Zukunftsrat Hamburg: Holzverbrennung (aus Namibia) im Kraftwerk Tiefstack unvereinbar mit Klimaziel

Soll Holz aus Namibia zum Kohleausstieg im Hamburger Heizkraftwerk Tiefstack zum Einsatz kommen? Der rot-grüne Senat lässt das in Zusammenarbeit mit dem staatlichen Unternehmen „Gesellschaft für internationale Zusammenarbeit“ (GIZ, GmbH) und anderen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Akteuren prüfen. Über 40 Umwelt- und Entwicklungs-Organisationen hatten solche Überlegungen jüngst in einem Brief an das Entwicklungshilfeministerium scharf zurückgewiesen. Jetzt geht auch der Koordinierungskreis des Hamburger Zukunftsrats auf Distanz. In einem aktuellen Beschluss vom 1. April heißt es: „Wir sehen die energetische Nutzung von Biomasse als Kohleersatz in Tiefstack überwiegend kritisch und unvereinbar mit dem 1,5 Grad-Ziel des Pariser Klimaabkommens.“ Und der BUND Hamburg unterstreicht abermals: Keine Holzverbrennung im Kraftwerk, Klimaschutz muss die Leitlinie sein!

Der BUND Hamburg betont in seiner aktuellen Stellungnahme, dass „keine Brennstoffe aus dem globalen Süden importiert werden“ sollen. „Nach Jahrhunderten des Imports von Brenn- und Rohstoffen aus diesen Regionen, die mit Umweltzerstörungen, Menschenrechtsverletzungen und Kriegen in Zusammenhang stehen, fordern wir, die Energieversorgung aus regionalen Quellen zu organisieren. Nicht nur für Deutschland, sondern für fast alle Länder ist es eine große Herausforderung, die Energie- und Rohstoffversorgung aus erneuerbaren Quellen zu bestreiten. Daher sollten im Sinne der globalen Klimagerechtigkeit die im Globalen Süden vorhandenen Rohstoffe auch dort bleiben und zur Verfügung stehen. Darüber hinaus kostet der Transport aus weit entfernten Ländern immer auch zusätzliche Ressourcen die für die Versorgungssicherheit nicht mehr zur Verfügung stehen.“

Der Koordinierungskreis des Zukunftsrats ist vielschichtig zusammengesetzt. Mitglieder sind unter anderem der BUND und der Nabu, aber auch der Landfrauenverband, der Sozialverband Hamburg, die Gemeinwohl-Ökonomie Hamburg oder einige Vereine für Mehr Demokratie oder auch Demokratische Offenheit. Der Zukunftsrat bzw. einzelne Akteure beteiligten sich von Anfang an aktiv als Teilnehmer an einem Sondierungsprozess im Rahmen einer „Biomasse-Partnerschaft Hamburg Namibia„.

Das es im Koordinierungskreis des Zukunftsrats offenbar eher komplizierte Debatten gegeben hat, macht der Beschlusstext deutlich:

„Wir sehen die energetische Nutzung von Biomasse als Kohleersatz in Tiefstack überwiegend kritisch und unvereinbar mit dem 1,5 Grad-Ziel des Pariser Klimaabkommens.

Wir begrüßen die Trennung der Evaluation eines zukünftig klimaneutralen Betriebs von Tiefstack von der Lösung des Verbuschungsproblems in Namibia.

Wir unterstützen die Beauftragung eines Gutachtens, das die Optionen zu einem klimaneutralen Betrieb von Tiefstack darlegt – unabhängig von der Lösung des Verbuschungsproblems in Namibia.

