Einschluss radioaktiver Stoffe

Der sichere Einschluss der radioaktiven Stoffe wird durch die Konstruktion der Transport- und Lagerbehälter der Bauart CASTOR^® V/19 gewährleistet.

Entsprechend den Anforderungen des § 6 StrlSchV wird dadurch eine Strah-lenexposition oder Kontamination von Mensch und Umwelt durch Ableitung radioaktiver Stoffe vermieden und eine Strahlenexposition durch potenzielle Freisetzung radioaktiver Stoffe so gering wie möglich gehalten.

2.2.1.1 Brennelemente

Bei intakten Brennelementen bilden die Hüllrohre der Brennstäbe eine dichte Umschließung des Brennstoffes. Die Prüfung hat ergeben, dass ein systema-tisches Versagen der Brennstabhüllrohre über 40 Jahre ab dem Zeitpunkt der Beladung ausgeschlossen ist.

Mögliche Schadensmechanismen, die zu einem Verlust der Integrität der Hüllrohre und der Brennelementstruktur führen könnten, wurden entspre-chend dem beantragten Inventar und den gewählten Anforderungskriterien für die Brennstab-Hüllrohrmaterialien untersucht. Die aus dem Innendruck der Brennstäbe resultierende Tangentialdehnung der Brennstabhüllrohre wird während der Lagerung auf 1 % begrenzt und liegt somit unterhalb der Versagensgrenze für Zirkaloy-Materialien. Eine mögliche Spannungsrisskor-rosion wird durch eine Begrenzung der Spannung auf 120 MN/m² ausge-schlossen. Schäden durch eine fortschreitende Korrosion oder Wasserstoff-aufnahme an den Brennstäben oder der Brennelementstruktur können we-gen der inerten Atmosphäre nicht auftreten.

Trotz des Ausschlusses eines systematischen Versagens der Brennstabhüll-rohre ist das Versagen einzelner Brennstäbe nicht auszuschließen. Die dabei angenommene Schadensquote von 1 % ist bei Einhaltung der „Technischen Annahmebedingungen“ abdeckend. Die bei dieser Schadensquote austre-tenden Stoffe führen zu keinen Auswirkungen auf den Behälter einschließlich des Dichtsystems.

2.2.1.2 Transport- und Lagerbehälter der Bauart CASTOR

V/19

Die Konstruktion der Transport- und Lagerbehälter der Bauart CAS-TOR^® V/19, gefertigt nach Stückliste GNB 503.024.02-01/1 Rev. 7, in Verbin-dung mit der Abfertigung gemäß den „Technischen Annahmebedingungen“

genügt den sicherheitstechnischen Anforderungen, die im Hinblick auf den sicheren Einschluss der radioaktiven Stoffe zu stellen sind.

Die Dichtheit der Behälter wird durch ein Doppeldeckeldichtsystem beste-hend aus zwei Deckelbarrieren mit metallischen Dichtungen sichergestellt.

Bei der Abfertigung der Behälter ist nachzuweisen, dass jede Dichtung das Dichtheitskriterium (Standard-Helium-Leckagerate höchstens 10^-8 • Pa m³/s) erfüllt. Die Prüfung hat ergeben, dass ein gleichzeitiger Verlust der Dichtheit beider Dichtbarrieren während der gesamten Aufbewahrungszeit auszu-schließen ist. Die von der E.ON Kernkraft GmbH verwendeten silber- oder aluminiumummantelten Federkern-Metalldichtringe des Doppeldeckeldicht-systems sind langzeitbeständig. Bei Einhaltung des Restfeuchtekriteriums wird bei der Nassverpressung der Deckeldichtungen die Langzeitsicherheit nicht beeinträchtigt.

Die Dichtheit des Doppeldeckeldichtsystems wird mittels eines mechani-schen Druckschalters, der ein Absinken des Sperrraumdrucks unter einen voreingestellten Wert anzeigt, in anforderungsgerechter Weise ständig über-wacht. Der Sperrraum zwischen dem inneren Primärdeckel und dem äuße-ren Sekundärdeckel ist mit Helium gefüllt. Der Sperrraumdruck beträgt 0,6 MPa und liegt somit höher als der Behälterinnendruck und als der äußere Atmosphärendruck. Die Funktionsweise des Druckschalters und die beim Einbau durchzuführende Funktionsprüfung stellen in jedem Fall sicher, dass ein Nachlassen der Dichtwirkung einer der beiden Dichtbarrieren angezeigt wird. Der Druckschalter arbeitet selbstüberwachend, das heißt, er zeigt nicht nur die Unterschreitung des voreingestellten Wertes im Sperrraum des Be-hälters, sondern auch Defekte des Druckschalters an.

Die Untersuchungen zur Langzeitbeständigkeit der Behälterbauteile und die Betriebserfahrungen bestätigen die Zuverlässigkeit dieses Doppeldeckel-dichtsystems.

Untersucht wurden die Auswirkungen mechanischer, thermischer, chemi-scher und radiologichemi-scher Einwirkungen im bestimmungsgemäßen Betrieb auf den Behälterkörper, das Moderatorsystem, die Versiegelung des Behälters und das Doppeldeckeldichtsystem. Bezüglich der Langzeitbeständigkeit be-stehen keine Anforderungen an die Elastomerdichtung, die nur für die Dicht-heitsprüfung bei der Behälterabfertigung erforderlich ist.

Der Behälterinnendruck führt auch unter Berücksichtigung des Versagens einzelner Brennstäbe während des Zwischenlagerzeitraums zu keinen nachteiligen Auswirkungen auf die Funktion des Dichtsystems und die Integ-rität der Behälterbauteile.

