Regelwerk

I. Allgemeiner Teil

(Zielsetzung und Aufgaben der Fernüberwachung)

§ 19 Abs. 1 des Atomgesetzes ¹ verpflichtet die Aufsichtsbehörden, neben Umgang und Verkehr mit radioaktiven Stoffen allgemein auch die Errichtung, den Betrieb und den Besitz von Anlagen nach § 7 des Atomgesetzes in einer Weise zu überwachen, dass sie von der Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften und ihrer auf diesen Vorschriften beruhenden Anordnungen und Verfügungen sowie der Bestimmungen des Bescheids über die Genehmigung und nachträglicher Auflagen durch die Betreiber dieser Anlagen überzeugt sein können. Die Aufsichtsbehörden und die von ihnen nach § 20 Atomgesetz zugezogenen Sachverständigen oder Beauftragten anderer zugezogener Behörden gemäß § 19 Abs. 2 Atomgesetz sind befugt, alle zu diesem Zweck notwendigen Prüfungen vorzunehmen. Die kontinuierliche Erhebung von Messdaten bezüglich des Emissions- und Immissionsverhaltens der Anlagen, deren betriebliche Daten und die zeitnahe Übertragung an die Aufsichtsbehörde oder deren Beauftragte zur ständigen Überwachung stellen ein wirksames Instrument der staatlichen Aufsicht im Sinne des Atomgesetzes dar (Kernkraftwerk-Fernüberwachung - KFU).

Die Verwendung der erhobenen Messdaten im Zusammenhang mit meteorologischen Einflussgrößen in geeigneten Rechenprogrammen ermöglicht eine Beurteilung und Prognose der Strahlenexposition in der Umgebung der Anlagen insbesondere nach einer Freisetzung radioaktiver Stoffe bei Störfällen oder Unfällen. Die Daten dienen auch für Zwecke des Katastrophenschutzes. Die in dem Informationssystem der Fernüberwachung erhobenen und berechneten Daten stellen die Grundlage für eine Verknüpfung dieser Daten mit weitergehenden Analyse-, Simulations-, Prognose- und Entscheidungshilfesystemen dar. Die Aufgaben der Fernüberwachung sind durch nachfolgende Schwerpunkte gekennzeichnet:

• Emissionsüberwachung
• Überwachung der Ableitung radioaktiver Stoffe bei bestimmungsgemäßem Betrieb,
• Überwachung solcher Parameter, die für die Emissionsüberwachung bedeutsam sind,
• Überwachung der Freisetzung radioaktiver Stoffe bei Störfällen und Unfällen im Zusammenhang mit der Beurteilung der Strahlenexposition in der Umgebung der Anlage.
• Immissionsüberwachung
• Überwachung der Ortsdosisleistung in der Umgebung der Anlage im Zusammenhang mit der Beurteilung der Strahlenexposition.
• Meteorologische Überwachung
• Erfassung der für die Ausbreitung und Ablagerung radioaktiver Stoffe bedeutsamen meteorologischen Einflussgrößen.
• Überwachung von Betriebsparametern
• Überwachung solcher Betriebsparameter, die Hinweise auf Betriebszustände der Anlagen im bestimmungsgemäßen Betrieb und im Störfall/Unfall geben,
• Überwachung der Aktivitätskonzentration und Ortsdosisleistung in bestimmten Raumgruppen, die Hinweise auf Betriebszustände von Anlagenteilen geben und/oder für die Strahlenexposition des Personals von wesentlicher Bedeutung sein können.

Die Verwendung der im KFÜ erhobenen Daten umfasst die

• aufsichtliche Verfolgung betrieblicher Vorgänge,
• Auslösung automatischer Alarmierungen bei Grenzwertüberschreitungen,
• Verarbeitung der Messwerte und Daten in Ausbreitungs- und Dosisberechnungen zur Beurteilung der Strahlenexposition in der Umgebung der Anlagen, insbesondere bei Störfällen oder Unfällen,
• Aufbereitung der Daten aus der Fernüberwachung und von Ergebnissen der Ausbreitungs- und Dosisrechenprogramme zur Weitergabe an andere Stellen insbesondere bei Störfällen und Unfällen.

Die Ausgestaltung dieser Aufgaben erfolgt entsprechend der Art der zu überwachenden Anlage und in Verantwortung des jeweils Aufsicht führenden Landes.

Angaben zur technischen Realisierung der Fernüberwachung von Kernkraftwerken mit Leichtwasserreaktor enthält Kapitel II. Die Angaben beziehen sich grundsätzlich auf Fernüberwachungseinrichtungen bei Kernkraftwerken, die sich in Betrieb oder in der Rückbauphase befinden. Nach der Stilllegung und während des Rückbaus kann unter Beachtung des verbleibenden Gefahrenpotentials das System der Fernüberwachung angepasst oder auf einen Weiterbetrieb verzichtet werden.

Die Angaben können, soweit sie nicht kernkraftwerksspezifisch sind, sinngemäß auch für die Auslegung der Fernüberwachung anderer kerntechnischer Anlagen und Einrichtungen genutzt werden.

