Behälter für hoch radioaktive Abfälle

Behälterfertigung in Mülheim, Quelle: GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH

18.11.2016
Rubriken: Behälter

Alle in Deutschland eingesetzten Behälter für bestrahlte Brennelemente, verglaste hochradioaktive Abfälle und weitere hochradioaktive Stoffe sind gleichzeitig Transport- und Lagerbehälter. Sie zählen zur Kategorie der Typ B-Versandstücke (z.B. für abgebrannte Brennelemente und hochradioaktive Strahlenquellen). [1]

Mit Ausnahme des TN85V der vom französischen AREVA-Konzerns produziert wird, stammen alle anderen in Deutschland verwendeten Behälter von der Gesellschaft für Nuklearservice (GNS).

CASTOR®-Behälter

Bauweise: Der Behälter besteht aus einem monolithischen Körper aus Sphäroguss, einem Tragkorb zur Aufnahme der Brennelemente (im Falle der verglasten Abfälle entfällt der Tragkorb) und dem Verschlusssystem, bestehend aus Primär- und Sekundärdeckel sowie einer Schutzplatte. Primär- und Sekundärdeckel sind aus rostfreiem Stahl gefertigt und werden mit dem Behälterkörper fest verschraubt. An der äußeren Mantelwand befinden sich bei den meisten Bauarten Kühlrippen zur verbesserten Wärmeabfuhr.

Zur Neutronenmoderation sind in der Behälterwand in axialen Bohrungen Stangen aus Polyethylen sowie im Bodenbereich und an der Unterseite des Sekundärdeckels Platten aus Polyethylen angeordnet. An der boden- und deckelseitigen Mantelfläche des Behälterkörpers sind zur Handhabung der Behälter jeweils paarweise Tragzapfen angeschraubt. [2]

Hersteller: Die Siempelkamp GmbH & Co. KG fertigt den dickwandigen Sphäroguss-Behälterkörper mit Stückgewichten von 30 bis 160 t inkl. der erforderlichen mechanischen Bearbeitung im Auftrag der GNS als Zulassungs- und Markeninhaberin. Als Werkstoff wird wahlweise radioaktiv schwach kontaminiertes, metallisches Rückbaumaterial aus Kernkraftwerken mitverwendet. [3]

Zulassungen: Die Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) ist zuständig für die Bauartprüfung von zulassungspflichtigen Verpackungen für Transport, Zwischen- und Endlagerung hochradioaktiver Abfälle mit nennenswerter Zerfallswärmeleistung wie bestrahlte Brennelemente aus Kernkraftwerken und hochradioaktive, verglaste Abfälle aus der Wiederaufarbeitung. Die BAM hat den Behältern jeweils einen Dichtheitsnachweis für 40 Jahre ab der Beladung testiert. [4] 

Das Bundesamt für kerntechnische Entsorgungssicherheit (bis Juli 2016 das Bundesamt für Strahlenschutz) ist zuständig für die Transportzulassung als Typ B(U)F-Verpackung und für die Einlagerungsgenehmigung des jeweiligen Behältertyps in ein Zwischenlager. Transportzulassungen werden immer nur befristet erteilt. Übersicht über die gültigen Zulassungen [5]

CASTOR® V-Behälter, die nach den IAEA-Empfehlungen von 1985 gebaut wurden, dürfen seit dem 01.01.2007 nicht mehr hergestellt werden. [6] Die Transportzulassung für den CASTOR® V/19 gemäß den 1996er Regularien der IAEA wurde 2010, die für den CASTOR® V/52 am 05.09.2014 erteilt. [7]

Behältertypen-Einsatz in Deutschland

CASTOR® Ic für 16 Brennelemente aus Siedewasserreaktoren (SWR), aktuelle Transportzulassung bis 19.07.2017 [5]

1 Behälter mit Brennelementen aus dem AKW Gundremmingen B im TBL Gorleben

CASTOR® V/52 für 52 Brennelemente aus Siedewasserreaktoren, aktuelle Transportzulassung für Castoren nach 85-er Regularien bis 03.12.2017 und nach 96-er Regularien bis 05.09.2019 [5]

107 Behälter mit Brennelementen aus den Atomkraftwerken Brunsbüttel, Gundremmingen, Ohu 1/Isar 1, Krümmel und Philippsburg 1, gelagert in den jeweiligen Standortzwischenlagern sowie im Zwischenlager TBL Ahaus. [8]

