Dörthe Gericke Endlagerung

Endlagerung

AWP II - Physikalische Umweltchemie

Dörthe Gericke

Gliederung

1. Grundlagen

2. Konzepte in Deutschland

3. Bespiele aus anderen Ländern 4. Zusammenfassung

5. Quellenangaben

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1. Grundlagen

• Radioaktiver Abfall – Was ist das?

• Strahlungsarten

• Einteilung der radioaktiven Abfälle

3 Dörthe Gericke

Radioaktiver Abfall - Quellen

Uranabbau Medizin

Forschung Kernkraftwerke

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Radioaktiver Abfall - Prognose

• Gesamtabfallmenge bis 2040: ca. 306000 m ³

Radioaktiver Abfall aus

Kernkraftwerken

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Strahlungsarten – α-Strahlung

• Entstehung eines He- Kerns und eines

Elementes mit 2 Protonen weniger

• Sehr geringe Eindringtiefe

Dörthe Gericke 7

Strahlungsarten – β-Strahlung

• Umwandlung eines

Neutrons in ein Proton und ein Elektron

• Entstehung eines

Elementes mit 1 Proton weniger

• Geringe Eindringtiefe

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Strahlungsarten – γ-Strahlung

• Elektromagnetische Strahlung > 200 keV

• Entstehung im Anschluss einer Kernreaktion

• Am schwersten abzuschirmende Strahlung

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Halbwertszeiten

Nuklid Halbwertszeit Strahlungsart

235U 7,038 · 10⁸ a Alpha

238U 4,468 · 10⁹ a Alpha

239Pu 24.110 a Alpha

131I 8 d Beta

137Cs 30 a Beta

3H 12,32 d Beta

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Halbwertsschichten

Materieschicht in cm

Energie in MeV

0,1 0,5 1 5 10

Wasser 4,15 7,18 9,85 23,1 31,6

Beton 1,75 3,41 4,66 10,3 12,9

Eisen 0,257 1,06 1,47 2,82 3,02

Blei 0,0118 0,422 0,893 1,43 1,21

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Einteilung - Wärmeentwicklung

Nicht/schwach

wärmeentwickelnd

• schwach- und mittelaktiv

• Wärmeabgabe liegt im Wattbereich

• Bestand im Jahr 2040:

277.000 m

stark wärmeentwickelnd

• hochaktiv

• Wärmeabgabe liegt im Kilowattbereich

• Bestand im Jahr 2040:

29.000 m

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Mehrbarrierensystem

Technische Barrieren

• Konditionierung des Abfalls

• Verpackung

• Mineralgemische (Bentonit, Phosphatminerale)

• Bohrloch- bzw.

Kammerverschlüsse, Schachtverschlüsse

• Schachtverfüllung

Natürliche Barrieren

• Wirtsgestein (Ton, Granit, Salz)

• Deckgebirge

• Reduzierende Bedingungen

Gesteinsarten

Ton Salz

-Quellen des Tons bei Kontakt mit Wasser, dadurch Abdichtung gegen Lösungstransport

-Geringere Temperaturbelastbarkeit -Längere Zwischenlagerzeiten

-Trockenheit („praktisch wasserundurchlässig“) -Plastizität

-Hohe Temperaturbelastbarkeit -Lange Bergbauerfahrung

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2.2 Endlager in der Diskussion

Morsleben

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Morsleben

• 1969 - Die Staatliche Zentrale für Strahlenschutz bestimmt Morsleben zum

Standort für die Zentrale Endlagerung aller Arten radioaktiver Abfälle der DDR

• 1986 - Erteilung der unbefristeten Dauerbetriebsgenehmigung, der

Langzeitsicherheitsnachweis für die Endlagerung muss auch in diesem Stadium noch nicht erbracht werden

• ab 1991 - In Verantwortung der Bundesregierung wird in Morsleben noch einmal wesentlich mehr Atommüll eingelagert als seitens der DDR

• 1998 - Eine Klage von UmweltschützerInnen stoppt 1998 den Einlagerungsbetrieb.