II. Fachlicher Teil

A. Überblick

Der fachliche Teil der Rahmenempfehlung beinhaltet eine Konkretisierung des Umfangs der mittels Fernüberwachung zu erfassenden Informationen (Abschnitt B.), und zwar ausgehend von den Regeln und Richtlinien ², die zur Durchführung der gesetzlichen Bestimmungen, auf die die Schwerpunkte in Kapitel I zurückgehen, vorliegen bzw. in Arbeit sind. Der fachliche Teil gibt ferner Empfehlungen und Hinweise zu den Anforderungen an die Messeinrichtungen (Abschnitt C.), zur Informationsübertragung und -verarbeitung ( Abschnitt D.), sowie zur Qualitätssicherung (Abschnitt E.). Diese Empfehlungen und Hinweise gründen sich vor allem auf die Erfahrungen, die in den vergangenen Jahren mit den in Betrieb befindlichen Fernüberwachungssystemen für Kernkraftwerke gemacht wurden bzw. berücksichtigen den derzeitigen Stand der Informationstechnik.

B. Parameterliste

1. Emissionsüberwachung

Die Ableitung radioaktiver Stoffe über den Luftpfad und den Wasserpfad wird nach dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechend den sicherheitstechnischen Regeln des KTA überwacht. Die Überwachung gasförmiger und an Schwebstoffen gebundener radioaktiver Stoffe wird in der KTA-Regel 1503 beschrieben mit dem Teil 1 "Überwachung der Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Kaminfortluft bei bestimmungsgemäßem Betrieb", dem Teil 2 "Überwachung der Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Kaminfortluft bei Störfällen" und Teil 3 "Überwachung der nicht mit der Kaminfortluft abgeleiteten radioaktiven Stoffe". In der KTA-Regel 1504 wird die Überwachung der Ableitung radioaktiver Stoffe mit Wasser beschrieben. Die Überwachung der Ableitungen radioaktiver Stoffe bei Forschungsreaktoren werden in der KTA-Regel 1507 beschrieben. Entsprechend der Zielsetzung von Kapitel I. werden diejenigen Parameter der kontinuierlichen Messungen erfasst, die eine schnelle Ermittlung der Abgaberaten der einzelnen Radionuklidgruppen ermöglichen. Um eine vom Betreiber des Kernkraftwerks unabhängige Überwachung zu ermöglichen, kann die Aufsichtsbehörde eigene Messeinrichtungen installieren.

Im Einzelnen ist die Überwachung nachstehender Parameter vorzusehen.

1.1 Emissionen mit der Fortluft

• Radioaktive Edelgase
  Die Aktivitätskonzentrationen und Abgaberaten radioaktiver Edelgase sind kontinuierlich zu ermitteln und auf Grenzwerte hin zu überwachen. Die hierzu vorgesehene Messeinrichtung sollte mindestens die Überwachung der Gesamt-Beta-Aktivität der Edelgase ermöglichen. Soweit nuklidspezifische Online-Messungen vorliegen, sollten diese ebenfalls verwendet werden.
• An Schwebstoffen gebundene radioaktive Stoffe
  Die Aktivitätskonzentrationen und Abgaberaten von an Schwebstoffen gebundenen radioaktiven Stoffen sind kontinuierlich zu ermitteln und auf Grenzwerte hin zu überwachen.
• Radioaktives gasförmiges Jod
  Die Aktivitätskonzentrationen und Abgaberaten von gasförmigen radioaktiven Jod ist anhand des Leitnuklids I-131 durch kontinuierliche Messung zu ermitteln und auf Grenzwerte hin zu überwachen.
• Messungen bei auslegungsüberschreitenden Ereignissen
  Die Messwerte der entsprechend KTA 1503.2 installierten Störfallinstrumentierung sowohl im Kamin als auch im Venting-Pfad (Edelgas, Aerosol und Jod) sind an das KFU-System zu übertragen.

Um die Abgaberate darüber hinaus bei auslegungsüberschreitenden Aktivitätskonzentrationen abschätzen zu können, ist die Dosisleistung im Fortluftkamin kontinuierlich zu messen. Der Zusammenhang zwischen Dosisleistung und der Edelgasaktivitätskonzentration am Ort der Messung ist zu ermitteln.

1.2 Emissionen mit dem Abwasser

• Abwasseraktivitätskonzentration in der Übergabeleitung
  Während der Ableitung des Abwassers aus den Übergabebehältern ist die Aktivitätskonzentration kontinuierlich mit einer Messeinrichtung zur integralen Messung der Gammastrahlung (Cs-137-Aquivalent) zu ermitteln. Dieser Wert ist auf Grenzwerte hin zu überwachen.
• Aktivitätskonzentration im Rücklaufkanal
  Die Aktivitätskonzentration der mit dem Wasser im Rücklaufkanal abgeleiteten radioaktiven Stoffe ist kontinuierlich zu ermitteln und auf Grenzwerte hin zu überwachen. Dazu ist eine Messeinrichtung zur integralen Messung der Gammastrahlung -(Cs-137-Aquivalent) ständig zu betreiben.

