Endlagerung. AWP II - Physikalische Umweltchemie Dörthe Gericke

Transkript

1 Endlagerung AWP II - Physikalische Umweltchemie Dörthe Gericke

2 Gliederung 1. Grundlagen 2. Konzepte in Deutschland 3. Bespiele aus anderen Ländern 4. Zusammenfassung 5. Quellenangaben 2

3 1. Grundlagen Radioaktiver Abfall Was ist das? Strahlungsarten Einteilung der radioaktiven Abfälle Dörthe Gericke 3

4 Radioaktiver Abfall - Quellen Uranabbau Forschung Medizin Kernkraftwerke Dörthe Gericke 4

5 Radioaktiver Abfall - Prognose Gesamtabfallmenge bis 2040: ca m 3 5

6 Radioaktiver Abfall aus Kernkraftwerken Dörthe Gericke 6

7 Strahlungsarten α-strahlung Entstehung eines He- Kerns und eines Elementes mit 2 Protonen weniger Sehr geringe Eindringtiefe Dörthe Gericke 7

8 Strahlungsarten β-strahlung Umwandlung eines Neutrons in ein Proton und ein Elektron Entstehung eines Elementes mit 1 Proton weniger Geringe Eindringtiefe Dörthe Gericke 8

9 Strahlungsarten γ-strahlung Elektromagnetische Strahlung > 200 kev Entstehung im Anschluss einer Kernreaktion Am schwersten abzuschirmende Strahlung Dörthe Gericke 9

10 Halbwertszeiten Nuklid Halbwertszeit Strahlungsart 235 U 7, a Alpha 238 U 4, a Alpha 239 Pu a Alpha 131 I 8 d Beta 137 Cs 30 a Beta 3 H 12,32 d Beta Dörthe Gericke 10

11 Halbwertsschichten Materieschicht in cm Energie in MeV 0,1 0, 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 Dörthe Gericke 11

12 Einteilung - Wärmeentwicklung Nicht/schwach wärmeentwickelnd schwach- und mittelaktiv Wärmeabgabe liegt im Wattbereich Bestand im Jahr 2040: m 3 stark wärmeentwickelnd hochaktiv Wärmeabgabe liegt im Kilowattbereich Bestand im Jahr 2040: m 3 Dörthe Gericke 12

13 Mehrbarrierensystem Technische Barrieren Natürliche Barrieren Konditionierung des Abfalls Verpackung Mineralgemische (Bentonit, Phosphatminerale) Bohrloch- bzw. Kammerverschlüsse, Schachtverschlüsse Schachtverfüllung Wirtsgestein (Ton, Granit, Salz) Deckgebirge Reduzierende Bedingungen 17

14 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 Dörthe Gericke 18

15 2.2 Endlager in der Diskussion 19

16 Morsleben 20

17 Morsleben Die Staatliche Zentrale für Strahlenschutz bestimmt Morsleben zum Standort für die Zentrale Endlagerung aller Arten radioaktiver Abfälle der DDR Erteilung der unbefristeten Dauerbetriebsgenehmigung, der Langzeitsicherheitsnachweis für die Endlagerung muss auch in diesem Stadium noch nicht erbracht werden ab In Verantwortung der Bundesregierung wird in Morsleben noch einmal wesentlich mehr Atommüll eingelagert als seitens der DDR Eine Klage von UmweltschützerInnen stoppt 1998 den Einlagerungsbetrieb. Infolge dessen gibt die Bundesregierung ihre Absicht weiterer Atommüll- Einlagerungen auf 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 21

18 Asse 22

19 Gorleben 23

20 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 2020 Entscheidung über Eignung als Endlager 24

21 Schacht Konrad - Typ: Eisenbergwerk - geologische Barriere bis zu 400 m Ton - seit 2002 als Endlager genehmigt - Einlagerung von bis zu m 3 leicht & mittel radioaktiver Abfälle - Einlagerungskammern rund 850 m tief 25

22 3. Beispiele aus anderen Ländern Wiederaufbereitung Finnland/Schweden USA/Schweiz/ Oklo Dörthe Gericke 26

23 Brennstoffkreislauf Einfang von Neutronen durch Spaltprodukte Abbruch der Kernreaktion Spaltbares Material im Brennstab noch vorhanden Wiederaufarbeitung Dörthe Gericke 27

24 Wiederaufarbeitung Dörthe Gericke 28

25 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 Dörthe Gericke 29

26 Wiederaufbereitung - Karlsruhe Dörthe Gericke 30

27 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. Dörthe Gericke 31

28 Schweiz heutiger Stand 5 Atomkraftwerke m 3 1 Zentrales Zwischenlager für Abfälle aus AKWs 1/3 der Abfälle werden aufgearbeitet Bisher kein Endlager Dörthe Gericke 32

29 Schweiz Zeitplan Endlagersuche Jahr 2008 Genehmigung des Sachplans für geologische Tiefenlager und des Zeitplans Bis 2014/16 Bis 2019/23 Ab 2030 Ab 2040 Umsetzung des Sachplans Etappe 1: Auswahl von geologischen Standortgebieten. Etappe 2: Auswahl von mindestens zwei Standorten. Etappe 3: Standortwahl und Rahmenbewilligungsverfahren. Genehmigung von erdwissenschaftlichen Untersuchungen Früheste Inbetriebnahme des Lagers für schwach- und mittelaktive Abfälle Früheste Inbetriebnahme des Lagers für hochaktive Abfälle Dörthe Gericke 33

30 Schweiz - Standortsuche Hochaktive Abfälle Schwach- und mittelaktive Abfälle Dörthe Gericke 34

31 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 Dörthe Gericke 35

32 Oklo natürlicher Reaktor Entdeckung 1972 in der Uranlagerstätte Oklo / Gabun Verringerter 235 U Gehalt Vor ca. 2 Mrd. Jahren in Betrieb 4 t U-235 gespalten und 1 t Pu-239 entstanden Dörthe Gericke 36

33 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 Dörthe Gericke 37

34 Oklo natürliches Endlager Dörthe Gericke 38

35 Offene Fragen Finanzierung? Kommunikation mit nachfolgenden Generationen? 39

36 5. Quellenangaben Kernenergie Basiswissen, Martin Volkmer Brennstoffkreislauf, Deutsches Atomforum Dörthe Gericke 40