Infolge dessen gibt die Bundesregierung ihre Absicht weiterer Atommüll- Einlagerungen auf

• 2001 - Ein “Löserbruch”, bei dem mehrere Tausend Tonnen Salzgestein von der Decke herabstürzen, zeigt eindringlich die Einsturzgefahr im ERAM

• Heute: Planfeststellungsverfahren zur Stillegung des Endlagers in Arbeit

Asse

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Gorleben

Gorleben

• 1973 Beginn der Standortsuche

• 1979 Beginn der Untersuchungen von Gorleben auf Eignung als Endlager - obetägig

• 1983 Beginn der untertägigen Erkundung

• 2000 Moratorium zur Beantwortung von

konzeptionellen und sicherheitstechnischen Fragestellungen

• 2010 Beendigung des Moratoriums

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Schacht Konrad

- Typ: Eisenbergwerk

- geologische Barriere bis zu 400 m Ton

- seit 2002 als Endlager genehmigt

- Einlagerung von bis zu

303000 m

leicht & mittel radioaktiver Abfälle

- Einlagerungskammern rund

850 m tief

3. Beispiele aus anderen Ländern

• Wiederaufbereitung

• Finnland/Schweden

• USA/Schweiz/…

• Oklo

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„Brennstoffkreislauf“

• Einfang von Neutronen durch Spaltprodukte

• Abbruch der Kernreaktion

• Spaltbares Material im Brennstab noch

vorhanden

• Wiederaufarbeitung

Dörthe Gericke 27

Wiederaufarbeitung

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Wiederaufbereitung - Argumente

pro

• Verringerung der Abfallmengen

• Anlagen sind durch Filter sehr sicher

• Ressourcenschonung

• Isotopenzusammensetzung für Waffenproduktion nicht geeignet

• …

contra

• Vergrößerung der Abfallmengen

• Emissionen schwer beherrschbar

• Geringe Wirtschaftlichkeit

• Produktion von hantierbarem,

waffenfähigem Plutonium

• …

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Wiederaufbereitung - Karlsruhe

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Wiederaufarbeitung - Deutschland

„Mit der AtG-Novelle vom 27. April 2002 wurde die Entsorgung ausgedienter

Brennelemente aus dem Betrieb von

Kernkraftwerken ab dem 01. Juli 2005 nur

noch auf die direkte Endlagerung beschränkt.“

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Schweiz – heutiger Stand

• 5 Atomkraftwerke

• 100 000 m

• 1 Zentrales

Zwischenlager für Abfälle aus AKWs

• 1/3 der Abfälle werden aufgearbeitet

•

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Schweiz – Zeitplan Endlagersuche

Dörthe Gericke 33

Jahr

2008 Genehmigung des Sachplans für geologische Tiefenlager und des Zeitplans

Bis

2014/16

Umsetzung des Sachplans

• Etappe 1: Auswahl von geologischen Standortgebieten.

• Etappe 2: Auswahl von mindestens zwei Standorten.

• Etappe 3: Standortwahl und Rahmenbewilligungsverfahren.

Bis

2019/23

Genehmigung von erdwissenschaftlichen Untersuchungen

Ab 2030 Früheste Inbetriebnahme des Lagers für schwach- und mittelaktive Abfälle

Ab 2040 Früheste Inbetriebnahme des Lagers für hochaktive Abfälle

Schweiz - Standortsuche

Hochaktive Abfälle Schwach- und mittelaktive

Abfälle

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Schweiz - Was können wir lernen?

• Festlegung der Auswahlkriterien vor der Wahl des Standortes

• Einbeziehung der Kantone, Parteien, Organisationen, Bevölkerung

• Betrachtung der sozioökonomischen Entwicklung der potenziellen Standortes

• Einplanung der Rückholbarkeit

• Trotzdem: begrenzte Wahlmöglichkeiten und Kritik in der Bevölkerung

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Oklo – natürlicher Reaktor

• Entdeckung 1972 in der Uranlagerstätte Oklo / Gabun

• Verringerter

U Gehalt

• Vor ca. 2 Mrd. Jahren in Betrieb

• 4 t U-235 gespalten und

1 t Pu-239 entstanden

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Oklo – Ausbreitung

• Uran, Neptunium, Plutonium, Niob, Yttrium, Technetium, Zirkonium, und die seltenen

Erdmetalle – Verbleib im „Reaktor“

• Rubidium, Cäsium, Barium, Strontium, die

Edelgase, Molybdän, Cadmium, Blei und Iod - Wanderung

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Oklo – natürliches Endlager

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Offene Fragen

• Finanzierung?

• Kommunikation mit nachfolgenden

Generationen?

5. Quellenangaben

• www.kernfragen.de

• www.kernenergie-wissen.de

• www.zukunftswerkstattjena.de

• Kernenergie Basiswissen, Martin Volkmer

• Brennstoffkreislauf, Deutsches Atomforum

• www.nagra.de

• www.swissinfo.de