Wir würden begrüßen, wenn BUKEA für die Lösung des Verbuschungsproblems in Namibia ein weiteres Gutachten in Auftrag gibt, das umfassend Nachhaltigkeitsaspekte (ökologische und soziale, globale Lieferkette), sowie kulturelle Aspekte der Landnutzung in Namibia evaluiert – und die aus der Kolonialzeit für Hamburg erwachsende Verantwortung abwägt.“

Hinter den Kulissen ist schon seit geraumer Zeit wohl klar, dass ein Namibia-Holz-Einsatz in Tiefstack nicht in Frage kommt. Die Zusammensetzung des Holzes führt zu Problemen in den Kesseln, die umfangreiche Nachrüstungen erfordern. Der BUND verweist in seiner genannten Stellungnahme darauf hin, dass teure Nachrüstungen sich aber nur über lange Zeit rechnen und deswegen abzulehnen wären. In einem Vortrag hatte Hamburg Wärme jüngst in einer Veranstaltung als Betreiber zu einem Biomasse-Einsatz aus Namibia in Tiefstack Stellung genommen und auch auf Probleme hingewiesen: Platzmangel am Standort für die Zwischenlagerung des Holzbrennstoffes, Transportanforderungen vom Seehafen zum Standort und einiges mehr.

Mit Blick auf einen Namibia-Holz-Einsatz in Tiefstack ist das Projekt also möglicherweise bereits am Ende. Insofern ist die Beschlussfassung im Zukunftsrat nicht sehr stringent. Aber schon von Anfang an hatte das Projekt für Irritationen gesorgt, denn im Grunde stand das Ganze auch in hohem Maße als ein GIZ-Projekt im Raum, mit dem Wirtschaftspolitik im großen Stil auf der Agenda stand und die Tiefstack-Idee nur als Türöffner genutzt wurde, um Finanzmittel aus der Umweltbehörde zu mobilisieren. Es gibt in der Umweltbehörde zur GIZ ja durchaus Verbindungen.

Zuletzt hatte auch der Hamburger Energietisch mit seinem Gutachter Prof. Dr. Dietrich Rabenstein noch einmal massiv das Projekt kritisiert.

Hamburgs grüner Umweltsenator Jens Kerstan hatte jüngst in der Bürgerschaft versprochen, dass der Kohleausstieg in der Wärmeerzeugung bis 2028 vollzogen werden soll. Zwei Jahre früher, also im Kohleausstiegsgesetz als Ergebnis der Verhandlungen mit der Volksinitiative Tschüss Kohle vereinbart.

Wie Gorleben jetzt Schacht Konrad: Neustart bei Endlagersuche auch für leicht- und mittelaktiven Atommüll gefordert

Vor wenigen Tagen hatten die Stadt Salzgitter, weitere Kommunen und regionale Verbände mit neuen Gutachten unterstrichen, dass der Ausbau des geplanten Atommüllendlagers im Schacht Konrad aus Sicherheitsgründen eingestellt werden muss. Wie auch in Gorleben hat es keinen vernünftigen Vergleich mit klaren Sicherheitskriterien und unterschiedlicher Standorten gegeben. Inzwischen wird nicht einmal mehr der Stand von Wissenschaft und Technik beim Ausbau des Schacht eingehalten, so die Kritik. Jetzt gibt es Unterstützung auch bundesweit: Über 70 Anti-Atom-Gruppen, Umweltverbände und andere Organisationen fordern in einer gemeinsamen Erklärung: Neustart der Endlagersuche auch für die leicht- und mittelradioaktiven Atomabfälle. So wie es für die hochradioaktiven Abfälle einen solche Neustart gegeben hat, bei dem Gorleben inzwischen aus dem Verfahren ist, muss ein wissensbasierter, beteiligungsorientierter und Alternativen vergleichender Neustart kommen.

umweltFAIRaendern.de dokumentiert:

Breite Unterstützung für die Aufgabe des Atommüllprojekts Schacht KONRAD

77 Anti-Atom-Initiativen aus ganz Deutschland sowie Umweltverbände unterstützen die Forderung, nach Gorleben auch Schacht KONRAD aufzugeben.

