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Online-Konsultation der Endlager-Kommission

17 TeilnehmerInnen
26 Kommentare
835 Stimmen

Teil B: 6.6 - 6.9 Anforderungen an die Einlagerung – F&E

Status: Geschlossen

Sichtbarkeit: Öffentlich  

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068

Wie in Kapitel B 5 hergeleitet und in Kapitel B 5.5 näher ausgeführt, priorisiert die Kommission die Endlagerung in einem Bergwerk. Die Kommission verfolgt dieses Ziel in dem Bewusstsein, dass auch hiermit Unwägbarkeiten verbunden sind, die durch eine Berücksichtigung von zeitlich begrenzten Möglichkeiten zur Rückholung beziehungsweise 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 unter anderem durch Vorträge von zwei Experten[18] über den aktuellen Sachstand informiert.

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069

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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070

In wieweit über diesen Zeitraum hinaus eine Barriere- und Bergungsfunktion erforderlich ist hängt von dem Lagermedium, dem Endlagerkonzept, den chemischen, physikalischen und radiologischen Randbedingungen ab.

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071

Regulatorische Anforderungen an Abfallbehälter für die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle finden sich in Deutschland in generischer Form in den Sicherheitsanforderungen des Bundesumweltministeriums von 2010[19]. 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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072

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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073

Die Anforderung „Einschluss der radioaktiven Stoffe“ muss die langfristige Dichtheit des Behälters im Sinne der Freisetzung radioaktiver Aerosole 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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074

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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076

Aus diesen betrieblichen Vorgängen folgen Anforderungen an die Handhabbarkeit und Transportierbarkeit unter den Randbedingungen des Endlagers, die auch die gegebenenfalls 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 gegebenenfalls Behälterabmessungen und Masse des Behälters und sind bei der Auslegung zu berücksichtigen.

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077

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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078

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

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080

In Endlagerkonzepten, die auf der Ausweisung eines ewG beruhen - Salz, Tonstein, spezielle Kristallinkonfigurationen - soll der ewG vollständig die Funktion des sicheren Einschlusses übernehmen; die Sicherheit des Endlagers darf langfristig, das heißt im Nachweiszeitraum, nicht auf der Funktion des Behälters beruhen. 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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081

Je nach Wirtsgesteinstyp und Endlagerkonzept sind unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich des Wärmeabfuhrvermögens zu berücksichtigen. Tonstein weist eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit als Salz auf, entsprechend muss bei der Behälterauslegung im Tonstein dem absoluten Wärmeeintrag und dem Wärmeübergang von Behälter zu Verfüllmaterial und Wirtsgestein in größerem Umfang Rechnung getragen werden. Im Salz konvergieren Einlagerungshohlräume schneller, was zu einem früheren Auflaufen des Gebirgsdrucks auf den Behälter führt und im Zusammenhang mit der Hohlraumverfüllung hinsichtlich des Integritätserhalts zu bewerten ist.

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082

Abhängig von Wirtsgestein und Verfüllmaterial wirken unterschiedliche geochemische Milieus auf die Behälteroberfläche und infolge dessen tritt Korrosion auf. Um Korrosionsvorgänge minimal zu halten, muss gegebenenfalls wirtsgesteinsspezifisch auf unterschiedliche Materialien oder Oberflächenbeschichtungen zurückgegriffen werden. Eine Folge von Korrosion ist Gasbildung, die im Hinblick auf die Sicherheit des Endlagers zu bewerten ist.

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083

Die genannten Schutzfunktionen und daraus abgeleiteten Anforderungen sind an jedem Endlagerstandort einzuhalten, wobei jedes Wirtsgestein andere quantitative Anforderungen stellt. In angepasster Form gelten sie bereits für die vorgeschaltete Zwischenlagerphase. Die konkrete Behälterauslegung ist aber standortspezifisch insbesondere in Abhängigkeit vom Wirtsgestein und dem Endlagerkonzept vorzunehmen.

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