Elke faalkans is bekend

De risico's op ongelukken met kerncentrales worden nauwkeurig berekend. Als er toch iets misgaat, helpen weerkundigen met voorspellingen over de verspreiding van radioactieve deeltjes.

De wereld zit vol risico's. Je kunt kou vatten, maar daar maken we ons meestal weinig zorgen over. Een auto-ongeluk is al serieuzer, maar toch weerhoudt de kans daarop bijna niemand ervan in de auto te stappen. En dan zijn er gebeurtenissen waarop de kans erg klein is, maar waarvan de gevolgen catastrofaal zijn, zoals een ernstig ongeluk met een kerncentrale. Het is heel moeilijk om daarvan het risico goed in te schatten.

Er zijn echter wiskundige technieken die uitkomst bieden. Richard van Otterloo en Jan Schüller van het Nuclear Research & consultancy Group (NRG) in Arnhem weten daar alles van: Probabilistic Risk Assessment noemen ze het in de Verenigde Staten, al spreken zij liever over Probabilistic Safety Assessment (PSA), want, zoals Schüller gekscherend zegt: ,,Het is een negatief vak en dan kun je er beter een positieve benaming aan geven.'' Beiden hebben jaren ervaring met risicoanalyses van kerncentrales, met het op minutieuze wijze uiteenrafelen van alle mogelijke gebeurtenissen die tot een ongewenste lozing zouden kunnen leiden.

De eerste keer dat zoiets gebeurde was in 1975, toen in de Verenigde Staten een commissie onder leiding van Norman Rasmussen voor het eerst op een rationele manier de kans op een ernstig kernongeval trachtte te analyseren. Het Rasmussen-rapport vormde de basis voor soortgelijke studies in de rest van de wereld.

En zoals Van Otterloo trots zegt: ,,In Nederland waren we er erg vroeg bij met een analyse van de kerncentrale in Dodewaard. Zo'n PSA-analyse kent drie fasen. Allereerst worden alle mogelijke scenario's bekeken die leiden tot het smelten van de radioactieve kern van de reactor. Dat kan alleen optreden als de koeling wegvalt, bijvoorbeeld door een leidingbreuk of uitval van pompen. De splijtingsreacties zijn dan weliswaar gestopt, maar de splijtingsproducten leveren nog een restwarmte, zo'n 5 procent van het normale vermogen. Die moet je kwijt zien te raken. Op zichzelf is met het optreden van zo'n situatie tijdens het ontwerp rekening gehouden, maar je probeert toch de kans in te schatten dat al die beveiligingsmaatregelen om wat voor reden dan ook falen.''

Uitgaande van zo'n zestig initiële gebeurtenissen wordt op deze manier van duizenden ongevalsverlopen met behulp van zogeheten foutenbomen en gebeurtenissenbomen de kans bepaald. Daarvoor wordt op papier of in de computer de hele centrale ontleed. Van elke klep is bekend wat de kans is dat deze onder bepaalde omstandigheden faalt. Schüller: ,,Die informatie komt uit een database waarin van zo goed als alle kerncentrales in de wereld wordt bijgehouden wanneer welke component kapot gaat. We weten dan ook precies hoe lang elk gemiddeld meegaat. Jammer genoeg is menselijk falen veel moeilijker te beoordelen.''

In de tweede fase wordt van al die potentiële ongevallen, die overigens lang niet allemaal tot een kernsmelting leiden, bepaald in hoeverre ze aanleiding zouden kunnen zijn voor uitstoot van radioactief materiaal. De kern wordt weliswaar omgeven door een stalen bol of een vat die dat moet voorkomen, maar opnieuw worden alle mogelijkheden, hoe onwaarschijnlijk ook, in rekening gebracht. Van Otterloo: ,,Ten slotte groeperen we in fase drie al die scenario's weer naar gelang de ernst van de lozing en berekenen we het gevaar voor de omgeving. De Nederlandse regering is overigens de enige die dat eist.'' Zo'n PSA dient elke keer als er veranderingen worden aangebracht in het ontwerp van de centrale te worden uitgevoerd. Schüller: ,,Het stelt je in de gelegenheid te ontdekken waar de eventuele zwakke plekken zitten.''

Hij geeft het voorbeeld van een centrale waar elke twee weken het noodkoelsysteem werd getest: ,,Daardoor was dat systeem om de veertien dagen twee uur lang niet beschikbaar. Onze analyses wezen uit dat dat de grootste bijdrage leverde aan de onveiligheid van de centrale. De oplossing was simpel: de testfrequentie terugbrengen tot eens in de maand.''

