atw - International Journal for Nuclear Power | 1.2024

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84 Report mit der Kerntechnik und der Radiochemie der TU München als Beispiel. In der Forschung zur Zwischenlagerung sei zu berücksichtigen, dass sich der Zeithorizont der Endlagerung verschoben habe. Allerdings gebe es bei den Arbeiten zum Alterungsmanagement von Lagerbehältern, die heute durchgeführt würden, keine grundsätzlichen Unterschiede zwischen Lagerzeiten von 80, 100 oder 120 Jahren. Becker berichtet, die Internationale Atomenergie-Organisation habe ein BGZ- Forschungsprojekt als „area of good performance“ eingestuft. Becker beschreibt den sicherheitsorientierten Forschungsprozess in der Zwischenlagerungsforschung so, dass ausgehend vom Stand von Wissenschaft und Technik, der Betriebserfahrung, den Regelwerken und den Genehmigungen, die Einhaltung der Schutzziele bei Inventar, Behältern und Gebäuden unter den Bedingungen verlängerter Zwischenlagerung untersucht und bewertet werde. Eine herausgehobene Rolle spielten dabei Forschungen zu wasserstoffbezogenen Prozessen in Hüllrohrmaterialien. Forschungsprojekte dabei seien SpizWurZ (Spannungsinduzierte Wasserstoffumlagerung in Brennstabhüllrohren während der längerfristigen Zwischenlagerung, Verbundvorhaben von GRS und KIT), HYDAX (Hydrogen and Hydrides Distribution in Axial Cladding Direction) und LEDA (Long-Term Experimental Dry Storage Analysis). Bei diesem Projekt sei auch die Kooperation mit dem Paul Scherrer Institut (PSI) in der Schweiz wichtig. Als neuer Forschungsbereich sei das Monitoring und die Bewertung der technischen Nutzungsdauer von Gebäuden hinzugetreten. Hier habe ein dreijähriges Verbundvorhaben von TU Braunschweig, Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) und GRS zur Bewertung der Zwischenlagergebäude begonnen. Die Gebäude seien auch in der Öffentlichkeit oft ein Diskussionsgegenstand, obwohl diese nicht zur Erfüllung der Schutzziele beitrügen. Insgesamt hätten sich die Forschungsvorhaben, an denen die BGZ in der einen oder anderen Form beteiligt sei, beinahe verdoppelt, was zeige, dass das BGZ-Forschungsprogramm sehr vital sei. Dabei sei die fachliche Kooperation mit der TU München ausgeweitet worden. Verlängerte Zwischenlagerung bei der EWN Über „Verlängerte Zwischenlagerung bei der EWN“ berichtet Sebastian Helm von der EWN Entsorgungswerke Nord. Helm erläutert, dass aus Sicht des Zwischenlagerbetreibers vor allem das Erfordernis der Genehmigungsverlängerung im Mittelpunkt stehe, nachdem bei der Endlagerung ein erheblicher zeitlicher Verzug absehbar geworden sei. Helm stellt fest, dass bei den Themen Behälterdichtungen und Schrauben, Moderatormaterial und Druckschalter keine größeren Probleme bekannt seien. Die Rückstellkraft der Metalldichtungen nehme zwar ab, dies habe aber keine Auswirkungen auf die Dichtigkeit. Die Inventaraktivität und damit die Bean spruchung des Moderatormaterials nehme kontinuierlich ab und könne gut extrapoliert werden. Bei den Druckschaltern gebe es eine geringe Ausfallrate – seit 2012 kein Defekt mehr bei 114 Behältern – und die Schalter könnten problemlos im Wartungsbereich ausgetauscht werden. Es gebe drei Forschungs projekte in diesen Bereichen: DPOPT zur Ent wicklung eines neuen Druckschalters für den Austausch nach Ausfall, MSTOR zum Langzeitverhalten von Metalldichtungen, wobei man von der Untersuchung von hohen Temperaturen über kurze Zeiträume zur Untersuchung bei realistischen Temperaturen aber über lange Zeit räume übergehe sowie OBSERVE, ein Temperatur- und Dosisleistungsmessprogramm zum Vergleich von Messwerte mit errechneten Werten und zur Überprüfung der Abschirm- und Wärmeabfuhreigenschaften, also der Erreichung der Schutzziele der Behälter. Dr. Jörn Becker, Leiter der BGZ-Forschungsabteilung, gab beim Fachworkshop Zwischenlagerung einen Überblick über den aktuellen Stand des BGZ-Forschungsprogramms. Foto: BGZ Helm berichtet, dass ein wesentlicher Aspekt der Langzeitbetrachtung die Sicherheit des Inventars sei. Einflussgröße hier seien korrosive Änderungen am Hüllrohr des Brennstabs. Die Ausdehnung der Hüllrohre durch Temperatur und Gasdruck sei nur minimal, die Auslegung für die wesentlich anspruchsvolleren Ausgabe 1 › Januar
