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Online-Konsultation der Endlager-Kommission

78 TeilnehmerInnen
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B 6.8 Anforderungen an Behälter zur Endlagerung

Status: Archiviert

Sichtbarkeit: Öffentlich  

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Texte in [eckigen Klammern] wurden von der Kommission zunächst zurückgestellt.

6.8 Anforderungen an Behälter zur Endlagerung

 
001

Wie in Kapitel 5 hergeleitet und in Kapitel 5.5 näher ausgeführt, priorisiert der Kommission die Endlagerung in einem Bergwerk. Die Kommission verfolgt dieses Ziel in dem Bewusstsein, das auch hiermit Unwägbarkeiten verbunden sind, die durch eine Berücksichtigung von zeitlich begrenzten Möglichkeiten zur Rückholung bzw. Bergung der Behälter minimiert werden müssen. Der Behälter stellt in diesem Kontext eine wesentliche technologische Barriere dar, die in den verschiedenen Stadien der Endlagerung unterschiedliche Bedeutung hat. Die Kommission hat sich daher mit den Anforderungen an die Behälter zur Endlagerung hoch radioaktiver Abfälle intensiv befasst und sich in diesem Zusammenhang u.a. durch Vorträge von zwei Experten[1] über den aktuellen Sachstand informiert.

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002

Der Behälter muss also während des gesamten Prozesses mehreren Anforderungsbereichen genügen. Während der Einlagerung in das zu diesem Zeitpunkt offene Endlager kommt dem Behälter die maßgebliche Schutzfunktion zu. Im verschlossenen Einlagerungsbereich muss die Schutzfunktion des Behälters erhalten bleiben, um über einige Dekaden die Rückholbarkeit zu ermöglichen. In der Nachbetriebsphase muss die Behälterintegrität mindestens über einige hundert Jahre bestehen bleiben, um für den Fall einer notwendigen Fehlerkorrekturmaßnahme eine Bergung durchführen zu können.

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003

[In wieweit über diesen Zeitraum hinaus eine Schutz-, Abschirm- oder Bergungsfunktion und eine Gewährleistung der Unterkritikalität erforderlich ist hängt von dem Lagermedium, dem Endlagerkonzept, den chemischen, physikalischen und radiologischen Randbedingungen ab.]

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004

[In wieweit über diesen Zeitraum hinaus eine Barrierefunktion erforderlich ist hängt von dem Lagermedium, dem Endlagerkonzept, den chemischen, physikalischen und radiologischen Randbedingungen ab.]

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6.8.1 Schutzziele

 
005

Regulatorische Anforderungen an Abfallbehälter für die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle finden sich in Deutschland in generischer Form in den Sicherheitsanforderungen des BMU von 2010[2]. Die Sicherheitsanforderungen enthalten bislang aber keine detaillierte Definition der Anforderungen. Diese Aufgabe kann erst mit der Entwicklung und Definition eines Endlagerkonzeptes und der Erstellung einer vorläufigen Sicherheitsuntersuchung für den jeweiligen Standort abgeschlossen werden, da Teile der Behälteranforderungen abhängig vom Konzept zu spezifizieren sind.

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006

Unabhängig vom Standort lassen sich aber die grundsätzlichen Anforderungen an die Schutzfunktionen eines Abfallbehälters herleiten, mit denen während der verschiedenen Stadien der Endlagerung die Einhaltung der Schutzziele "Einschluss der radioaktiven Stoffe", "Vermeidung unnötiger Strahlenexpositionen", "Begrenzung und Kontrolle der Strahlenexposition des Betriebspersonals und der Bevölkerung“, "Abfuhr der Zerfallswärme“ und "Einhaltung der Unterkritikalität" sichergestellt werden kann:

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007

Die Anforderung „Einschluss der radioaktiven Stoffe“ muss die langfristige Dichtheit des Behälters gewährleisten sowie einen direkten Kontakt der Abfälle mit ihrer Umgebung sicher verhindern. Durch die Abschirmungsfunktion des Behälters wird die von den radioaktiven Abfällen ausgehende Strahlung zu einem großen Teil in der Behälterwand absorbiert und damit auf das erforderliche Maß reduziert.

