atw - International Journal for Nuclear Power | 02.2022

atw Vol. 67 (2022) | Ausgabe 2 ı März
| Abb. 2
Generelles Schema eines Systems der gestaffelten Verteidigung,
hier: bestehend aus den passiven Barrieren eines Endlagers (Phase SP 5) [2]
z. B. B0: Brennstoffmatrix, B1: Brennstabhüllrohr, B2: Endlagerbehälter B3:
einschlusswirksamer Gebirgsbereich.
Die Verteidigungsebenen von DiD können durch
aktive und/oder passive Maß-nahmen realisiert
werden. Passive Maßnahmen, basierend auf Naturgesetzen
(z. B. Schwerkraft oder Stoffeigenschaften
von Materialschichten), sind zu bevorzugen. Das
generelle Schema eines passiven Mehrschicht-
Systems ist in Abb. 2 dargestellt, hier für ein
Endlager in der Nachverschlussphase (SP 5) [2].
Die einzelnen Materialschichten tragen auf Grund
ihrer stofflichen Eigenschaften und der geometrischen
Auslegung anteilig zur Gewährleistung der
Sicherheit bei. Es ist zweckmäßig, die Ebenen der
Verteidigung zu nummerieren (Level 0, 1, 2, …).
und Diversität der sog. wesentlichen Barrieren des
Endlagers. Wesentliche Barrieren sind laut [3] die
Barrieren, auf denen der sichere Einschluss der
radioaktiven Abfälle im Wesentlichen beruht.
National wie international weisen die bisher
verfolgten Endlagerkonzepte den Mangel auf, dass
die inneren, aus Metall bestehenden Barrieren (B1,
B2), die Kriterien für eine wesentliche Barriere der
Phase SP 5 nicht erfüllen.
Zur Überwindung dieses Defizits und um die
“inneren Ebenen“ des DiD zum vollwertigen
integralen Bestandteil des Sicherheitskonzeptes
eines Endlagersystem zu machen, wurde das
TRIPLE C Konzept entwickelt [2]. Die entscheidende
Komponente ist ein keramischer Abfallbehälter aus
drucklos gesintertem Siliciumcarbid (SSiC).
Einzelheiten dazu sind in [2] dargestellt. Als
Initialbarriere wird die Kombination Z1– B2
(keramische Vergussmasse – SSiC Behälter)
bezeichnet (Abb. 3).
DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 55
TRIPLE C Konzept und Initialbarriere
DiD wurde zu besonderer Reife in der
Sicherheitsphilosophie für die Auslegung und den
Betrieb von Kernreaktoren entwickelt (SP 1).
Redundanz, Diversität, Fail-Safe und die
Berücksichtigung von Fehlern aus gemeinsamer
Ursache (common-cause-failure, sowohl als
common-mode failure als auch als common-eventfailure)
sind für das Front-End des Kernbrennstoff-
Zyklus etablierte und eigentlich selbstverständliche
Sicherheitsprinzipien der Auslegung.
Eine Analyse der Nuklearanlagen des Back-End
zeigt, dass diese Prinzipien bisher nicht konsequent
umgesetzt werden. Das trifft auch selbst für die
gegenwärtige Endlagerplanung in Deutschland zu.
Die Endlagersicherheitsanforderungsverordnung
[3] führt zwar aus, dass das vorgesehene
Endlagersystem „…den sicheren Einschluss der
radioaktiven Abfälle passiv und wartungsfrei durch
ein robustes, gestaffeltes System verschiedener
Barrieren…“ für den Nachweiszeitraum von 1 Mio.
Jahren zu gewährleisten hat, macht aber keine
gesetzlich verpflichtenden Vorgaben für Redundanz
| Abb. 3
Initialbarriere Z1-B2 im Endlagerbehälter nach dem TRIPLE C Konzept (Basiskonditionierung).
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird eingeschätzt,
dass
p die Initialbarriere aus Siliciumcarbid die Kriterien
einer wesentlichen Barriere für Phase SP 5 erfüllt
[2][4][5][6]
p die technisch-technologische Machbarkeit der
Herstellung von SSiC-Behältern für alle
existierenden Abfallformen als gesichert
anzusehen ist und gegenwärtig der Übergang
von der Laborfertigung zur industriellen
Fertigung vorbereitet werden müsste
p mit dem Rapid Sinter Bonding (RSB) [7] ein
geeignetes Verfahren zum hermetischen
Verschließen der SSiC-Behälter zur Verfügung
steht und gegenwärtig für den industriellen
Einsatz qualifiziert werden müsste.
Decommissioning and Waste Management
Keramische Initialbarriere für innovative Zwischen- und Endlagerung von hochradioaktivem Abfall ı Jürgen Knorr, Albert Kerber