Report 85 Integritätskriterien im Reaktorbetrieb machten eine sichere Lagerung der Brennelemente in den Behältern auch für sehr lange Zeiträume möglich, zumal Strahlung und Temperatur kontinuierlich abnähmen. Bei den sonstigen Inventaren, Plutonium-Beryllium Quellen, Brennstabbüchsen der Otto-Hahn und des KNK, Core-Bauteile der VVER- Anlagen sowie HAW-Glaskokillen sei keine Radionuklidmobi lisierung zu erwarten. EWN beteilige sich am Forschungsprojekt LEDA zum Hüllrohrverhalten bei verlängerter Zwischenlagerung. Bei dem voraussichtlich von 2024 bis 2028 laufenden Projekt soll die vorhandene experimentelle Basis zum Hüllrohrverhalten unter Bedingungen der ver längerten Zwischenlagerung erweitert werden und Modelle zur Vorhersage des Hüllrohrver halten abgeleitet werden. Experimentelle Kampagnen seien bei Studsvik in Schweden geplant. Ein weiteres Projekt sei DCS-Monitor II bei dem Verfahren zur nicht invasiven Analyse des Inventarzustands für Transport- und Lagerbehälter bei verlängerter Zwischenlagerung erprobt und entwickelt werden. In dem Verbundprojekt mit der Hochschule Görlitz/Zittau, der TU Dresden und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) werde das äußere Strahlungsfeld gemessen und simuliert, um ein validiertes Monitoring Verfahren für die Behälter zu entwickeln. Dazu gehöre auch ein Projekt zur Myonentomographie, ebenfalls mit TU Dresden und HZDR, bei dem mit einem Detektor der kosmische Myonenfluss nach Durchdringung des Behälters vermessen werde. In der Diskussion erläutert Helm, dass bei einem 2011 mit heterogenem Inventar beladenen Behälter die Bestrahlungshistorie/Abbrände sowie Lagerung und Entnahme aus dem Nasslager dokumentiert seien. Hinsichtlich der bildgebenden Verfahren erklärt er, dass Bildgebung auch mit Gamma- und Neutronensignaturen möglich, aber die Myonentomographie präziser sei. Weiter wird in der Diskussion erläutert, dass die Forschung an Brennelementen aus Druckwasserreaktoren Priorität habe und dass die Temperaturüberwachung dazu diene, nachzuweisen, dass die Inventar- und Behältertemperaturen sich so verhielten wie erwartet. Es werde an einer Verbesserung des Verfahrens durch Wärmebildkameras gearbeitet. Insgesamt dienten die Untersuchungen dem Ziel, zu zeigen, dass die Schutz ziele eingehalten würden, der Validierung von Simulationsprogrammen und dem Nachweis der Behälterintegrität. Auch der Abbau von Konservativitäten durch Ermittlung realer Beanspruchungen sei ein Ziel. Oda Becker nahm dies in der Diskussion zum Anlass vor dem Abbau von Konservativitäten zu warnen. Ein Vertreter der BGZ erklärt in diesem Zusammenhang, dass sich die Sicherheitsbetrachtungen zur verlängerten Zwischenlagerung noch ändern würden und ein Vertreter von WTI erklärt, dass zur Codevalidierung auch Realdaten und nicht nur maximal konservative Annahmen benötigt würden. Es seien viele Messwerte erforderlich, um die genauen Verläufe und die zugrunde liegenden physikalischen Prozesse zu verstehen und richtig abzubilden. Hinsichtlich der Frage einer Identifizierungsmöglichkeit für einzelne Defekte durch die bildgebenden Verfahren erklärte Helm, dass theoretisch mit der Myonentomographie auch einzelne Brennstäbe aufgelöst werden könnten, dafür aber sehr gute Daten und Statistik benötigt würden. Helm erklärte zur praktischen Umsetzung, dass Messaufbauten in Zwischenlagern realisierbar sein müssten und ggf. Genehmigungen von Behörden erforderlich seien. Herausforderungen auf dem Weg zum Endlagerbehälter Lisa Seidl, Bereichsleiterin Standortauswahl von der BGE Bundesgesellschaft für Endlagerung hielt den Vortrag „Herausforderungen auf dem Weg zum Endlagerbehälter“. Seidl berichtet, dass die BGE seit 2019 auch die Aufgabe der Ent wicklung von Endlagerbehältern habe. Sie erklärt, das Prinzip der bestmöglichen Sicherheit gebe die Möglichkeit, im Verfahren die Messlatte immer höher zu legen. Es gebe in dem Verfahren zwei unterschiedliche Endlagertypen, denjenigen in Salz und Tongestein mit einschlusswirksamem Gebirgsbereich (ewG) und einen Typen in Kristallin gestein ohne einschlusswirksamen Gebirgsbereich. Beim Endlagertypus ohne ewG würden sehr hohe Langzeitsicherheitsanforde rungen an Behälter und Versatz gestellt. Auf dem aktuellen Stand des Verfahrens werde stark mit generischen Konzepten gearbeitet, ab der Phase zwei des Auswahlverfahrens werde es konkreter auch hinsichtlich der Behälter und ihrer Wechselwirkung mit dem Endlagersystem einschließlich der geotechnischen Barrieren. Aktuell werde Endlagerbehälter entwicklung für Kristallin mit GNS und BGE Technology, für Tongestein mit DMT betrieben. Seidl erläutert, dass das Thema der Grenztemperatur zwischen Behälteraußenwand und Gestein bzw. Buffer die Behälterentwicklung beeinflusse. Diese Grenztemperaturen sollten wirtsgesteinsspezifisch ermittelt werden, wofür Ergebnisse im Frühjahr 2024 erwartet würden. Benötigt würden auch umfassende und detaillierte Inventardaten. Hier bestehe eine hohe Kooperationsbereitschaft bei BGZ und den EVU sowie den Betreibern von Forschungsanlagen, aber anders als bei Geodaten fehle eine gesetzliche Grundlage. Die Anforderungen an das konditionierte Produkt müssten noch entwickelt werden. Die Arbeit an der Behälterentwicklung sei gestartet worden, die Arbeit am Thema Konditionierung werde folgen. Ein Vertreter des bayerischen Umweltministeriums Vol. 69 (2024)
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