Entsorgung & Sicherheit

Transkript

1 ETH Alumni Math Phys Lecture 2012: Atomenergie & Sicherheit - Vom Kraftwerk zur Entsorgung, 13. November 2012, Semperaula, ETH Zürich Entsorgung & Sicherheit Dr. Jürg Schneider Ressortleiter Sicherheitsanalysen

2 Inhalt 1. Gesetzliche & behördliche Vorgaben für die Entsorgung 2. Wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Entsorgung (inkl. Standortwahlverfahren) 3. Entsorgungskonzept 4. Barrieren- und Sicherheitskonzept 5. Umgang mit Risiken 6. Zusammenfassung 2

3 Kernenergiegesetz (KEG, seit 2005) Entsorgung: Wichtige Festlegungen Entsorgung aller radioaktiver Abfälle in geologischen Tiefenlager (mit Überwachung & Rückholbarkeit). Entsorgung grundsätzlich in der Schweiz (Export (& Import) als Ausnahme unter klar definierten Bedingungen) Verursacher der radioaktiven Abfälle sind verantwortlich für deren sichere Entsorgung Verstärkter Einbezug des Bundesrats mit Entsorgungsprogramm (Erstellung durch Entsorgungspflichtige, Genehmigung durch Bundesrat) Erteilung der Rahmenbewilligung für geologische Tiefenlager durch Bundesrat, Genehmigung durch Parlament, fakultatives nationales Referendum Bundesrats-Bewilligung für Standortcharakterisierung, Bau, Betrieb und Verschluss der geologischen Tiefenlager Standortwahl: Sachplanverfahren (durch Bundesrat in Kraft gesetzt) definiert Sachziele, Kriterien und Verfahren (mit Einbezug der Kantone, des benachbarten Auslands & Interessensgruppen) Moratorium für Wiederaufarbeitung von abgebrannten Brennelementen während 10 Jahren (Beginn 2006) 3

4 Entsorgungsprogramm Herkunft, Art und Menge der radioaktiven Abfälle Die geologischen Tiefenlager Zuteilung der Abfälle zu den geologischen Tiefenlagern Realisierungsplan für die geologischen Tiefenlager Zwischenlagerung Kosten und Finanzierung der Entsorgung Informationskonzept (pdf erhältlich auf 4

5 Sachplan geologische Tiefenlager (SGT) Vom Bundesrat am 2. April 2008 in Kraft gesetzt Prozess & Verantwortungen Kriterien (Sicherheit, Raumplanung, Umwelt, Sozio-Ökonomie) 1. Eigenschaften 1. Eigenschaften Wirtgestein / Wirtgestein einschluss- / einschluss- wirksamer wirksamer Gebirgsbereich Gebirgsbereich 2. Langzeitstabilität 2. Langzeitstabilität Kriterien zur Sicherheit: 13 übergeordnete technische Kriterien in 4 Gruppen 3. Zuverlässigkeit 3. Zuverlässigkeit der geologischen der Aussagen geologischen 4. Bautechnische Aussagen 4. Bautechnische Eignung Eignung 5

6 Wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Entsorgung Entsorgungsnachweis: Nachweis der Machbarkeit der sicheren Entsorgung aller in der Schweiz anfallenden Abfälle (SMA-Lager: 1988, HAA-Lager: 2006) Standortwahl (gemäss SGT) - Etappe 1: Festlegung geologische Standortgebiete (Anlagen Untertag) & Planungsperimeter für Platzierung der Oberflächenanlagen ( ) - Etappe 2: Bezeichnung Standortareal für Oberflächenanlage innerhalb Planungsperimeter, Wahl von mindestens je 2 geologischen Standortgebieten für das SMA- und das HAA-Lager - Etappe 3: Standortwahl für das SMA- und das HAA-Lager & Vorbereitung Unterlagen für die Rahmenbewilligungsgesuche Rahmenbewilligung: Festlegung von Standorten (~ 2020) Nukleare Baubewilligung (in situ Felslabor: > 2020; SMA-Lager: > 2025; HAA-Lager: > 2035) Nukleare Betriebsbewilligung (SMA-Lager: > 2030; HAA-Lager: > 2040) Anordnung Verschluss 6

7 Wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Entsorgung Entsorgungsnachweis: Nachweis der Machbarkeit der sicheren Entsorgung aller in der Schweiz anfallenden Abfälle (SMA-Lager: 1988, HAA-Lager: 2006) Standortwahl (gemäss SGT) - Etappe 1: Festlegung geologische Standortgebiete (Anlagen Untertag) & Planungsperimeter für Platzierung der Oberflächenanlagen ( ) - Etappe 2: Bezeichnung Standortareal für Oberflächenanlage innerhalb Planungsperimeter, Wahl von mindestens je 2 geologischen Standortgebieten für das SMA- und das HAA-Lager - Etappe 3: Standortwahl für das SMA- und das HAA-Lager & Vorbereitung Unterlagen für die Rahmenbewilligungsgesuche Rahmenbewilligung: Festlegung von Standorten (~ 2020) Nukleare Baubewilligung (in situ Felslabor: > 2020; SMA-Lager: > 2025; HAA-Lager: > 2035) Nukleare Betriebsbewilligung (SMA-Lager: > 2030; HAA-Lager: > 2040) Anordnung Verschluss 7

