Endlagerauslegung und -optimierung, Bericht zum ... - PTKA - KIT

Salzlösung entsprechend der lokalen Salzzusammensetzung zu erwarten. Neben der
gegenüber reinem Wasser veränderten Dichte und reduziertem Wasseranteil pro Liter
ist insbesondere der hohe Anteil des Nuklids 35 Cl in diesen salinaren Wässern von Interesse,
welches in der natürlichen Zusammensetzung von Chlor einen Isotopenanteil
von 75,76 % aufweist. Mit einem Absorptionsquerschnitt für thermische Neutronen der
Energie 0,0253 eV von 43,7 barn /MAG 06/ kann dieses Nuklid eine deutliche Reduzierung
des Neutronenmultiplikationsfaktors k eff bewirken. Deshalb ist es sinnvoll, das
Chlorid des gelösten Salzanteils in den Kritikalitätsrechnungen zu berücksichtigen. Das
Nachweiskonzept der Unterkritikalität wird im Rahmen der VSG somit nicht auf die Reaktivitätsminderung
durch Berücksichtigung des Abbrands (s. o.), sondern auf die
Neutronen absorbierende Wirkung des Nuklids 35 Cl begründet, welches in einem Salzstock
in hohen Mengen allgegenwärtig vorliegt.
In der vorliegenden Arbeit werden die Lösungen, die im Salzstock auftreten können
und die im Folgenden kurz als „Salzlösung“ bezeichnet werden, repräsentativ auf Basis
der gemessenen Lösungsprobe 02YEQO2 RZ039.001 aus dem Erkundungsbergwerk
Gorleben /BFS 02/ angenommen, welche im Wesentlichen auf gesättigter Magnesiumchlorid-Lösung
basiert. Für einzelne Parameterstudien wurde auch reine Magnesiumchlorid-Lösung
unterschiedlicher Konzentrationen modelliert.
5.3 Ausgediente Kernbrennstoffe aus Leichtwasserreaktoren
Ausgediente Brennelemente aus Leichtwasserreaktoren stellen den weit überwiegenden
Anteil an endzulagernden Brennstoffen dar. Zum Nachweis der Unterkritikalität
wurden hierfür repräsentative Brennelemente basierend auf Urandioxid und U-Pu-
Mischoxid (MOX) modelliert, mit Anreicherungen und Plutoniumgehalt, wie sie in
Deutschland typischerweise zum Einsatz kamen und noch kommen. Es wurde kein
Abbrand angenommen, d. h., die Reaktivität von unbestrahltem Brennstoff wurde konservativ
unterstellt. Untersucht wurden die Endlagerbehälter BSK-3 und POLLUX ® -10,
sowie generische Modelle von Transport- und Zwischenlagerbehältern, die eng an die
gegenwärtig genehmigten Behältertypen angelehnt sind und exemplarisch für diese
untersucht wurden.
Für geflutete Behälter mit intakten Innenstrukturen ist die Unterkritikalität durch die
Auslegung der Behälter sichergestellt. Dies gilt insbesondere auch für die im Zusammenhang
mit Störfallbetrachtungen postulierte Flutung mit reinem Wasser. In einem
196