1.3 Hilfsparameter

Zur Ermittlung der Abgaberaten radioaktiver Stoffe mit der Fortluft bzw. dem Abwasser werden folgende Messungen durchgeführt:

• Der Fortluftvolumenstrom im Kamin sowie der Wasserdurchfluss in der Übergabeleitung und im Rücklaufkanal sind kontinuierlich zu messen,
• Die Temperatur der Fortluft ist zur Ermittlung der Kaminüberhöhung zu messen, soweit diese Größe standortspezifisch für Ausbreitungsrechnungen erforderlich ist,
• Die Messung der Aktivitätskonzentration in der Zuluft, im Kühlturmwasser oder im Einlaufkanal kann für die Interpretation festgestellter Erhöhungen von Abgabemesswerten hilfreich sein.

2. Immissionsüberwachung

Die Immissionsüberwachung als Teil der Fernüberwachung dient zwei Zwecken:

• im Normalbetrieb:
  Aufsichtliche Bewertung der Strahlenexposition der Bevölkerung durch Vergleich der Messergebnisse mit Nulleffektswerten.
• im Stör- oder Unfall:
  Bereitstellung von frühzeitigen Entscheidungshilfen durch Messergebnisse aus der Umgebung der Anlage und durch deren Abgleich mit Ergebnissen von Ausbreitungsrechnungen.

2.1 Messparameter der Immissionsüberwachung

• Stationäre Messgeräte (Ortsdosisleistung und Messung von an Schwebstoffen gebundenen radioaktiven Stoffen)
  Es sind Ortsdosisleistungsmessstellen in der näheren Umgebung der Anlage zu installieren. Die Messstellen sind möglichst gleichmäßig und unter Berücksichtigung der Katastrophenschutz-Planungsradien - jedoch unter Berücksichtigung von Bevölkerungsschwerpunkten sowie örtlichen Gegebenheiten - auf 12 Windrichtungssektoren (30°-Sektoren) zu verteilen. Andere Aufteilungen, insbesondere dichtere Aufstellungen, abhängig von der jeweiligen Anlage, der Hauptwindrichtung, der Orografie und den Datenübertragungswegen etc. sind ebenfalls möglich. Die Standorte der Dosisleistungsmesssonden des Messnetzes des Bundesamtes für Strahlenschutz (IMIS-ODL) sollen in die Standortplanung einbezogen werden (siehe auch 2.2). Für einen direkten Vergleich der Messwerte der IMIS-ODL-Sonden und der Messwerte aus der eigenen Instrumentierung sind bei der Auswahl der Messorte gleiche Kriterien anzuwenden. Die Vorgaben des Kapitels VI "Grundlagen und Hinweise zur Messung von Ortsdosis und Ortsdosisleistung" der Messanleitungen ³, sind hierbei zu beachten. Andere Aufstellungskriterien wie Schutz der Messgeräte vor Diebstahl oder Vandalismus, vorhandene Infrastruktur etc. sind ebenfalls zu berücksichtigen.
  Zusätzlich wird die Bestimmung der Aktivitätskonzentration von an Schwebstoffen gebundenen radioaktiven Stoffen empfohlen, wenn keine behördeneigene Einrichtungen zur Bestimmung der Ableitungsrate von an Schwebstoffen gebundenen radioaktiven Stoffen in der Anlage vorhanden sind. Der Ort der Messung sollte sich in Hauptwindrichtung in räumlichem Zusammenhang mit dem hauptbeaufschlagten Punkt befinden.
• Mobile Messgeräte
  Um eine möglichst flexible Reaktion auf sich ändernde Situationen bei Stör- und Unfällen zu ermöglichen oder um speziellen Messzwecken nachzukommen, können darüber hinaus mobile Messeinrichtungen vorgehalten werden. Neben mobilen Ortsdosisleistungsmessgeräten können auch
  Messeinrichtungen zur Bestimmung der Aktivitätskonzentration von Radiojod und an Schwebstoffen gebundenen radioaktiven Stoffen in der Luft verwendet werden. Für mobile Messgeräte ist der Standort zu ermitteln (GPS) und in geeigneter Weise zu übertragen.
• Niederschlagsmessung
  Insbesondere bei der Beurteilung der Strahlenexposition der Bevölkerung im Normalbetrieb sollen die Ortsdosisleistungsmesswerte mit Niederschlagsmesswerten korreliert werden. Dies kann entweder durch eingebaute oder dem Immissionsmessgerät direkt zugeordnete Niederschlagsmessgeräte oder -sensoren erfolgen und/oder durch Heranziehung von entsprechenden Messwerten am Kraftwerksstandort.

