerd is (zie [1]) met de volgende aanpassingen aangeduid in italic. Een mogelijke planning zou kunnen zijn:
5/6
2011 1 februari 2013 (T0-3.5jaar)
Overleg over LTO-methodologie en aanpak Indienen van methodologienota periodieke veiligheidsherziening bij FANC
1 juli 2013 (T0 -3 jaar)
Goedkeuren
1 juli 2016 (T0) 1 juli 2019 (T0 +3 jaar)
Indienen LTO-documentatie: • Herevaluatie ontwerp (“design”): voorstel van ontwerpverbeteringen en bijhorende planning • Voorstel van programma voor verouderingsbeheer (“ageing”): van
methodologienota
periodieke
Vastleggen van “agreed design upgrade” Implementatie programma verouderingsbeheer
veiligheidsherziening
Indienen van finaal syntheseverslag periodieke veiligheidsherziening met globale veiligheidsevaluatie
Realisatie van wijzigingen « agreed design upgrade »
Deadline implementatie van actieplan periodieke veiligheidsherziening
Bijkomend aan deze planning kan natuurlijk op verzoek van de exploitant bijkomend overleg tussen de exploitant, Bel V en het FANC plaatsvinden.
6.
Besluit
De Belgische onderzoeksreactoren worden al meer dan 40 jaar op een veilige manier uitgebaat. Gezien de leeftijd van deze reactoren en van een aantal essentiële onderdelen ervan is een gedegen verouderingsbeheer noodzakelijk om te garanderen dat de verdere uitbating ervan op een veilige manier kan gebeuren. De “Long Term Operation” van de Belgische onderzoeksreactoren zal geëvalueerd worden in het kader van de volgende periodieke veiligheidsherziening, waarbij het FANC wenst dat • het verouderingsbeheer op een globale en systematische wijze aangepakt wordt en dat de uitbaters van de onderzoeksreactoren een gestructureerd en gedocumenteerd verouderingsbeheer opstellen; • een programma wordt uitgevoerd voor de modernisering of upgrade van de installaties (“agreed design upgrade”), en dit op basis van een gap-analyse van de veiligheid van het ontwerp van de onderzoeksreactor.
7. [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]
Referenties Aanpak met betrekking tot de toekomstige periodieke veiligheidsherzieningen van inrichtingen van klasse 1, FANC Nota 2010-095 Strategienota “Long term operation van Belgische Kerncentrales: Doel 1/2 en Tihange 1”, FANC Nota 008-192 herz.2 Code of Conduct on the safety of Research Reactors, IAEA, 2004 Ageing Management for Research Reactors, IAEA Specific Safety Guide SSG-10, IAEA, 2010 Safety of Research Reactors, IAEA Safety Standards Series N° NS-R-4, IAEA, 2005 The Use of a Graded Approach in the Application of the Safety Requirements for Research Reactors, Draft Safety Guide DS351, IAEA, Vienna Periodic Safety Review of Nuclear Power Plants, IAEA Safety Guide NS-G.2.10, 2003. Safe Long Term Operation of Nuclear Power Plants, IAEA Safety Reports Series N° 57, 2008 Design of Small Reactor Facilities, CNSC Regulatory Document RD-367, 2011 Deterministic Safety Analysis for Small Reactor Facilities, CNSC Regulatory Document RD308, 2011 Extension of Design Service Life-time, NP-024-2000 Koninklijk Besluit houdende veiligheidsvoorschriften voor kerninstallaties, Belgisch Staatsblad 21-12-2011.
6/6
