atw - International Journal for Nuclear Power | 1.2024

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86 Report fragt unter Verweis darauf, dass das ALARA Prinzip im Strahlenschutz im Zusammenhang mit dem Bestreben nach einem bestmöglichen Endlager auch in Bezug auf Endlagerbetrieb, Behälterhandhabung und Konditionierung berücksichtigt werden solle danach, ob auch das Konzept der direkten Endlagerung der Transport- und Lagerbehälter verfolgt werde. Seidl antwortet, dass diese Möglichkeit mitbetrachtet werde, es aber kein eigenes Programm dafür gebe. Seidl erklärt auf eine Nachfrage zu einem möglichen internationalen Regelwerk, dass die Anforderungen an Endlager international unterschiedlich seien und BGE die Arbeiten und Lösungen in anderen Staaten mitbetrachte, aber dass die Verordnung über Sicherheitsanforderungen an die Endlagerung spezifische nationale Anforderungen stelle. Zur zeitlichen Anforderung an die Behälterintegrität im Endlager erklärt sie, dass sich die Barrierefunktion im Lauf der Zeit vom Behälter auf den einschlusswirksamen Gebirgsbereich verschieben werde. Salz werde bei der Entwicklung der Behälteranforderungen nach hinten geschoben und erst nach dem Erkenntnisrückfluss zu Tongestein und Kristallin behandelt. Stand der Forschungsvorhaben auf dem Gebiet der Transport- und Lagerbehälter In seinem Vortrag „Stand der Forschungsvorhaben auf dem Gebiet der Transport- und Lagerbehälter“ stellt Ralf Schneider-Eickhoff von der BGZ verschiedene behälterbezogene Forschungsprojekte vor. Das Projekt MSTOR, (Metal Seals during longterm STORage), an dem die BGZ Forschungsgruppe Transportbehälter beteiligt sei, beinhalte getrennt Forschungsprogramme für Großdeckel- und Kleindeckeldichtungen. Die damit verbun denen Messprogramme liefen oder hätten 2023 begonnen. Im Projekt würden die am höchsten verpressten Dichtungen herangezogen und einige Unter suchungen seien bereits abgeschlossen. Das zusammengefasste Ergebnis sei, dass die Rückstellkraft der Dichtungen über die Zeit und den Temperaturverlauf im erwarteten Bereich liege. Dies gelte für Aluminium- und Silberdichtungen. Die nutzbare elastische Rückfederkraft gelte als Be wertungsparameter ähnlich für Dichtungen in Guss Flanschen wie in Edelstahl. Bei hohen Temperaturen liefe die Alterung schneller ab und reduziere sich mit sinkenden Temperaturen möglicherweise auf ein Niveau, dass sie in überschaubaren Zeiträumen keine Rolle mehr spiele. Für das Verhalten bei niedrigen Temperaturen würden noch Jahre an Messungen benötigt. Das Verlassen des Arbeitsbereichs der Dichtungen unter Störfallbedingungen müsse experimentell ermittelt werden. Man verwende dafür im Ofen vorgealterte Dichtungen. Die Projektpartner dabei seien der Dichtungshersteller Technetics, GNS und EWN. Schneider-Eickhoff berichtet, dass beim Projekt MShift, Leckagerate gealterter Metalldichtungen bei einer Deckelquerverschiebung, eine Deckelquerverschiebung an Flanschen durch Aufprall einer geführten Fallmasse auf einer Flanschhälfte simuliert werde, mit der Folge einer dynamischen Querverschiebung. Diese Versuche dienten der Ableitung von Auslegungs-Leckageraten nach einem generischen Störfall und die Versuche würden an vorgealterten Metalldichtungen durchgeführt. Beim Projekt MLift, Leckagerate nach dem Wiederverpressen gealterter Metalldichtungen, sollen durch Versuche an gealterten Dichtungen Auslegungs-Leckageraten nach einem generischen Störfall mit Anheben des Deckels und Wiederverpressen abgeleitet werden. Über das Dosisleistungs- und Temperaturmessprogramm OBSERVE berichtet Schneider-Eickhoff, dass durch Messungen an beladenen Behältern rechnerische Erwartungswerte mit Messwerten an ausgewählten Behältern zu verschiedenen Zeitpunkten während der Lagerung verglichen werden sollen. Man habe dabei im Rahmen der numerischen Untersuchungen festgestellt, dass sich eine Tragkorbverdrehung von 5 Grad auf die Gamma- Dosisleitung an der Behälteroberfläche auswirke. Die Oberflächendosisleistung sei auch