2.2 Schnittstellen zu anderen Immissionsmessnetzen

Das Bundesamt für Strahlenschutz seinerseits verdichtet das ODL-Messnetz in der Umgebung von Kernkraftwerken innerhalb eines Radius von mindestens 25 km, wobei die Standorte so gewählt sind, dass sich die Messstellen des Bundes und der Länder gegenseitig ergänzen. Zwischen dem Bundesamt für Strahlenschutz und den Ländern sind Vereinbarungen zu treffen, die beiden einen Direktzugriff auf alle ODL-Messdaten im Umkreis einer Anlage erlauben, der mindestens den Planungsradius für Katastrophenschutzmaßnahmen abdeckt. Darüber hinausgehende Vereinbarungen bleiben davon unberührt.

3. Meteorologie

Die Erfassung der meteorologischen Größen ist u. a. erforderlich für:

• die rechnerische Abschätzung der aktuellen Strahlenexposition in der Umgebung. Die bei sicherheitstechnisch bedeutsamen Ereignissen erforderliche Lagebeurteilung (z.B. mit Entscheidungshilfesystemen) erfordert die Anwendung von Verfahren zur Ausbreitungs- und Dosisberechnung.
• die Überprüfungen zur Einhaltung des § 47 StrlSchV. Die Berechnung der jährlichen Strahlenexposition in der Umgebung wird durch die zeitgenaue Zuordnung der Emissionen zur Ausbreitungssituation gegenüber der Berechnung mit statistischen Daten verbessert.
• die Interpretation von Immissionsmesswerten.

Die Eingangsgrößen für die Berechnung der Ausbreitung und Ablagerung radioaktiver Stoffe sind in KTA 1508 spezifiziert. Bei Ausfall von einzelnen meteorologischen Gebern sollte durch eine Ersatzwertstrategie gewährleistet sein, dass jederzeit eine Ausbreitungsrechnung durchgeführt werden kann.

4. Daten aus der Anlage

Zunächst liegt der Schwerpunkt auf der Überwachung solcher Parameter, die Hinweise auf Betriebszustände geben können, die mit der Freisetzung radioaktiver Stoffe verbunden sein können. Dies sind insbesondere Aktivitätskonzentration und Ortsdosisleistung in den Strahlenschutzbereichen der Anlage.

Weitere Daten können Hinweise auf Einhaltung der Schutzziele geben:

1. Kontrolle der Reaktivität des Reaktorkerns sowie der Brennelemente bei Handhabung und Lagerung
2. Kühlung der Brennelemente durch die Bereitstellung von Kühlmittel und Wärmesenken
3. Einschluss radioaktiver Stoffe (Integrität der Barrieren)
4. Begrenzung der Strahlenexposition durch Begrenzung und Kontrolle des Aktivitätsflusses innerhalb der Anlage und bei der Freisetzung in die Umgebung

Die Notwendigkeit zur Überwachung weiterer Parameter kann sich aus dem Betrieb der einzelnen Anlagen ergeben.

C. Auslegung der Mess-Einrichtungen

1. Energieversorgung

Sämtliche Einrichtungen der Fernüberwachung sind vom Anlagenbetreiber ausfallsicher mit Strom zu versorgen. In der Regel wird dies durch den Anschluss an unabhängige Stromschienen realisiert. So vorhanden kann auch eine Gleichspannung/Wechselrichter-Stromversorgung zusätzlich benutzt werden. Die Einrichtungen der Fernüberwachung sind hierbei möglichst gleichmäßig an die unabhängigen Stromschienen anzuschließen. Redundante Einrichtungen sind von verschiedenen Stromschienen zu versorgen. Die Geräte und Einrichtungen sind gegen die Auswirkungen von Spannungsschwankungen zu schützen.

Für die IT-technischen Einrichtungen sind unter-brechungsfreie Stromversorgungen (USV) vorzusehen.

Die Hard-/Software-Einrichtungen für die Fernüberwachung sollten so ausgelegt sein, dass bei Spannungswiederkehr nach einem Ausfall der Stromversorgung ein automatischer Reset und ein erneutes Hochfahren der Systeme ohne äußeren Eingriff erfolgt.

2. Anschluss von Messgeräten an die Fernüberwachung

• Betreibermessgeräte
  Der Anschluss von Messgeräten des Anlagenbetreibers an die behördliche Fernüberwachung hat für beide Seiten rückwirkungsfrei zu erfolgen. Dazu sind vom Anlagenbetreiber entsprechende Einrichtungen zur Verfügung zu stellen. Bis einschließlich eines Übergabepunktes ist der Anlagenbetreiber für ordnungsgemäße Übergabe der Messdaten an die behördliche Fernüberwachung verantwortlich. Diese Übergabeeinrichtungen sind in die allgemeine Begutachtungs- und Prüfungssystematik der Anlage einzubinden WKP (wiederkehrende Prüfung) etc.). Alle Informationen, die zur Verarbeitung und Interpretation der gelieferten Messdaten benötigt werden, sind vom Betreiber zur Verfügung zu stellen und zu aktualisieren.
• Behördeneigene Messgeräte
  Beim Einsatz behördeneigener Messgeräte gilt Punkt B. 2.1 sinngemäß. Die Verwendung von anderen sonst benötigten Schnittstellen ist vom Anlagenbetreiber zu ermöglichen.