Das geplante Atommülllager KONRAD, ein Eisenerzbergwerk in Salzgitter, das nachgenutzt werden soll und das ebenfalls aus den 1970er Jahren stammt und für das es ebenfalls kein Standortauswahlverfahren gegeben hat, wäre nach heutigem Stand von Wissenschaft und Technik nicht mehr genehmigungsfähig.

Die Organisationen fordern die sofortige Aufgabe des Projektes Schacht KONRAD! Für alle Arten radioaktiver Abfälle müsse ein vergleichendes und transparentes Standortauswahlverfahren umgesetzt werden, heißt es in der Resolution, die im Rahmen der Atommüllkonferenz beschlossen wurde.

Wolfgang Ehmke, Pressesprecher der Bürgerinitiative Umweltschutz Lüchow-Dannenberg: „Nach der Havarie der Atommülldeponien Morsleben und Asse II – dort wurden Salzbergwerke für die Atommülllagerung nachgenutzt – würde heute niemals mehr ein ausgedientes Bergwerk als Atommülldeponie Bestand haben. Die Kosten für die „Sanierung“ zahlen nicht die einstigen Profiteure aus der Energiewirtschaft, sondern die Steuerzahler*innen. Je früher der Verzicht auf den Schacht KONRAD, desto kostengünstiger fällt die Suche nach einer Lagerung aller Arten von Atommüll aus.“

Ludwig Wasmus, Vorstand der Arbeitsgemeinschaft Schacht KONRAD: „Wir freuen uns, dass so viele Organisationen aus dem ganzen Bundesgebiet die Forderung nach sofortiger Aufgabe des Projektes KONRAD erheben. Dies macht einmal mehr deutlich, dass es eindeutig objektive Gründe gibt, nicht länger wider besseres Wissen an Schacht KONRAD festzuhalten und die Gefährdung von Mensch und Umwelt billigend in Kauf zu nehmen. Gerade die Standortinitiativen wissen genau um die Gefährlichkeit der zurzeit bei ihnen lagernden radioaktiven Abfälle. Sie wissen aber auch: der Atommüll muss nicht „irgendwo hin“, sondern dahin, wo er am sichersten lagern kann und das ist nicht das alte Eisenerzbergwerk Schacht KONRAD. Deshalb streiten wir gemeinsam dafür, für alle Arten radioaktiver Abfälle ein vergleichendes und transparentes Standortauswahlverfahren durchzuführen.“

Kontakt:

Ludwig Wasmus, Arbeitsgemeinschaft Schacht KONRAD: 05341 63123

Wolfgang Ehmke, Pressesprecher BI Umweltschutz Lüchow-Dannenberg, 0170 510 56 06

https://www.bi-luechow-dannenberg.de/2021/04/12/breite-unterstuetzung-fuer-die-aufgabe-des-atommuellprojekts-schacht-konrad/

siehe auch:

https://www.bi-luechow-dannenberg.de/2021/04/06/erst-gorleben-dann-schacht-konrad/

Atomtransporte aus Berlin: Fast atomwaffenfähiges Uran soll nach Frankreich

Insgesamt 15 ungenutzte Brennelemente mit fast atomwaffenfähig angereichertem Uran235 sollen vom stillgelegten Atomforschungsreaktor am Berliner Wannsee nach Frankreich in eine Anlage von Framatome SAS nach Romans-sur-Isere transportiert werden. Eine entsprechende Ausfuhrgenehmigung hat das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) erteilt. Jedes Brennelement aus dem Berliner Forschungsreaktor ist mit bis zu 19,75 Prozent spaltbarem Uran235 angereichert, welches noch als LEU (Low Enriched Uranium) gilt. Ab 20 Prozent Anreicherung wird von atomwaffenfähigem HEU gesprochen. Eine Transportgenehmigung liegt laut dem zuständigen Bundesamt BaSE noch nicht vor. (Foto: HZB, Reaktorkern)