CASTOR® IIa für 9 Brennelemente aus Druckwasserreaktoren (DWR), aktuelle Transportzulassung bis 05.12.2017 [5]

1 Behälter mit Brennelementen aus dem AKW Philippsburg 1 im TBL Gorleben

CASTOR® V/19 für 19 Brennelemente aus Druckwasserreaktoren (DWR), aktuelle Transportzulassung für Castoren nach 85-er Regularien bis 20.11.2017 und nach 96-er Regularien bis 17.12.2020 [5]

331 Behälter mit Brennelementen aus den Atomraftwerken Biblis, Brokdorf, Lingen 2/Emsland, Grafenrheinfeld, Grohnde, Ohu 2/Isar 2, Neckarwestheim, Philippsburg 2 und Esenshamm/Unterweser, gelagert in den jeweiligen Standortzwischenlagern sowie den Zwischenlagern TBL Ahaus und TBL Gorleben. [8]

CASTOR® THTR/AVR für THTR- und AVR-Brennelemente, der CASTOR® THTR/AVR hat keine Kühlrippen an der Außenseite und ist kleiner als der CASTOR V, so dass er übereinander gestapelt werden kann, aktuelle Transportzulassung bis 25.01.2017 [5]

457 Behälter mit Brennelementen aus dem THTR Hamm Uentrop und dem AVR Jülich, gelagert im TBL Ahaus und dem AVR-Brennlementelager Jülich [8]

CASTOR® 440/84 für

  • 84 Brennelemente aus WWER-70 oder WWER-440
  • Regelelement-Brennstoffteile
  • umschlossene plutoniumhaltigen Quellen
  • uranhaltige Ionisationskammern
  • kernbrennstoffhaltige Abfälle und
  • sonstige radioaktive Stoffe in Form von Absorberelementen, Abschirmelementen und Havarieschutz-Absorbern, Clusterstützrohren und Havarieschutzstreuteilen [9]

Aktuelle Transportzulassung bis 31.10.2018 [5]

61 Behälter mit Brennelementen aus den AKW Greifswald und AKW Rheinsberg im Zwischenlager Nord - Halle 8 [9]

CASTOR® KRB-MOX für beschädigte Brennelemente des WWER-440 (Regelelementbrennstoffteile und Sonderbrennelemente, die in ihrer Geometrie und Integrität gestört sind) [9]

Der CASTOR KRB-MOX hat keine Kühlrippen an der Außenseite, aktuelle Transportzulassung bis 31.05.2017 [5]

3 Behälter aus dem AKW Greifswald im Zwischenlager Nord - Halle 8

CASTOR® 440/84 mvK für

  • Sonderbrennelemente (geometrisch gestörte, unvollständige, defekte und defektfreie Brennelemente und Regelelement-Brennstoffteile sowie Clusterkassetten und Experimentalkassetten) einschließlich eines Sonderbrennelementes mit "bestrahlten Uranproben fest"
  • unbestrahlte UO2-Pellets
  • umschlossene plutoniumhaltige Quellen
  • sowie sonstige radioaktive Stoffe in Form eines Absorberelementes und eines Cluster-Stützrohres sowie Havarieschutzrohren und von Steuer- und Schutzstangen [9]

Aktuelle Transportzulassung bis 13.11.2018 [5]

1 Behälter aus dem AKW Rheinsberg im Zwischenlager Nord - Halle 8

Die Brennelemente des KWO sollen ebenfalls in Behältern vom Typ CASTOR®440/84 mvK im Standort-Zwischenlager GKN gelagert werden. [10] 

CASTOR® KNK für

  • bestrahlte Brennstäbe und Brennstababschnitte aus der kompakten natriumgekühlten Kernreaktoranlage (KNK) des Forschungszentrums Karlsruhe, die im französischen Cadarache lagerten
  • bestrahlte und unbestrahlte Brennstäbe des Forschungszentrums Karlsruhe aus Nuklearexperimenten, die im belgischen Mol lagerten
  • bestrahlte und unbestrahlte Brennstäbe, Brennstab- und Hüllrohrabschnitte sowie Pellets und Pelletbruchstücke aus dem Betrieb des Forschungsschiffes "Otto Hahn", die im Forschungszentrum Geesthacht lagerten [9]

Der CASTOR® KNK hat keine Kühlrippen an der Außenseite, aktuelle Transportzulassung bis 08.10.2019 [5]

