BGE legt Bericht zur Entwicklung eines Konzeptes zur Charakterisierung der Abfälle aus der Asse vor

Die BGE veröffentlicht den Abschlussbericht „Entwicklung eines Konzeptes zur Charakterisierung der aus der Schachtanlage Asse II rückzuholenden radioaktiven Abfälle“. Der Bericht stellt eine Auswahl der geeigneten Mess- und Hantiertechniken dar, beschreibt einzelne Prozessschritte und den hierfür notwendigen Platzbedarf in einer Abfallbehandlungsanlage.

• Download des Berichts „Entwicklung eines Konzeptes zur Charakterisierung der aus der Schachtanlage Asse II rückzuholenden radioaktiven Abfälle“ (PDF, 136 MB, nicht barrierefrei)

Die zurückgeholten Abfälle sollen charakterisiert werden, da die Dokumentation während der Einlagerungszeit nicht den heutigen Anforderungen entspricht. Das bedeutet vereinfacht ausgedrückt, dass die BGE schauen muss, ob die rückgeholten Abfälle den erwarteten Eigenschaften entsprechen. Auch soll im Rahmen der Charakterisierung festgestellt werden, ob die Abfälle relevante Mengen an Kernbrennstoffe enthalten. Seit die Anlage 2009 unter das Atomgesetz gestellt wurde, wurden bereits erhebliche Anstrengungen unternommen, um mögliche Unsicherheiten beim Abfallinventar zu beseitigen. Gleichzeitig ist eine Charakterisierung im Zuge der Rückholung unumgänglich, um die Abfälle besser beschreiben zu können. Anschließend werden die Abfälle konditioniert, also neu verpackt und in einen sicheren Zustand für die anschließende Zwischenlagerung überführt.

Alle relevanten Messgrößen für die Konditionierung werden ermittelt

Die Charakterisierung muss zusammen mit den vorliegenden Informationen sicherstellen, dass alle relevanten Messgrößen für die Wahl geeigneter Konditionierungsverfahren, die anschließende Zwischenlagerung sowie den Transport in ein Endlager und die Endlagerung selbst bestimmt werden können. Zu den relevanten Messgrößen gehören:

• strahlenschutzrelevante Anforderungen (Oberflächendosisleistung und Oberflächenkontamination),
• mechanische und strukturelle Anforderungen (Zustand der Verpackung, Gewicht und innere Struktur der Abfälle),
• chemische und stoffliche Anforderungen (Explosivstoffe und Fäulnis- bzw. Gärprozesse, eine mögliche Gasbildung, stoffliche Zusammensetzung und nichtradioaktive, schädliche Stoffe) und
• radiologische Anforderungen (Aktivität der Nuklide sowie spaltbare Stoffe und Uran).

Die Charakterisierung soll in sieben Schritten erfolgen

Die Charakterisierung soll in insgesamt sieben Schritten erfolgen. Zuerst werden die Abfälle an die Abfallbehandlungsanlage angeliefert und eingeschleust (1). Um Belastungsspitzen abzufangen, wird ein Pufferlager eingerichtet (2). Sofern notwendig findet anschließend eine (Vor-)Behandlung der Abfälle statt, um eine sichere Charakterisierung zu ermöglichen – das könnte beispielsweise eine Trocknung sein (3). Es folgt die eigentliche Charakterisierung durch zerstörungsfreie Methoden (4). Dabei werden tomographische Messungen eingesetzt, um unter anderem die Dichteverteilung in den Abfällen sowie die Abfallstrukturen zu ermitteln. Auf Basis dieser Ergebnisse werden radiologische Messungen durchgeführt. Dazu gehören die Gammaspektrometrie sowie die Neutronenaktivierungsmessung. Durch diese Verfahren kann das Nuklidinventar und der Gehalt spaltbarer Stoffe bestimmt werden. Die Ergebnisse der zerstörungsfreien Messmethoden werden ausgewertet (5). Sollten die Erkenntnisse nicht ausreichen, werden vertiefende Messkampagnen geplant. Dabei können unter anderem Proben entnommen werden (6). Art und Umfang der Probenahme hängen vom zu untersuchenden Abfall ab und sollen auf ein Minimum reduziert werden. Bevor die Abfälle konditioniert werden, wird eine Gesamtauswertung vorgenommen (7).

Die Charakterisierung könnte dem Bericht zufolge in einer baulichen Anlage mit drei Geschossen umgesetzt werden. Der Flächenbedarf einer solchen Anlage beträgt rund 5.200 Quadratmeter über alle drei Geschosse. Die Höhe der Geschosse beträgt in Summe rund 15 Meter.

Künstliche Intelligenz soll die Arbeit unterstützen

Bei der Auswertung der Daten soll künstliche Intelligenz eingesetzt werden. Diese ermöglicht es, große und komplexe Datensätze strukturiert, zeiteffizient und weniger fehleranfällig auszuwerten. So können Muster erkannt werden, die im Rahmen der Charakterisierung die Anzahl der Messungen und damit den Umgang mit den radioaktiven Abfällen reduzieren können. Die Arbeit in der Abfallbehandlungsanlage ist darauf angelegt, fortlaufend aus den bereits gemachten Erfahrungen dazuzulernen.

Optimierung des Charakterisierungsprozesses wird geprüft

Geplant ist im Mittel fünf Umverpackungen pro Tag in der Abfallbehandlungsanlage anzuliefern. In den Umverpackungen können bis zu acht Abfallfässer enthalten sein. Die Geschwindigkeit der Charakterisierung hängt wesentlich vom Zeitbedarf der jeweiligen Messverfahren ab. Eine Steigerung der Charakterisierungsleistung wäre durch den Betrieb weiterer parallel betriebener Messstraßen möglich. Die BGE wird alle Möglichkeiten zur Optimierung des Charakterisierungsprozesses im Rahmen der weiteren Planungsarbeiten für die Abfallbehandlungsanlage prüfen.

Hinweis zu den Auftragnehmern

Der Bericht wurde zusammen mit der Brenk Systemplanung GmbH und der NUKEM Technologies Engineering Services GmbH erarbeitet. Die Firma NUKEM ist seit 2009 in Besitz des russischen Staatskonzerns Rosatom. Den Auftrag für den Bericht erteilte die BGE im Jahr 2020 und damit vor dem völkerrechtswidrigen russischen Angriffskrieg gegen die Ukraine. Der Bericht wurde im März 2022 vorgelegt.

Über die BGE

Die BGE ist eine bundeseigene Gesellschaft im Geschäftsbereich des Bundesumweltministeriums. Die BGE hat am 25. April 2017 die Verantwortung als Betreiber der Schachtanlage Asse II sowie der Endlager Konrad und Morsleben vom Bundesamt für Strahlenschutz übernommen. Zu den weiteren Aufgaben zählt die Suche nach einem Endlagerstandort zur Entsorgung der in Deutschland verursachten hochradioaktiven Abfälle auf der Grundlage des im Mai 2017 in Kraft getretenen Standortauswahlgesetzes. Geschäftsführer sind Stefan Studt (Vorsitzender), Steffen Kanitz (stellv. Vorsitzender) und Dr. Thomas Lautsch (technischer Geschäftsführer).