Die Behältertemperaturen liegen bei einer Wärmeleistung von maximal 39 kW unter den zulässigen Behälterbauteiltemperaturen. Begrenzend sind dabei die Auslegungstemperaturen des Moderatorsystems. Die Langzeitständigkeit der Komponenten wird durch die thermische Belastung nicht be-einträchtigt, zumal sich die Temperaturen während der Lagerzeit verringern.

Die Neutronenfluenz liegt bei dem beantragten Behälterinventar deutlich un-ter dem Grenzwert von 10¹⁸ Neutronen pro cm², ab dem es zu einer Metall-versprödung kommen kann. Es treten auch keine relevanten Gasabspaltun-gen oder VeränderunGasabspaltun-gen der mechanischen und thermischen EiGasabspaltun-genschaften des Moderatormaterials auf.

Auf Grund der Nassverpressung der Federkern-Metalldichtringe können ge-ringe Mengen von Beckenwasser zwischen der äußeren und der inneren Ummantelung der Primärdeckeldichtung dicht eingeschlossen werden. Im Laufe der Lagerung kann es durch dieses Wasser zur Radiolysegasbildung kommen, die aber nach der Prüfung sicherheitstechnisch unbedenklich ist.

Durch die Trocknungsanforderungen der „Technischen Annahmebedingun-gen“ ist sichergestellt, dass die im Behälter verbleibende Restfeuchte so ge-ring ist, dass keine Korrosionsgefährdung für den Behälter und die Kompo-nenten des Doppeldeckeldichtsystems besteht. Im Fall von Hüllrohrdefekten wird korrosives Caesium in den Behälterinnenraum freigesetzt. Die Prüfung hat ergeben, dass selbst bei konservativ unterstelltem hundertprozentigem Hüllrohrversagen die Wirksamkeit der Federkern-Metalldichtringe des Pri-märdeckels durch die korrosiv wirkenden Spaltprodukte nicht in Frage ge-stellt wäre. Durch äußere Korrosionsschutzmaßnahmen wird eine Korrosion des Behälters, der Tragzapfen und des Druckschalters wirkungsvoll verhin-dert. Die Wirksamkeit der Versiegelungsmaßnahmen wird periodisch über-prüft.

Der dichte Einschluss des radioaktiven Inventars durch aluminium- und sil-berummantelte Federkern-Metalldichtringe ist durch die Prüfung für den Auf-bewahrungszeitraum von 40 Jahren bestätigt.

Selbst im Falle des Nachlassens der Dichtwirkung einer der beiden Barrieren kann das Doppeldeckeldichtsystem mit den hierfür vorgesehenen Repara-turmaßnahmen wieder in Stand gesetzt werden (vergleiche Abschnitt G.IV.2.2.8.6). Ein gleichzeitiges Versagen beider Dichtbarrieren ist nicht zu unterstellen.

Auf Grund des geringen Aktivitätsinventars müssen leere, innen kontaminier-te Behälkontaminier-ter nur mit einer Deckelbarriere versehen sein. Bei Verwendung ei-ner Metalldichtung bleibt im bestimmungsgemäßen Betrieb der dichte Ein-schluss des radioaktiven Inventars über einen Zeitraum von 40 Jahren und bei Verwendung einer Elastomerdichtung über einen Zeitraum von 10 Jahren gewährleistet.

2.2.1.3 System zur Überwachung der Behälterdichtheit

Das beantragte System zur Überwachung der Behälterdichtheit ist zuverläs-sig und geeignet, dem mit der Behälterüberwachung betrauten Personal die dazu notwendigen Informationen zu übermitteln.

Die Druckschalter aller beladenen Behälter sind an das System zur Überwa-chung der Behälterdichtheit des Standort-Zwischenlagers Grafenrheinfeld angeschlossen. Dieses entspricht den Systemen, die sich in den zentralen Zwischenlagern im Betrieb bewährt haben, und erfüllt alle sicherheitstechni-schen Anforderungen.

Es ist sichergestellt, dass eine Störmeldung an eine ständig besetzte Stelle weitergeleitet wird. Die Weitergabe der Störmeldungen des Systems zur Ü-berwachung der Behälterdichtheit erfolgt als Sammelstörmeldung an die Si-cherungszentrale des Standort-Zwischenlagers Grafenrheinfeld sowie als Einzelmeldungen an den Funktionsraum Anlagensicherung.

Eine Dichtheitsüberwachung leerer, innen kontaminierter Behälter ist auf Grund des geringen Aktivitätsinventars nicht erforderlich.

2.2.1.4 Theoretische Freisetzungen aus den Transport- und Lagerbehäl-tern

Die Aufbewahrung radioaktiver Stoffe in den Transport- und Lagerbehältern hat keine Ableitungen radioaktiver Stoffe im Sinne der Strahlenschutzverord-nung zur Folge.

Die in den technisch dichten Behältern aufbewahrten bestrahlten Brennele-mente stellen umschlossene radioaktive Stoffe im Sinne der Strahlenschutz-verordnung dar. Eine Freisetzung von radioaktiven Stoffen kann nur in Folge molekularer Diffusion durch das Doppeldeckeldichtsystem auf Grund des be-stehenden Partialdruckgefälles zwischen dem Innenraum des Behälters, dem Sperrraum und der Außenatmosphäre erfolgen. Aus dieser theoretischen Freisetzung ergibt sich keine Strahlenexposition, die messtechnisch erfass-bar wäre.