4 Behälter mit Brennelementen aus dem Schnellen Brüter KNK II (Karlsruhe) und dem Nuklearschiff Otto-Hahn im Zwischenlager Nord - Halle 8

CASTOR® MTR2 für bestrahlte Brennelemente und Uranfilter aus Forschungsreaktoren, aktuelle Transportzulassung bis 20.10.2019

18 Behälter mit Brennelementen aus dem Forschungsreaktor Rossendorf im TBL Ahaus

TS® 28V für bis zu 28 Kokillen mit wärmeentwickelnden, verglasten Abfällen, die bei der Wiederaufarbeitung von Brennelementen entstehen. Aktuelle Transportzulassung bis 11.04.2017 [5]

1 Behälter mit verglasten Abfällen aus La Hague im TBL Gorleben [8] Einlagerung 1996 [11]

CASTOR® HAW 20/28 CG für bis zu 28 Kokillen mit wärmeentwickelnden, verglasten Abfällen, die bei der Wiederaufarbeitung von Brennelementen entstehen. Aktuelle Transportzulassung bis 26.11.2018 [5]

74 Behälter mit verglasten Abfällen aus La Hague im TBL Gorleben [8] Einlagerung 2001-2008 [12] 

und 5 Behälter mit verglasten Abfällen aus der Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe im Zwischenlager Nord – Halle 8 [8]

CASTOR® HAW28M für bis zu 28 Kokillen mit wärmeentwickelnden, verglasten Abfällen, die bei der Wiederaufarbeitung von Brennelementen entstehen. Der Behälter ist für stärker strahlenden Atommüll zugelassen als der CASTOR® HAW 20/28 CG. Aktuelle Transportzulassung bis 20.12.2018 [5]

21 Behälter mit verglasten Abfällen aus La Hague im TBL Gorleben [8] Einlagerung 2010-2011 [12]

AREVA-Behälter TN® 85V für bis zu 28 Kokillen mit wärmeentwickelnden, verglasten Abfällen. Dieser Behälter stammt im Gegensatz zu allen vorherigen nicht von der GNS sondern aus der Produktion des französischen AREVA-Konzerns. Der TN® 85V wurde eingesetzt, da sich die Zulassung des neuen CASTOR® HAW28M verzögert hatte. Der angefallene WAA-Atommüll strahlte stärker, weil er aus Brennelementen stammt, die länger in Kernkraftwerken eingesetzt waren. Ein Transport im alten CASTOR® wäre theoretisch möglich gewesen, dann hätten aber wegen der höheren Hitzeentwicklung nur 20 Kokillen pro Container verpackt werden können. [13] 

Aktuelle Transportzulassung bis 06.03.2019 [5]

21 Behälter mit verglasten Abfällen aus La Hague im TBL Gorleben, Einlagerung 2008-2010 [14] 

Quellen

[1] www.bfs.de: Wie funktioniert das Zulassungsverfahren?

[2] www.gns.de: Sicherheit hat einen Namen: CASTOR

[3] www.siempelkamp.com: CASTOR-Behälterkörper

[4] www.tes.bam.de: TES Technische Sicherheit – Gefahrgutumschließungen: Prüfung und Zulassung

[5] www.bfs.de: Gültige Zulassungen

[6] Niedersächsischer Landtag, Antwort auf die Kleine Anfrage (Grüne): „Kritische Vorgänge bei der neuen Zulassung des Castorbehälters V/19“, Drucksache 16/2831, 15.09.2010

[7] CASTOR® V/52 erhält verkehrsrechtliche Zulassung“, Pressemitteilung der GNS, 05.09.2014

[8] www.gns.de: Referenzen: Behälter für hohradioaktive Abfälle

[9] www.ewn-gmbh.de: Genehmigungen für das Transportbehälterlager

[10] Bundesamt für Kerntechnische Entsorgungssicherheit: „6. Änderungsgenehmigung zur Aufbewahrung von Kernbrennstoffen im Standort-Zwischenlager in Gemmrigheim der EnBW Kernkraft GmbH“, 09.08.2016

[11] GNS: Produktdatenblatt TN85

[12] www.umwelt.niedersachsen.de: Transportbehälterlager Gorleben (TBL-G)

[13] „Castoren nicht dicht genug“, n-tv 10.11.2008

[14] GNS: Unregelmäßigkeiten bei Bauteildokumentation der TN85-Behälter in Gorleben - CASTOR®-Behälter nicht betroffen, Pressemitteilung 24.06.2016