In einem Brennelement befinden sich laut Angaben des Berliner Helmholtz-Zentrums, Betreiber der Anlage, 322 Gramm Uran235.  (Siehe auch Angaben in der Antwort der Bundesregierung auf die ältere Kleine Anfrage der Fraktion DIE LINKE (Hier als PDF))

Die Ausfuhrgenehmigung ist seit dem 19. Februar 2021 für die Dauer von einem Jahr erteilt. Das Bundesumweltministerium veröffentlicht die gültigen Ausfuhrgenehmigungen für sogenannte Kernbrennstoffe auf seiner Homepage. Die heute gültige Liste ist hier direkt als PDF zum download.

Für einen Abtransport bedarf es außerdem einer Transportgenehmigung, die vom Bundesamt für die Sicherheit in der nuklearen Entsorgung (BaSE) zu erteilen wäre. BaSE teilt auf Nachfragen mit, dass eine solche Genehmigung noch nicht erteilt ist. Sobald ein Atomtransport im Rahmen einer solchen Genehmigung durchgeführt wurde, werden diese hier von BaSE veröffentlicht.

Bestrahlte Brennelemente aus dem Forschungsreaktor in Berlin sind zuletzt 2017 über Nordenham in die USA exportiert worden, siehe hierzu das BMU. Weitere bestrahlte Brennelemente lagern noch in Berlin. Im Rahmen des stattfindenden Dialogprozesses und gegenüber der Presse hatten die Betreiber jüngst darauf hingewiesen, dass diese hochradioaktiven Brennelemente nicht mehr im Reaktorbecken lagern. Nach einer Abklingzeit sollen diese zur weiteren Zwischenlagerung nach Ahaus transportiert werden, so die bisherigen Planungen. Im Dialogprozess soll auch über Alternativen gesprochen werden. Zum Rückbau der Forschungsanlage siehe auch hier bei BER.

Über den Dialogprozess zwischen dem Betreiber mit einer Begleitgruppe sowie einer unabhängigen Gutachterin und einer externen Moderation siehe hier.

Während der Atomforschungsreaktor in Berlin oder auch eine entsprechende Anlage in Geesthacht zuletzt mit Brennelementen von unter 20 Prozent – also unterhalb der als atomwaffenfähig geltenden  – Urananreicherung betrieben wurden (siehe hier für BER), wird in München-Garching der dortige Forschungsreaktor trotz internationaler Kritik immer noch mit über 80 Prozent angereichertem Uran235 betrieben.

Derzeit ist der Reaktor in München nach einem Störfall angeblich wegen der Corona-Pandemie weiterhin abgeschaltet. Allerdings könnten auch Entsorgungsprobleme dafür verantwortlich sein, denn das Abklingbecken ist randvoll und ein Abtransport der hochradioaktiven waffenfähigen Brennelemente aufgrund der fehlenden gepanzerten Spezialfahrzeuge derzeit gar nicht möglich. Seitdem die Terrorschutzanforderungen erhöht wurden, gibt es für Straßentransporte bislang keine ausreichend gesicherten Fahrzeuge. Dazu ausführlich auf der Homepage des Bundestagsabgeordneten Hubertus Zdebel: Linke scheitert mit Antrag Planungen für Exporte von Atommüll aus Jülich in die USA zu beenden. Die Fahrzeuge, um die es in dem Bericht geht, sind auch für Atomtransporte aus Garching relevant.

Das hochangereicherte Uran für Garching stammt aus Russland und wird in Frankreich von Framatome in Romans-sur-Isere zu Brennelementen verarbeitet, die dann von dort aus nach München geliefert werden.

Neue Studie: Risiken der oberirdischen Zwischenlagerung hochradioaktiver Abfälle für verdammt lange Zeit!