8 Standortwahl gemäss SGT: Die Beteiligten (EGT) 8

9 SGT Etappe 1: Vorschläge der Nagra für geologische Standortgebiete für das SMA- und das HAA-Lager NTB ( Zustimmung zu Vorschlägen der Nagra durch Bundesrat am basierend auf umfangreicher Behörden-Prüfung & Anhörung Abschluss SGT Etappe 1 Ausgangspunkt für Standortwahl im Hinblick auf die Rahmenbewilligungsgesuche für das SMA- und das HAA-Lager 9

10 Überblick Standortregionen Geologische Standortgebiete Planungsperimeter für Oberflächenanlagen weitere betroffene Gemeinden Total beteiligte Gemeinden (inkl. weitere betroffene Gemeinden):

11 SGT Etappe 2: Vorschläge der Nagra für Standortareale für Oberflächenanlagen als Input für Diskussion mit Regionen / Kantonen 20 Standortareale in 6 Planungsperimetern (20. Januar 2012) (aus NTB 11-01) 11

12 Entsorgungskonzept Abfälle mit unterschiedlichen Eigenschaften 2 verschiedene Lagertypen mit unterschiedlichen Anforderungen an Barriereneigenschaften aus NTB

13 Radiotoxizität & Zerfall (Gesamt-Inventar) Vergleich mit Radiotoxizität typischer Materialien (Volumen der Lagerkammern) Unterschiede in den Anforderungen HAA-Lager SMA-Lager 13 P.S.: SMA werden in vielen Ländern in Oberflächenlager entsorgt

14 Zwei Lagertypen vorgesehen Lager für hochaktive Abfälle (BE, HAA, LMA); Beispiel: Projekt Opalinuston Zürcher Weinland (Zeitrahmen: 1 Mio. a) Lager für schwach- und mittelaktive Abfälle (SMA); Beispiel: Projekt Wellenberg (Zeitrahmen: a) Option 'Kombilager (beide Lager am gleichen Standort; Lagerkammern aber räumlich getrennt im gleichen oder in verschiedenen Wirtgesteinen) 14

15 Barrieren- & Sicherheitskonzept (Beispiel: BE) Geeignete Barrieren-Elemente - Abfallmatrix (UO 2, MOX) - Behälter - Verfüllmaterial (Bentonit) - Wirtgestein (Opalinuston) - Geologische Situation (& Lager im Untergrund) erfüllen Sicherheitsfunktionen - Isolation vom menschlichen Lebensraum - Einschluss und Zerfall der meisten RN innerhalb des Barrierensystems - Verzögerung & Verringerung der Freisetzung der verbleibenden RN sehr kleine Dosen erlauben zuverlässige Aussagen und gewährleisten Machbarkeit 15

16 Verbleib der Radionuklide innerhalb Lager (BE) Betrachteter Zeitraum: bis 10 Mio. Jahre Anfänglich vollständiger Einschluss (bis 10 4 a) Grösster Teil bleibt innerhalb der BE-Matrix IRF (gap, ) wird in den Bentonit freigesetzt Viele der aus BE-Matrix freigesetzten RN bleiben im Bentonit (sorbiert/ausgefällt) Nur ein sehr kleiner Teil gelangt ins Wirtgestein Sehr wenig wird aus dem Wirtgestein in die Biosphäre freigesetzt sehr kleine Dosen 16 aus NTB 08-05

17 Berechnete Dosen (BE) 0.2 L Mineralwasser pro Tag aus NTB

18 Umgang mit Ungewissheiten Ungewissheiten (Szenarien, Konzeptualisierungen & Parameter) erfasst durch breites Spektrum von Rechenfällen Quervergleich: Im Projekt berücksichtigte FEPs 1 vs. internationale FEP-Datenbanken Spektrum genügend breit («nichts übersehen») Alle berechneten Dosen deutlich unter behördlichem Schutzkriterium aus NTB FEP: Feature, Event or Process

19 Umgang mit Risiken Definition Risiko: Produkt aus Eintretenswahrscheinlichkeit eines Ereignisses und dessen Konsequenz Maximal mögliche Konsequenzen irgend eines Ereignisses für geologische Tiefenlager << als für andere Anlagen (KKW, Tankanlagen, chemische Industrie,...) - Energiedichte radioaktive Abfälle << Energiedichte BE im Reaktor 1 - Geologische Tiefenlager: Keine Leistungsexkursionen möglich (im Gegensatz zu KKW, Tankanlagen, Transporten von Brennstoffen & Chemikalien,...) Übliches Vorgehen in der Sicherheitsanalyse: Annahme: Eintretenswahrscheinlichkeit = 1 für alle betrachteten Ereignisse Risiko trotzdem akzeptierbar Konkrete Risikobetrachtungen: Differenzierung zwischen - Betriebsphase ( Betriebssicherheitsanalyse) - Nachverschlussphase ( Langzeitsicherheitsanalyse) 19 1 vgl. nachfolgende Folie