sensitiv auf Moderatorveränderungen wie eine Lücke oder Zersetzungen. Eine Umlagerung von Brennstoff – beispielsweise 50 Kilogramm aus einem äußeren Brennelement – zeichne sich in der Gamma- und Neutronen-Messung ab. Auch bei inneren MOX- Brennelementen sei eine Umlagerung bei der Neutronendosisleistungs verteilung erkennbar, bei der Gammadosis leistung nicht. Temperaturmessungen seien allerdings zu ungenau zum Erkennen von Brennelement- oder Inventarveränderungen. Die Behälter müssten für Messungen vereinzelt werden und es dürften auch keine Wände in der Nähe sein, da sonst Streu effekte die Messergebnisse überlagerten. Weitere Schritte seien die Umsetzung der Erkenntnisse in ein konkretes Messprogramm einschließlich der Auswahl von Standorten und Behältern, die Einbindung der betroffenen atomrechtlichen Aufsichtsbehörden und die Einbindung von OBSERVE in die Alterungsbewertung. In der Diskussion erläutert Schneider-Eickhoff, dass bei den vorliegenden metallischen Dichtungen die vorhandene Strahlung um Größenordnungen unterhalb der Schwelle zu relevanten Effekten im Material liege. Darüber hinaus lägen die Dichtungen außerhalb des Hauptstrahlungsfeldes. Warum ist im Forschungsprogramm keine Behälteröffnung vorgesehen? Dr. Maik Stuke, Leiter der BGZ-Forschungsgruppe Garching widmet sich in seinem Vortrag „Warum ist im Forschungsprogramm keine Ausgabe 1 › Januar
Report 87 Behälter öffnung vorgesehen?“ einem Thema, das in der Öffentlichkeit, auch der Fachöffentlichkeit häufig im Zusammenhang mit der verlängerten Zwischen lagerung angesprochen wird. Stuke berichtet zunächst, dass es in der Vergangenheit bereits Öffnungen von Behältern für bestrahlte Brenn elemente gegeben habe, in Deutschland, den Vereinigten Staaten und Japan zur Demonstration der Trockenlagerung. In Deutschland habe dies von 1982 bis 1984, in den USA von 1985 bis 1999 stattgefunden. Es seien verschiedene Behälter typen geöffnet worden und man habe keine Gasfreisetzung sowie eine einwandfreie Behälter- und Dichtungsintegrität feststellen können. Ein aktuelles Forschungsprogramm mit Behälter öffnung werde in den USA vom Department of Energy und dem Electric Power Research Institute (EPRI) durchgeführt, mit Einlagerung 2017 und vorgesehener Öffnung 2027. Es sollen dabei einzelne Stäbe gezogen und zerstörenden Prüfungen der Hüllrohre und der Brennstoff tabletten unterzogen werden. In Japan seien Versuche am Standort Fukushima Daiichi mit Beladung im Becken 1995 und Inspektionen 2000, 2005 und 2011 nach dem Tsunami durchgeführt worden. Auch hier habe es – einschließlich nach Flutung des Zwischenlagergebäudes durch den Tsunami – keine Auffälligkeiten gegeben. Stuke hält fest, dass es in Deutschland ver schiedene Inventare, DWR- und SWR-Brennelemente, unterschiedliche Hüllrohrmaterialien und Abbrandhistorien gebe, so dass bei einem Prüfprogramm eine große Zahl von Behältern geöffnet werden müsse. Kein Behälter sei älter als 40 Jahre, so dass mit einer Öffnung nur die aktuellen Nachweise bestätigt werden könnten. Darüber hinaus seien bloße Sichtkontrollen nicht ausreichend, um das Materialverhalten zu kontrollieren. Es wäre also eine kerntechnische Großforschungseinrichtung notwendig, um Behälter zu öffnen und zerstörende Untersuchungen am Inventar durchführen zu können sowie die Abfallkonditionierung zu gewährleisten. Diese müsste erst errichtet werden. Die Hochabbrand-Brennelemente würden zudem erst seit ca. 20 Jahren in Behälter eingelagert. Daher seien andere Forschungsvorhaben zur Untersuchung der Einhaltung der Schutzziele effizienter. Stuke nennt hier als Beispiel das Programm LEDA (Long-Term Experimental Dry Storage Analysis), bei dem Experimente zum Hüllrohrverhalten unter Bedingungen der verlängerten Zwischenlagerung durchgeführt und Modelle zu seiner Vorhersage abgeleitet werden, wie bereits von einem Vorredner erwähnt. Dabei stünden insbesondere hohe Abbrände über 55 GWd/tSW und Anzeige Vol. 69 (2024)
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