Während Großindustrielle, die AfD, Atomvereine wie Nuklearia und sonstige Spalter die (manchmal gar nicht stattfindende) Klimakatastrophe mit von ihren wirtschaftlichen oder politischen Interessen verbundener neuer Atomenergie zum absoluten Super-Deal erklären, häufen sich weltweit hochgefährliche Atommüllberge. Realität trifft Propaganda. Allein für die rund 2000 bundesdeutschen Castor-Behälter mit hochradioaktivem Atommüll gibt es bis heute keine Lösung, wie damit dauerhaft sicher verfahren werden kann. Die Suche nach einem vermeintlichen Endlager hat gerade erst nach 50 Jahren Atomenergienutzung per Neustart begonnen. Die Folge: Die sogenannte Zwischenlagerung dieser hochradioaktiven Abfälle in den Castor-Behältern wird nicht wie ehemals behauptet 40 Jahre dauern, sondern vermutlich so um die 100 Jahre. Bereits Mitte der 2030er und Mitte der 2040er Jahre werden die Genehmigungen für die Behälter und für die Zwischenlager auslaufen. Alles muss erneut auf den Prüfstand und die Sicherheit muss dann sogar der Bundestag neu bestätigen. Doch was passiert mit den Brennelementen in den Behältern? Wie verhalten sich die Einbauten und die Deckelsicherungen, wenn sie erheblich länger halten müssen, hoher Strahlung, Wärme und Druck ausgesetzt sind? Die Gesellschaft für Reaktorsicherheit sucht per Simulation nach Wegen, das Verhalten vorherzusagen. Eine neue Studie dazu liegt seit geraumer Zeit vor. Doch reichen Simulationen und Berechnungen? Oder braucht es reale Untersuchungen an ausgewählten Behältern? (Foto: GNS, Hersteller von Castor-Behältern) Die neue Studie der GRS wird unten dokumentiert und verlinkt. Das Gutachten ist auch hier direkt als PDF online.

Dass mit Rechenmodellen versucht wird, Vorhersagen über das Verhalten von hochradioaktivem Atommüll in Form von Uran- und Plutionumbrennelementen zu machen, ist sicherlich sinnvoll und hilfreich. Aber müssen nicht auch reale Untersuchungen erfolgen, also Behälter geöffnet und alle Bauteile und die Brennelemente untersucht werden? Dafür würde es sogenannte Heiße Zellen brauchen, die es aber in der Bundesrepublik nicht gibt. Die USA haben eine solche Untersuchung vor einiger Zeit vorgenommen und vermutlich werden weitere folgen, denn nur so kann wirklich geprüft werden, ob die Berechnungen die Wirklichkeit im Inneren der Behälter widerspiegeln. Und was ist mit dem Atommüll, der die in Glas eingeschmolzene radioaktive Suppe aus der Wiederaufarbeitung bundesdeutscher Brennelemente aus Frankreich und England enthält und derzeit vor allem in Gorleben lagert? Weiß man grad nicht so genau.

Nicht nur die Behälter und ihr Inventar sind jedoch bei deutlich verlängerten Zwischenlagerzeiten ein Risiko. Angesichts wachsender Terrorrisiken und auch Alterungsprozessen an den Gebäuden selbst, stellt sich die Frage, ob es bei Lagerzeiten von bis zu 100 Jahren nicht unerlässlich ist, über neue Sicherheitskonzepte nachzudenken. Vor einigen Jahren war das mal kurz Thema, als Atomminister auch in den Bundesländern darüber nachdachten, von heute 15 hochradioaktiven Atommülllagern vielleicht auf 3 – 6 verbunkerte Lager zu reduzieren. Von einer „konsolidierten Zwischenlagerung“ war in sehr kryptischer Weise die Rede.