3. Geräteinterne Messdauer, Mittelungszeiten für Messwerte

• Betreibermessgeräte
  Für die Gerätemessdauer der Betreibergeräte gelten im Allgemeinen die einschlägigen Vorgaben der entsprechenden KTA-Regeln.
  Die aufgrund unterschiedlicher Gerätemessdauer gewonnenen Messdaten sind ggf. zu weiteren Mittelwerten zusammenzufassen. Es sollte ein direkter Vergleich zwischen den in die Fernüberwachung übertragenen Messwerten und der Messwertanzeige für den Betreiber auf der Warte möglich sein.
• Behördeneigene Messgeräte
  Bei behördeneigenen Messgeräten können andere dem Messzweck angepasste Mess- und Mittelungsdauer verwendet werden.
  Um bei plötzlichen Erhöhungen der zu messenden Größe (z.B. Aktivitätskonzentration in der Fortluft) auch der aufsichtlichen Zielsetzung der sofortigen Alarmierung der Behörde zu genügen, sollten Zwischenauswertungen mit entsprechenden Alarmschwellen während der Mess-/Sammeldauer vorgesehen werden. Siehe hierzu die Ausführungen zur Alarmierung (siehe C. 4.).

4. Alarmierung

Die Alarmierung bei Überschreitung bestimmter Kriterien soll je nach Zielsetzung folgenden Zwecken dienen:

• Feststellung von Abweichungen vom Normalbetrieb,
• Benachrichtigung der Behörde bei Überschreitung von Schwellen bei bestimmten Betriebszuständen,
• Überprüfung der Einhaltung von Abgabegrenzwerten aus der Genehmigung,
• frühzeitige Benachrichtigung der Behörde bei Störfällen,
• Erkennung des Ausfalls von KFÜ-Systemkomponenten.

Insbesondere bei der Verfolgung kleiner Abweichungen vom Normalbetrieb der Anlage ist die Alarmschwelle genügend hoch über die Erkennungsgrenze des Messgerätes zu setzen, um Fehlalarme zu verhindern.

Bei der Überprüfung von Abgabegrenzwerten ist die Alarmschwelle auf einen bestimmten Prozentsatz dieses Abgabegrenzwertes einzustellen.

Die Überprüfung auf Überschreitung von Alarmschwellen soll auf eine der folgenden Arten erfolgen:

• Überprüfung im Messgeräterechner und/oder im Messstationsrechner,
• Überprüfung in der Messnetzzentrale,
• Kombination der obigen Möglichkeiten.

Die erstere Überprüfungsart sollte insbesondere dann angewendet werden, wenn mit längeren Datenübertragungszyklen gearbeitet wird. Bei Eintreten des Alarmkriteriums sollte der normale Übertragungsrhythmus unterbrochen werden und sofort ein Datenabruf/Datenübermittlung stattfinden.

Ein weiteres Alarmkriterium kann die Häufigkeit der Schwellenwertüberschreitung einzelner Messwerte innerhalb eines Mittelungszeitraums sein.

Zur Alarmierung sind Kommunikationsmöglichkeiten entsprechend dem Stand der Technik einzusetzen. Dabei ist auf größtmögliche Zuverlässigkeit (u. a. durch Redundanzen/Diversitäten) zu achten.

Weiter ist durch eine entsprechende Ablauforganisation sicherzustellen (Rufbereitschaft, etc.), dass das Vorliegen eines Alarmzustandes unverzüglich bei einem Zuständigen gemeldet wird.

5. Ferndiagnose, Fernwartung

Behördeneigene Messgeräte und Datenverarbeitungssysteme sind mit Ferndiagnose und Fernwartungseinrichtungen zu versehen.

Die Datenfernüberwachung und die Fernwartungsfunktion sollen sich gegenseitig nicht beeinträchtigen.

6. Besondere Auslegung der Immissionsmessgeräte

Unter Berücksichtigung der technischen Möglichkeiten der verwendeten Messgeräte sollen folgende Besonderheiten beachtet werden:

• Die Immissions-Messgeräte sind mit einer Batterie gepufferten Stromversorgung auszustatten. Diagnosedaten des Messgeräts, z.B. zum Betriebszustand der Stromversorgung, sollen entweder regelmäßig, d. h. i. d. R. täglich, oder auf Anforderung der Zentrale übertragen werden, Die Messdauer im Intensivbetrieb soll 10 Minuten betragen,
• Die Messwerte sollen auf einen oberen Grenzwert überwacht werden, aus dessen Überschreitung eine Alarmierung abgeleitet werden kann. Die Zeitspanne bis zur Alarmierung soll sich am Messintervall im Intensivbetrieb orientieren,
• Die Alarmschwelle soll im laufenden Betrieb von der Zentrale aus geändert werden können.

Soweit die Stationen im Normalbetrieb ein längeres Messintervall verwenden als im Intensivbetrieb (z.B. 1 oder 2 Stunden), soll die Umschaltung sowohl automatisch bei Grenzwertüberschreitung erfolgen als auch ferngesteuert aus der Zentrale möglich sein.

