Sicherheit bei der Endlagerung

07.08.2020 Artikel

Einleitung

Von Dagmar Dehmer

Sicher für lange Zeit - in Alternativen denken


Was ist eine lange Zeit? Für ein Kind können zehn Minuten schon unendlich lang sein. Für die meisten Erwachsenen sind Hunderttausend Jahre eine unvorstellbar lange Zeit. Für Geologinnen und Geologen ist eine Million Jahre dagegen ein überschaubarer Zeitraum, denn es gibt an vielen Orten Gesteinsformationen, die sich über mehrere Millionen Jahre nicht mehr bewegt haben. Was bedeutet also »Langzeitsicherheit« im Zusammenhang mit der Endlagerung von radioaktiven Abfällen? Das ist eine der zentralen Herausforderungen, mit der sich die BGE beschäftigt.

Ein Endlager für hochradioaktive Abfälle, für das aktuell in ganz Deutschland ein Standort gesucht wird, soll die Radionuklide, also die strahlenden Teilchen, für eine Million Jahre zurückhalten. Eine Zahl, die zunächst einmal viele einschüchtert. Warum das keine absurde Vorgabe ist, erklärt sich aus der Methodik, wie Langzeitsicherheit betrachtet wird. Dabei spielen tiefe geologische Schichten eine bedeutende Rolle, da sie – anders als alle technischen Bauwerke – über extrem lange Zeiträume stabil bleiben können.


In einer Gesteinsstruktur in mehreren hundert Metern Tiefe wird nach einem Endlager für die hochradioaktiven Abfälle gesucht. Die Gesteinsformation soll stabil sein, möglichst wasserundurchlässig und geeignet, die hohen Temperaturen der eingebrachten Abfälle unbeschadet ableiten oder aushalten zu können. Als Wirtsgestein kommen Steinsalz, Tongestein oder Kristallingestein in Frage. Die Abfälle werden in Behälter verpackt, die die Radioaktivität für mindestens 500 Jahre abschirmen müssen. Die geotechnischen Bauwerke, mit denen die Einlagerungskammern verschlossen werden, unterstützen den sicheren Einschluss der Abfälle im Gestein. Das Zusammenwirken von Behältern, geotechnischen Bauwerken und Geologie wird als »Endlagersystem« bezeichnet.


Mit einer sogenannten Langzeitsicherheitsanalyse werden Endlagersysteme auf ihr Rückhaltevermögen hin bewertet. Dazu entwickeln die Fachleute Szenarien, die mit einer höheren oder geringeren Wahrscheinlichkeit einen Transport von Radionukliden ermöglichen könnten. Dann wird die Robustheit des Gesamtsystems mit Hilfe der Szenarien und darauf aufbauender Berechnungen ermittelt. Die Konsequenzen eines Transports von Radionukliden aus dem Endlager werden untersucht. Ungewissheiten werden erfasst, beschrieben und abgeschätzt und die Ergebnisse werden mit den gesetzlichen Vorgaben und Sicherheitsprinzipien sowie den Schutzkriterien für Mensch und Umwelt abgeglichen.

Langzeitsicherheit ist nach der Definition der Sicherheitsanforderungen des Bundesumweltministeriums (BMU) an ein Endlager aus dem Jahr 2010 dann erreicht, wenn nach der Stilllegung die »diesbezüglichen Sicherheitsanforderungen erfüllt werden«.


Das Ziel ist, dass die radioaktiven Abfälle tatsächlich für immer bleiben, wo sie eingelagert worden sind. Um diesem Ziel möglichst nahe zu kommen, werden die möglichen Schwachpunkte genau in den Blick genommen. Die Behälter werden irgendwann korrodieren, also ihre Schutzfunktion nicht für immer behalten. Auch die technischen Bauwerke, die Stollen- und Schachtverschlüsse sind für die Radionuklide ein möglicher Transportkorridor. Die Korrosion der Behälter geht mit der Bildung von Gasen einher. Also muss untersucht werden, wieviel Gas und welcher Druck dabei entstehen kann. All diese Prozesse müssen miteinander in Beziehung gesetzt werden. Denn für sich genommen, kann jede dieser Entwicklungen für das Gesamtsystem unproblematisch sein. Doch gilt das auch noch dann, wenn sie alle auftreten und womöglich noch miteinander interagieren? Das sind Fragen, die die Experten für die Langzeitsicherheitsbetrachtungen in den Blick nehmen müssen. Die BGE-Experten werden dabei von den Forschungsinstituten und Gutachterorganisationen unterstützt, die in Deutschland führend sind.


In den Sicherheitsanforderungen aus dem Jahr 2010 fordert das BMU, dass die vom Endlager verursachte und für die ferne Zukunft berechnete Strahlenexposition – die Strahlung, die möglicherweise nach einigen Hunderttausend Jahren an die Oberfläche gelangen könnte - nicht höher als 0,1 Millisievert im Jahr sein darf. Zum Vergleich: Die Jahresdosis, die jeder Mensch in Deutschland aktuell aufnimmt, liegt bei etwa zwei Millisievert. Als wichtigstes Indiz für den Schutz vor der Strahlung gilt dabei die Rückhaltekapazität der geologischen Schicht, die die Abfälle direkt umgibt. 

Für 2019/20 hat das BMU eine Novelle der Sicherheitsanforderungen angekündigt, um den aktuellen Anforderungen im Standortauswahlgesetz 2017 zu entsprechen. Der Fokus wird aber weiterhin auf der Bewertung des geologischen Einschlusses der Radionuklide im Endlager liegen.

Zur Langzeitsicherheit gehört es auch, zu verhindern, dass nach dem Verschluss des Bergwerks wieder eine Kettenreaktion in Gang kommt. Dazu müssen die Brennelemente entsprechend in den Behältern angeordnet werden. Zudem muss bewertet werden, ob es durch den Austritt von Radionukliden aus den Behältern zu einer kritischen Ansammlung von solchen Stoffen kommen kann. Das muss ausgeschlossen werden.

All diese Informationen werden im Langzeitsicherheitsnachweis – international Safety Case genannt – zusammengetragen und den Genehmigungsbehörden zur Prüfung vorgelegt. (DD)


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