Doch niemand will diese dringend notwendige Debatte derzeit führen. Einerseits weil befürchtet wird, dass es sonst bei der Endlagersuche keine wirklichen Fortschritte gibt. Anderseits, weil es eine gewaltige Sicherheitsdebatte um das gefährliche Atomerbe gäbe und die Frage, wie die Öffentlichkeit damit umgehen würde. Denn immerhin sind es auch wachsende Terrorrisiken, die in den letzten Jahren zu immer neuen Abwehr- und Schutzmaßnahmen geführt haben, die allesamt unter strikter Geheimhaltung erfolgen und deren unabhängige Überprüfung selbst vor Gerichten kaum noch möglich ist. Derzeit soll sogar eine neue Atomgesetzänderung die Möglichkeiten für die Gerichte weiter einschränken und durch den sogenannten Funktionsvorbehalt die Rolle der Behörden einseitig noch weiter gestärkt werden. Für eine demokratische Gesellschaft ist das höchst alarmierend. Der Terrorschutz für nukleare Anlagen nennt sich auch „Störmaßnahmen oder sonstige Einwirkungen Dritter“ (SEWD). Für das Atommüllzwischenlager am AKW Brunsbüttel führten mangelnde Nachweise der ausreichenden Sicherheit gegen Terroranschläge wie Beschuss und Flugzeugabsturz dazu, dass das Oberverwaltungsgericht Schleswig nach Zustimmung auch des Bundesverwaltungsgerichts die Genehmigung aufhob. Per Anordnung eines grünen Ministers – Robert Habeck – erlaubt die Atomaufsicht als Reaktion dann auch ohne atomrechtliche Sicherheit die weitere Aufbewahrung als sogenannte Bereitstellungslagerung. In Lubmin bei Greifswald jedenfalls entsteht derzeit ein neues Zwischenlager, weil das bisherige den Terrorschutz nicht mehr sicherstellen und auch nicht nachgerüstet werden kann. Ein Problem? Ja, ein sehr großes. Und es ist absurd, dort nun einfach ein neues Lager zu planen, ohne ein grundsätzlich neues Sicherheitskonzept zu diskutieren und zu entwickeln.

Die GRS betrachtet in der neuen Studie nur die Behälter und die Brennelemente selbst, nicht aber die weiteren Probleme einer verlängerten Zwischenlagerung. Dazu will angeblich die Bundesgesellschaft für Zwischenlagerung (BGZ) aber weitere Untersuchungen anstellen. Am 23. April will sie darüber in einer Online-Veranstaltung informieren und vielleicht auch diskutieren. Bereits im Mai 2020 hatte die BGZ bei einer Veranstaltung zu den Sicherheitsanforderungen für eine verlängerte Zwischenlagerung debattiert.

Dokumentation 1: Der folgende Texte ist von Bildern und Anmerkungen befreit. Das Original ist hier bei der GRS mit den entsprechenden Bildern online.

Wie verhalten sich Brennelemente bei deutlich längerer Zwischenlagerung?

07.04.2021
Brennelemente enthalten den Kernbrennstoff, der in einem Kernkraftwerk (KKW) kontrolliert gespalten wird. Nach einiger Zeit sind die Brennelemente „abgebrannt“ und sie werden durch neue ersetzt. Die abgebrannten Brennelemente sind hochradioaktiver Abfall und sollen in Deutschland in tiefen geologischen Formationen endgelagert werden. Bis ein solches Endlager gefunden ist, werden die Brennelemente in speziellen Transport- und Lagerbehältern (TLB) in sogenannten Zwischenlagern verwahrt.

Auch wenn die Suche nach einem Endlager mittlerweile angelaufen ist, so wird es wohl noch Jahrzehnte dauern, bis die BE dorthin verbracht werden können. Die Genehmigungen für die Zwischenlager und die TLB laufen allerdings je nach Standort zwischen 2034 und 2047 aus – eine Verlängerung über diesen Zeitraum hinaus wird also nötig. Dafür sind belastbare, technisch-wissenschaftliche Erkenntnisse unabdingbar, die nachweisen, dass sämtliche sicherheitstechnische Anforderungen erfüllt werden, auch wenn die abgebrannten Brennelemente deutlich länger zwischengelagert werden, als es die bestehenden Genehmigungen vorsehen. Zudem sind die TLB bisher nicht für die Endlagerung vorgesehen, die Brennelemente müssen also aus den TBL in spezielle Endlagerbehälter umgeladen werden. Dazu müssen sie mechanisch gehändelt werden und auch noch ausreichend stabil sein.