7. Sonstige Anforderungen

Neben den für die Betreibermessgeräte geltenden Anforderungen aus den diversen Regelwerken, z.B. den Regeln des KTA, können für behördeneigene Messgeräte abweichende landesspezifische Anforderungen gelten.

Einige allgemeine Spezifikationen sind:

• Auslegung auf Verträglichkeit mit den Umgebungsbedingungen, z.B. mit den Temperaturen im Kaminmessraum oder Wetterbeständigkeit bei Immissionsmessgeräten,
• bei Lieferung der Messwerte als Stromsignal soll die Möglichkeit der Zuordnung der Messwerte auf Unterbereiche, insbesondere bei logarithmischem Verlauf bestehen,
• Abgabe von Störmeldungen bei Ausfällen.

D. Datenerfassung, Datenübertragung und Datenverarbeitung

1. Allgemeines

Für Systeme zur Kernkraftwerks-Fernüberwachung haben sich vernetzte Rechnersysteme mit lokalen Netzwerken an jedem KKW-Standort, einer zentralen Datenverarbeitung und dezentralen Terminalstationen zur Auswertung und Darstellung von Ergebnissen bewährt.

Zur Erhöhung der Verfügbarkeit des Systems werden die redundante Auslegung der Komponenten zur Datenerfassung, Datenfernübertragung und Datenspeicherung sowie unterbrechungsfreie Stromversorgungen empfohlen.

Mittels Software zum Netzwerkmanagement können alle Netzwerkkomponenten des KFU-Systems automatisch überwacht werden.

Zur Ablage der gesammelten Daten und aller Messstelleninformationen in der Zentrale wird ein Datenbanksystem empfohlen. Die Daten sind für mindestens 30 Jahre zu archivieren.

1.1 Datenerfassung und Vorverarbeitung im Kernkraftwerk

Die Vorverarbeitung der Messdaten erfolgt an jedem KKW-Standort in Subzentralen. Sie bestehen aus Rechnern und den Geräten der Prozessdatenerfassung sowie der notwendigen Kommunikationstechnik. Zur digitalen Umsetzung analoger Messsignale (z.B. eingeprägter Strom 0-20 mA), zur Erfassung binärer Statussignale sowie für die Übernahme digitaler Datentelegramme wird eine Hardware zur Prozessdatenerfassung eingesetzt. Alle Komponenten der Subzentrale sollen den erhöhten Anforderungen in Kernkraftwerken genügen. Die Speicherkapazität der Rechner in den Subzentralen ist so zu bemessen, dass die verdichteten Messdaten über mindestens 10 Tage zwischengespeichert werden können. Ausfallzeiten der Zentrale oder Leitungsstörungen können so ohne Datenverlust überbrückt werden.

Die Messdaten durchlaufen vor der Speicherung und Verdichtung Plausibilisierungsstufen, um sie anhand frei vorgebbarer Kriterien wie z.B. Bereichsgrenzen zu prüfen.

Per Fernzugriff sollten sowohl die in den Subzentralen möglichen Parametrierungen/-Einstellungen durchführbar als auch ein Rechnerneustart möglich sein.

1.2 Datenübertragung

Die Datenübertragung kann leitungsgebunden oder über Funkverbindung erfolgen. Dabei sollte auf möglichst große Verfügbarkeit und Datensicherheit geachtet werden. Wenn behördeneigene Datenleitungen oder Funkfrequenzen zur Verfügung stehen, sollten diese vorrangig verwendet werden Die Anschlüsse von KFÜ-Wählverbindungen in öffentlichen Netzen sollten eine Vorrangberechtigung gem. TKSiV (Telekommunikations-Sicherstellungsverordnung) erhalten. Sie schützt vor Abschaltung durch den Netzbetreiber, um Netzüberlastungen zu vermeiden.

1.2.1 Datenübertragung aus den Kernkraftwerken

Die Übertragungswege zu den KKW-Substationen sollten redundant und möglichst diversitär ausgelegt sein. Zur Rechnerkommunikation sowohl zwischen Zentrale und Subzentralen als auch innerhalb der lokalen Netzwerke wird als Protokoll TCP/IP empfohlen. Der Mittelungszeitraum für Messwerte in den Subzentralen und der Übertragungszyklus beträgt in der Regel 10 Minuten. Dadurch können Abweichungen vom normalen Betriebsablauf schnell genug erkannt werden. Bei längeren Abfragezyklen sollte bei Eintreten einer Alarmbedingung z.B. durch Grenzwertüberschreitung sofort eine Meldung von der Subzentrale an den Zentralrechner erfolgen und die Daten sofort abgerufen werden.

Der Datenübertragungszyklus und die Taktzeiten der Kurzzeitausbreitungsrechnung müssen aufeinander abgestimmt werden.

1.2.2 Datenübertragung von den Immissions-Messstationen

Die interne Speicherung der Messwerte in der Station soll für mindestens drei Tage - bezogen auf die Messdauer im Normalbetrieb - erfolgen.