Hoe klein de kansen op ongewenste lozingen en ongelukken ook zijn, helemaal uitsluiten kun je ze niet. Bovendien worden radioactieve materialen ook buiten kerncentrales op grote schaal gebruikt, zoals in ziekenhuizen of in de industrie. Een aardig voorbeeld daarvan is een incident dat plaatsvond in 1998. Begin juni van dat jaar werden in Zuid-Frankrijk en Italië verhoogde concentraties radioactief cesium gemeten. Toen medewerkers van het Laboratorium voor Stralingsonderzoek van het RIVM in Bilthoven daarvan op de hoogte werden gesteld, snelden ze naar hun computers. Gezien de aard van de gemeten radioactiviteit moest een lozing van een kerncentrale worden uitgesloten, maar wat was het dan wel? Een paar dagen later werd duidelijk dat een schrootverwerkend bedrijf in Algecíras nabij Gibraltar, een cesiumbron in zijn hoogoven had omgesmolten.

Volgens RIVM-onderzoekers Harry Eleveld en Chris Twenhöfel, een uitgelezen mogelijkheid om het door RIVM en KNMI ontwikkelde luchtverspreidingsmodel in de praktijk te testen. Aan de hand van de kenmerken van de lozing door het schrootbedrijf en meteorologische gegevens kunnen ze daarmee uitrekenen hoe een radioactieve wolk over Europa trekt en hun voorspellingen toetsen aan de gemeten concentraties. Belangrijker was dat ze ook een schatting konden maken van de mogelijke gevaren als gevolg van inademing van radioactief materiaal en de straling van neergeslagen radioactiviteit op de grond.

Twenhöfel: ,,Juist in de eerste uren vlak na de lozing, als je nog niet beschikt over betrouwbare metingen, is zo'n eerste inschatting van groot belang.'' Ook ten tijde van het ongeluk in Tsjernobyl zijn er al modelberekeningen uitgevoerd, maar met name na 1986 is de ontwikkeling van een gespecialiseerd model door RIVM en KNMI verder ter hand genomen. Aan de basis van zo'n PUFF-model liggen natuurlijk de laatste weersvoorspellingen, met name de windrichtingen op verschillende hoogtes en de kans op regen: door het `uitspoelen' van een radioactieve wolk kunnen de besmettingsniveaus op de grond namelijk vele malen hoger zijn. Eleveld: ,,Verder wordt er rekening gehouden met het natuurlijke verval van radioactief materiaal, waardoor de activiteit terugloopt. Ook weten we van alle kerncentrales in de wereld welk type het is en wat er in de kern zit.'' Het programma wordt bovendien periodiek beoordeeld en waar nodig verbeterd om het up-to-date te houden.

Dat gebeurt onder meer aan de hand van experimentele gegevens. Zo is er in 1994 in Europees verband een grote test gedaan waarbij in Frankrijk een ongevaarlijke tracer werd losgelaten waarvan de verspreiding vervolgens door een heleboel meetstations is gevolgd. Eleveld: ,,Aan de hand van die gegevens zijn twintig atmosferische verspreidingsmodellen getest. Het vergelijken van onze voorspellingen met die van andere landen is iets wat we sindsdien in Europees verband zijn blijven doen. Uitgaande van een fictieve lozing rekenen we allemaal uit wat er gebeurt. Daarbij komen soms duidelijk aantoonbare verschillen aan het licht.''

Binnen dit Europese onderzoeksprogramma is harmonisatie van de verschillende verspreidingsmodellen een belangrijk streven. Maar ook daarbuiten vinden regelmatig testen plaats. Daarmee kan worden bepaald of het systeem operationeel is en of dezelfde meteogegevens worden gebruikt. Uit het PUFF-model rollen de verwachte dosiswaarden voor de radioactiviteit in de lucht en op de grond. Die zijn een belangrijke factor bij beslissingen over te nemen maatregelen, van het op stal zetten van vee, het uitdelen van jodiumtabletten tot aan evacuatie. Mocht er een ongeval plaatsvinden, dan levert het RIVM 24 uur per dag analyses en prognoses van de radiologische toestand aan een crisisteam op het ministerie van VROM. Dat is daardoor beter in staat om op een rationele manier met de onvermijdelijke onzekerheden om te gaan.