Wissenschaftler der GRS haben sich mit dieser Problemstellung in dem Forschungsprojekt „Langzeitverhalten zwischengelagerter Brennelemente bei deutlich längerer Zwischenlagerung“ auseinandergesetzt, wobei neben den Behältern auch das Brennelement-Verhalten untersucht wurde. So sind zum Beispiel die Brennstabhüllrohre während der gesamten Zeit der trockenen Zwischenlagerung Belastungen ausgesetzt. Sie stehen unter hohem Innendruck, unterliegen radioaktiver Strahlung und kühlen bedingt durch die Nachzerfallswärme nur langsam ab. Unter diesen Randbedingungen stellt sich die Frage, ob sich die Materialeigenschaften verschlechtern (zum Beispiel verspröden) können.

Forscherteam geht dreischrittig vor

Die Wissenschaftler haben daher ein Rechenmodell entwickelt, mit dem sich offene Fragen zum Zustand und Verhalten von Brennelementen bei längerfristiger trockener Zwischenlagerung beantworten lassen. Neben eigenen Berechnungen entwickelten sie Rechenmodelle, die sie in bereits existierende Software-Programme wie KENOREST, TESPA-ROD oder die Freeware COBRA-SFS implementierten. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, waren drei aufeinanderfolgende Schritte nötig, und zwar
  • die Ermittlung des aktuellen Zustands des Kernbrennstoffs,
  • die Berechnung der Temperaturentwicklung in den Behältern sowie
  • die Bestimmung des Brennstabverhaltens.
Im ersten Schritt mussten die in Deutschland gängigen UO2- und Mischoxid-Brennstäbe charakterisiert werden. Dazu zählen unter anderem die Berechnung des Abbrands und der daraus resultierenden Nachzerfallswärmeleistung.

In  einem zweiten Schritt wurden geeignete Behältermodelle für die Rechenprogramme entwickelt. Die in Schritt 1 ermittelten Werte sowie die daraus resultierenden Temperaturfelder wurden über die Zeit der Zwischenlagerung analysiert. Im dritten Schritt entwickelte und implementierte das Forscherteam Modelle, mit denen sich das Brennstabverhalten abbilden lässt. Hierbei sind vor allem die chemischen, thermischen und mechanischen Wechselwirkungen zwischen Brennstoff und Hüllrohr wichtig.

Die für die Lösung der Einzelschritte erforderlichen Anwendungen und Rechenprogramme zur Abbrand- und Zerfallsberechnung, zu Wärmeentwicklung und -ausbreitung sowie zum Hüllrohrverhalten sind zu einer Art händischen Rechenkette gekoppelt. Zukünftiges Ziel ist eine Rechenkette, die von einem einzelnen Programm/einer Oberfläche aus bedient werden kann.

Weitere Untersuchungen erforderlich

Neben einer Vielzahl an Erkenntnissen warfen die Arbeiten auch neue Detailfragen auf, beispielsweise wie groß der Einfluss einer langsamen Temperaturabnahme im Hüllrohr auf die Wasserstoffdynamik im Hüllrohr ist. Wasserstoff ist durch Oxidationsprozesse in jedem Hüllrohr vorhanden und bildet bei Konzentrationen oberhalb der Löslichkeitsgrenze feine Hydride, die das umgebende Metallgitter stören und zur Versprödung führen.