Die Abfrage der in der Station gespeicherten Mittelwerte erfolgt im Normalbetrieb mindestens täglich, im Intensivbetrieb mindestens stündlich. Die Umschaltung soll sowohl bei Grenzwertüberschreitung automatisch als auch manuell in der Zentrale erfolgen.

2. Datenverarbeitung in der Zentrale

Der Zentralrechner ruft die Messdaten aus Subzentralen oder direkt von Signalrechnern ab, speichert und verarbeitet diese. In der Zentrale laufen Auswertungs- und Berechnungsprogramme zur qualifizierten Auswertung der Daten.

2.1 Datenverarbeitung und -speicherung

Folgende Verarbeitungsschritte sollten möglich sein:

• Mittelwertbildung über Stunden, Tage, Wochen, Monate, Jahr,
• Summierung der Abgaberaten aller relevanten Emissionspfade,
• Bildung von Rechenwerten unter Verwendung parametrierbarer Rechen- und Verknüpfungsregeln sowie flexibler Definition von Alarmierungskriterien,
• Zugriff auf Daten mind. der letzten 15 Monate im unmittelbaren Zugriff,
• Regelmäßige Archivierung aller Messdaten,
• auf die archivierten Daten muss kurzfristig zugegriffen werden können,
• Automatische Benachrichtigung ausgewählter Adressaten bei Überschreiten vorgebbarer Schwellenwerte, Ausfall von Datenquellen oder Ausfall von Systemkomponenten,
• Eingabe offline gemessener Emissionsbilanzwerte des Betreibers,
• alle Änderungen am Gültigkeitsstatus von Messwerten sind automatisch zu protokollieren,
• die Ursprungswerte sollten wiederhergestellt/abgerufen werden können,
• Messwerte sollten mit Kommentaren versehen werden können, die archiviert und mit ihnen gemeinsam ausgegeben werden.

2.2 Berechnungsfunktionen

Folgende Berechnungen sollten durchgeführt werden können:

• Berechnung der Konzentrationsverteilung und der Ablagerung in der Umgebung des jeweiligen Kernkraftwerks auf Basis der gemessenen Emissionen und der meteorologischen Daten,
• Berechnung der daraus resultierenden Strahlenexposition für beliebige Punkte im Umkreis von 25 km (Diagnoserechnung),
• Abschätzung zu erwartender Strahlenexposition durch Eingabe prognostizierter Quellterme sowie zu erwartender Ausbreitungsbedingungen (Prognoserechnung).

Die Berechnung der Strahlenexposition hat unter Beachtung bundeseinheitlicher Richtlinien und Berücksichtigung standortspezifischer Parameter zu erfolgen.

2.3 Simulation mit Übungsdaten

Die Nutzung des Systems im Anforderungsfall soll im Rahmen von Notfall- und Katastrophenschutzübungen regelmäßig trainiert werden. Zu diesem Zweck soll es möglich sein, solche Systemteile (Hard- und Software), die zur Information der Krisenstäbe und zur Entscheidungsvorbereitung benutzt werden, mit Übungsdaten zu betreiben. Der operationelle Betrieb des Systems darf dadurch nicht beeinträchtigt werden (Datenerfassung, Datenverarbeitung und Alarmierungsfunktion).

3. Ergebnisausgabe an den Auswertungsterminals

Die Auswertungsterminals dienen der Erstellung von Berechnungs-/Abfrageaufträgen an die Zentrale und zur Ergebnisdarstellung. Solche Arbeitsplätze werden mindestens am Sitz der Aufsichtsbehörde, des ggf. beauftragten Systembetreibers sowie am Ort der radiologischen Fachberatung der Katastrophenschutzbehörde benötigt. Ein Zugriff weiterer am Katastrophenschutz beteiligter Behörden und Institutionen ist je nach landesspezifischen Gegebenheiten einzurichten. Arbeitsplätze, denen eine hohe Bedeutung in Krisensituationen zukommt, sollten über redundante Datenleitungen und unterbrechungsfreie Stromversorgungen verfügen. Soweit (z.B. für Zwecke der Rufbereitschaft) mobile Arbeitsplätze verwendet werden, soll ein gesicherter Zugang über ein WAN möglich sein.

Folgende Bedien- und Auswertefunktionen sollten zur Verfügung stehen:

• Grafische Ausgabe von Zeitverläufen gemessener und berechneter Werte mit einblendbaren Alarmschwellen und soweit möglich Erkennungsgrenzen,
• tabellarische Ausgabe von Zeitverläufen gemessener und berechneter Werte und ihres Gültigkeitsstatus,
• Darstellung von Minimal-, Maximal- und Mittelwerten bzw. Zeitintegralen sowie Zeitpunkt der Extremwerte und Angabe des Anteils fehlender und ungültiger Werte im Darstellungszeitraum und ggf. vorhandener Kommentare,
• die vorstehenden Darstellungen sollen auf der Basis unverdichteter Werte oder in Stufen verdichteter Werte (z.B. Stundenmittelwerte, Tagesmittelwerte bzw. -summen) erstellt werden können,
• variable Skalierung der Maßstäbe von Karten und Zeitverlauf Darstellungen,
• gemeinsame Darstellungen von unterschiedlichen Parametern, auch von unterschiedlichen Kraftwerksstandorten,
• Darstellung und Export der Ergebnisse der Dosisberechnung als Isolinien mit weiteren Hintergrundinformationen, z.B. Kartenhintergründen und Messstationsstandorten sowie in Tabellenform,
• Skalierung der Werte der Dosisberechnung mit den Eingreifrichtwerten, so dass von Maßnahmen betroffene Gebiete und Ortschaften vor dem Hintergrund der Planungsgebiete des Katastrophenschutzes erkennbar werden,
• Darstellung der aktuellen Immissionsdaten an Messstationsstandorten vor Kartenhintergründen,
• Darstellung der aktuellen Betriebsparameter in einem Anlagenschema,
• Markierung von Messwerten, die definierbare Schwellwerte überschritten haben und einer näheren Analyse bedürfen,
• alle Darstellungen und Auswertungen sollen als Bildschirmanzeige und Druckausgabe sowie als Datei zur Weiterverarbeitung mit Programmen der Bürokommunikation verfügbar sein.

4. Datensicherheit

Die unbefugte Informationsbeschaffung sowie Veränderung von Daten und Programmen auf KFU-Rechnern durch Externe muss ausgeschlossen sein. Für die Darstellung von Werten im Internet muss die Rückwirkungsfreiheit auf KFÜ-Daten gegenüber Manipulationen sichergestellt sein. Die Verbindung zum Internet ist durch geeignete Sicherungssysteme/-maßnahmen zu schützen und zu überwachen.

Der Datenaustausch zwischen externen Partnern und dem KFÜ-System über das Internet sollte verschlüsselt werden.

5. Schnittstellen zu anderen Netzen und Einrichtungen

5.1 RODOS

Zur Übermittlung der Emissions-, Immissions- und der meteorologischen Messwerte sowie anderer Daten wie z.B. Ergebnisse der Ausbreitungsrechnungen ist eine Exportschnittstelle an RODOS vorzusehen.

5.2 Wetterinformationen

Für die Prognoserechnungen sind Vorhersagen der Wetterentwicklung notwendig. Darüber hinaus sind aktuelle Wetterinformationen sowohl für Berechnungen der Strahlenexposition als auch für die Bewertung der Immissionsdaten erforderlich. Dies kann über eine geeignete Importschnittstelle erfolgen.

5.3 Schnittstellen zu externen Messnetzen und mobilen Einrichtungen

Entsprechen externe Datenquellen den Anforderungen einer Informationsverarbeitung in der Fernüberwachung, können diese mit den Daten der Fernüberwachung zusammengeführt werden, um eine einheitliche und effiziente Datengrundlage für die Ermittlung und Bewertung der radiologischen Lage zu ermöglichen. Hierbei kommen insbesondere folgende Datenquellen in Betracht: Daten von mobilen online Messeinrichtungen für die Gamma-Ortsdosisleistung und die an Schwebstoffen gebundenen radioaktiven Stoffe in der Luft, Hubschrauberdaten des BfS, Daten der ABC-Messwagen, Daten des online ODL-Funksondensystems der Kerntechnischen Hilfsdienst GmbH, Daten landeseigener Messnetze, Störfallmessdaten.

E. Qualitätssicherung

Während die in 1. angeführte Zweckbestimmung der Kernkraftwerksfernüberwachung genehmigungsrechtliche Aspekte der atomrechtlichen Aufsicht berührt, stehen die in Punkt II. B. genannten Parameter in Verbindung mit sicherheitstechnisch bedeutsamen Systemen. Dies sowie der Aspekt der Vorsorge für den kerntechnischen Unfall erfordert die Einführung eines durchgängigen Qualitätssicherungssystems

• sowohl für die Gewährleistung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der technischen Komponenten des Fernüberwachungssystems,
• als auch für die Arbeitsabläufe der Betriebsführung,
• und die Arbeit mit dem Datenbestand.

Diese Schwerpunkte sollen in einer zu erstellenden Qualitätssicherungs-Dokumentation für die Kernkraftwerk-Fernüberwachung dargestellt werden.

_________________

1) Atomgesetz vom 23. Dezember 1959, (BGBl. I S.814) in der Fassung der Bekanntmachung vom 15. Juli 1985 (BGBl. I S. 1565), zuletzt geändert durch das Gesetz vom 6. Januar 2004 (BGBl. I S. 2,15).

2) KTA-Regeln 1501, 1503.1, 1503.2, 1504, 1507, 1508, 3502, Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung kerntechnischer Anlagen, (GMBl 1993, S. 501 ff.).

3) Messanleitungen für die Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt und zur Erfassung radioaktiver Emissionen aus kerntechnischen Anlagen (Herausgeber: BMU, Verlag: Elsevier Urban & Fischer).