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008

Das Wärmeabfuhrvermögen des Behälters sorgt dafür, dass die Zerfallswärme in ausreichendem Maß und möglichst gleichmäßig verteilt an die Umgebung abgeführt wird. Die Einhaltung der Unterkritikalität steht dafür, dass durch Konstruktion und Beladung des Behälters die enthaltenen Kernbrennstoffe sicher im unterkritischen Zustand gehalten werden.

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6.8.2. Anforderungen in der Betriebsphase des Endlagers

 
009

Bei der Einlagerung wird der Endlagerbehälter, ggf. in zusätzlichen Transportbehältern, durch das Betriebspersonal in das Endlagerbergwerk und untertage bis zum Einlagerungsort transportiert. Die Behälterhandhabung untertage umfasst das Be- und Entladen auf/von Transportfahrzeugen sowie das Platzieren am endgültigen Einlagerungsstandort, was beispielsweise Kipp-, Dreh- und Aufrichtvorgänge beinhaltet. Nach der Einlagerung eines oder mehrerer Behälter wird der jeweilige Einlagerungsort verfüllt.

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010

Aus diesen betrieblichen Vorgängen folgen Anforderungen an die Handhabbarkeit und Transportierbarkeit unter den Randbedingungen des Endlagers, die auch die ggf. erforderliche Rückholung und Reparatur umfassen. Eine grundsätzlich wichtige Anforderung ist die Minimierung der Strahlenexposition des Betriebspersonals. Weitere Anforderungen ergeben sich aus dem Wirtsgestein. So beeinflusst die Hohlraumstabilität eines Wirtsgesteins die spätere Ausgestaltung des Einlagerungsbergwerks und der möglichen Handhabungstechniken untertage. Diese beschränken ggf. Behälterabmessungen und Masse des Behälters und sind bei der Auslegung zu berücksichtigen.

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011

Bezogen auf die Bauteile eines Endlagerbehälters sind Anforderungen insbesondere an den Behälterkörper ausreichende Stabilität, Korrosionsbeständigkeit, Abschirmwirkung und Wärmeabfuhr. Erfüllt werden diese Anforderungen durch geeignete Materialwahl, Wanddicke und Geometrie des Behälterkörpers. Die Anforderungen an das Verschlusssystem resultieren vor allen Dingen aus dem sicheren Einschluss der radioaktiven Stoffe in jeder Handhabungsphase sowie im Störfall. Behältereinbauten müssen Anforderungen an die Stabilität erfüllen und das Abfallinventar fixieren. Die Anforderungen betreffen aber auch die Wärmeabfuhr und die Unterkritikalität. Geometrischer Aufbau und Materialwahl müssen dies gewährleisten.

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012

Diese grundsätzlichen Anforderungen gelten sowohl im Normalbetrieb als auch unter auslegungsrelevanten Störfällen wie beispielsweise Brand, Behälterabsturz, radiolytische Reaktionen, unerwarteten Druck- oder Temperaturbedingungen oder Kollision.

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6.8.3 Anforderungen an das Langzeitverhalten der Behälter im Endlager

 
013

Für jeden Behälter beginnt nach seiner Einlagerung und der Verfüllung des Einlagerungshohlraums das Stadium der eigentlichen Endlagerung. Spezifische Anforderungen an das Langzeitverhalten der Behälter resultieren dabei insbesondere aus dem Wirtsgestein und seinen Eigenschaften sowie dem Endlagerkonzept. Ganz wesentlich ist dabei die Anforderung, wie lange die Barrierefunktion der Behälter im Endlagersystem erhalten bleiben muss.

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014

[In Endlagerkonzepten, die auf der Ausweisung eines einschlusswirksamen Gebirgsbereichs (ewG) beruhen (Salz, Tonstein, spezielle Kristallinkonfigurationen) soll der ewG vollständig die Funktion des sicheren Einschlusses übernehmen, die Sicherheit des Endlagers darf langfristig (d.h. im Nachweiszeitraum) nicht auf der Funktion des Behälters beruhen.]

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015

[In auf Kristallingestein ohne ewG basierenden Endlagerkonzepten ist für den sicheren Einschluss hingegen ein Zusammenwirken der technischen und geotechnischen Barrieren erforderlich und für den Nachweiszeitraum zu zeigen. In der Konsequenz resultieren aus dem Kristallinkonzept deutlich höhere Anforderungen im Hinblick auf die Langzeitintegrität des Behälters.]

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