Außerdem muss die Belastbarkeit der Ergebnisse einer Rechenkette zur Vorhersage des bestrahlten Materialverhaltens für lange Zeiträume (über 40 Jahre) weiter verbessert werden. Das liegt zum einen daran, dass es kaum direkte Validierungsmöglichkeit für das Brennstabverhalten über diese Zeiträume gibt, da bereits befüllte Behälter geöffnet und deren Inhalt materialwissenschaftlichen Tests unterzogen werden müsste. Zum anderen handelt es sich um multiphysikalische Simulationen mit skalenübergreifenden Modellen von einer mikroskopisch-atomistischen Betrachtungsebene bis hin zur makroskopischen Ebene des gesamten Behälters. Eine detaillierte Unsicherheits- und Sensitivitätsanalyse der Ergebnisse ist daher für eine bessere Einschätzung und Belastbarkeit der Ergebnisse erforderlich.

Der Abschlussbericht zu diesem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsvorhaben wurde vor Kurzem in der Publikationsdatenbank der GRS veröffentlicht.
Dokumentation 2:

(GRS 554) Langzeitverhalten zwischengelagerter Brennelemente bei deutlich längerer Zwischenlagerung

Autor:  M. Stuke, J. Arndt, F. Boldt, V. Hannstein, P. Kaufholz, M. Péridis, J. Sievers, F. Sommer
Jahr: 2020

Durch das Standortauswahlgesetz ist ein neues Auswahlverfahren zur Bestimmung eines Endlagerstandortes eingeführt worden, mit der Konsequenz einer wesentlich späteren Inbetriebnahme eines Endlagers und der Notwendigkeit einer Verlängerung der Zwischenlagerzeiten über die bisher genehmigten Zeiten hinaus. Dabei deuten Prognosen deutlich längere Zeiträume von mehreren zusätzlichen Dekaden an. Die in Deutschland für die Zwischenlagerung nach § 6 AtG erteilten Aufbewahrungsgenehmigungen für bestrahlte Kernbrennstoffe laufen jedoch ab Ende 2034 aus, so dass eine Verlängerung der Zwischenlagerdauer für die Transport- und Lagerbehälter mit voriger Befassung des deutschen Bundestags um teilweise mehrere Jahrzehnte erforderlich werden wird. Für die Verlängerung der Aufbewahrungsgenehmigungen, also der Lagerdauern, sind rechtzeitig die notwendigen Voraussetzungen zu schaffen, die aus belastbaren, technisch-wissenschaftlichen Erkenntnissen zum Nachweis der Einhaltung der sicherheitstechnischen Anforderungen bestehen. Wesentlich für den Aufbau der nötigen technisch-wissenschaftlichen Erkenntnisse ist das Wissen über Eigenschaften und Zustand sowohl der Behälter als auch ihrer nicht direkt zugänglichen Inventare, insbesondere der Brennelemente unter den Bedingungen verlängerter Lagerzeiten.

In diesem Forschungsvorhaben wurde ein Werkzeug zur Unterstützung bei Fragen zur Integrität und Handhabbarkeit von Brennelementen nach der trockenen Zwischenlagerung entwickelt. Der Anwendungszweck dieses Werkzeuges ist die Identifikation und Analyse von interessierenden Zeitskalen, Brennstäben und -elementen sowie der Behälterbeladungen. Zur umfänglichen Berücksichtigung der möglichst gesamten Phänomenologie des Hüllrohrverhaltens während der Lagerphase, bestehend aus der Nasslagerung und Zwangskühlung nach der Bestrahlung, dem anschließenden Trocknungsprozess sowie dem langsamen Abkühlen während der Lagerphase in trockener Inert-Umgebung, soll das zu schaffende Werkzeug umfassend und konsistent die relevanten Größen wie Abbrände, Hüllrohrmaterialien, Behälterbeladungen, Zeitdauern, Temperaturen Drücke und Spannungen berücksichtigen.

PDF icon grs-554.pdf
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