20 Energiedichte von BE im KKW und im HAA-Lager Die ersten Stunden, Tage und Jahre machen einen riesigen Unterschied! (1 tu) Bis BE im geologischen Tiefenlager sind, haben sie schon sehr viel an Wärme (& Aktivität bzw. Toxizität) verloren 20

21 Konkretes Beispiel: Starke Erdbeben Zur Gewährleistung der Sicherheit gibt es verschiedene Möglichkeiten - Der Gefahr (d.h. möglichen «auslösenden Ereignissen») ausweichen - Die Auswirkungen von auslösenden Ereignissen werden bei der Auslegung berücksichtigt (Radionuklid-Rückhaltung innerhalb Anlage) Betriebsphase - Platzierung der Oberflächenanlagen mit Sicherheitsabstand zu aktiven und potenziell aktiven (grösseren) Störungszonen - Auslegung der Oberflächenanlagen so, dass sie selbst starken Erdbeben standhalten und keine Radioaktivität austreten kann 1 Nachverschlussphase - Platzierung der Lagerkammern im Untergrund mit Sicherheitsabstand zu aktiven und potenziell aktiven (grösseren) Störungszonen 1 P.M.: Abfallmengen in der Oberflächenanlage beschränkt (zb << ZWILAG) 21

22 Erdbeben: eine Folge der Plattentektonik Ausgangslage: Beanspruchung führt zu «Verspannung» bestehende Störungszone 22

23 Erdbeben: Herdfläche nachher: Bewegung (Bruch) mit bleibendem (vergrössertem) Versatz an bestehender Störungszone falls untief & durch Lager: Schädigung technische Barrieren & Geologie P.S.: Grössere Versätze ( grosse Erdbeben) sind an grössere Störungszonen (laterale Ausdehung) gebunden günstig für Explorierbarkeit Ausweichen möglich 23

24 Erdbeben: erwartete Beschleunigungen quantifiziert 24

25 Grundlagen: Erdbebenkatalog Momentenmagnituden für Zeitraum

26 Erdbeben: geeignete Auslegung erforderlich & machbar Gebäude können so ausgelegt werden, dass sie selbst starken Erdbeben standhalten Abstand zu aktiven & potenziell aktiven (grösseren) Störungszonen 26

27 Zum Schluss: Eine Bemerkung zu Akzeptanz Ein Projekt kann nur realisiert werden, wenn es akzeptiert wird Für eine erfolgreiche Standortwahl & die Realisierung der geologischen Tiefenlager braucht es - eine einwandfreie technisch-wissenschaftliche Arbeit - eine korrekte & straffe Führung des Prozesses mit Einbezug der Interessensgruppen - eine tatkräftige & anhaltende Unterstützung der Politik ( wir sind gewillt, die Entsorgung zeitgerecht zu realisieren ) Breite gesellschaftliche Akzeptanz eine echte Herausforderung auf dem Weg zur Realisierung der geologischen Tiefenlager -... kann nur erreicht werden, wenn alle Beteiligten (Politik/ Exekutive; Fachbehörden/Aufsicht; Industrie/Projektant; Öffentlichkeit) ehrlich, offen und ohne unlautere Absichten zusammenarbeiten (jeder muss seine Rolle wahrnehmen) 27

28 Zusammenfassung Die entwickelten Konzepte zur Entsorgung der radioaktiven Abfälle in der Schweiz sind anerkannt (Entsorgungsnachweise durch Behörden & Experten rigoros geprüft & vom Bundesrat anerkannt) Die gesetzlichen & behördlichen Vorgaben sind vorhanden, um für die entwickelten Lagerkonzepte Standorte festzulegen (KEG/KEV, SGT,...) Im Rahmen des Standortwahlverfahrens (SGT) wurden von der Nagra Standortgebiete vorgeschlagen, welche durch die Behörden technisch unterstützt werden und vom BR bestätigt wurden Abschluss SGT Etappe 1 Innerhalb der vorgegebenen Planungsperimeter wurden von der Nagra Standortareale für Oberflächenanlagen vorgeschlagen Input für Diskussion mit den Regionen / Kantonen (gegenwärtiger Stand) Jetzt: Weitere Einengung gemäss SGT und Vorbereitung Unterlagen für die Rahmenbewilligungsgesuche Umgang mit Risiken (Bsp.: Starke Erdbeben): Der Gefahr ausweichen soweit möglich, Auslegung der Anlage so, dass auch bei Eintreten eines auslösenden Ereignisses die Auswirkungen begrenzt bleiben 28

29 Weitere Informationen finden Sie auf besten dank für ihre aufmerksamkeit