Erkundung und Sicherheitsbewertung von Salzformationen im Standortauswahlverfahren

Krapf, Eva Barbara

In Deutschland wurde im Jahr 2011 der endgültige Ausstieg aus der zivilen Nutzung der Kernenergie beschlossen. Reststoffe aus dem Betrieb sowie der Stilllegung und dem Rückbau von kerntechnischen Anlagen bilden in diesem Zusammenhang auch den Großteil des Gesamtaufkommens an radioaktiven Abfällen. Für die Entsorgung der insbesondere wärmeentwickelnden und hochaktiven Abfallstoffe wird die tiefengeologische Endlagerung mit dem Ziel des langfristigen Einschlusses der Abfälle angestrebt. Auf der Grundlage des 2013 veröffentlichten Standortauswahlgesetzes (StandAG) wurden Verfahrensschritte und Zuständigkeiten sowie die Rolle der Öffentlichkeitsbeteiligung bei der Auswahl eines Standortes für insbesondere wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle festgelegt. Die neu gegründete Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe sollte in diesem Zusammenhang Teilaspekte und Grundsatzfragen des künftigen Auswahlverfahrens klären und entsprechende Handlungsempfehlungen geben. Ziel des Verfahrens ist die Auswahl desjenigen Standortes, der die bestmögliche Sicherheit für Mensch und Umwelt im festgelegten Nachweiszeitraum von einer Million Jahren gewährleisten kann. Der Abschlussbericht der Kommission wurde im Juli 2016 veröffentlicht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird auf Grundlage der Verfahrensschritte des StandAG ein Vorgehen bei der Erkundung möglicher Standorte empfohlen. Grundlage stellt der im Gesetz beschriebene Ablauf des Auswahlverfahrens dar. Die laut StandAG geforderten geowissenschaftlichen Ausschlusskriterien, Mindestanforderungen sowie Abwägungskriterien werden anhand der für den Nachweiszeitraum relevanten geowissenschaftlichen sowie klimatischen Veränderungen entwickelt. Im Gegensatz zu der Arbeit der Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe wurde im vorliegenden Fall für die Festlegung der Kriterien kein bestehender Bericht überarbeitet und angepasst. Es wurden vielmehr alle Sachverhalte von Grund auf neu entwickelt und geprüft, welche für ein Endlager, vor allem in Hinblick auf den sicheren Einschluss der Abfälle, entscheidend sind. Die Überlegungen beziehen sich dabei auf das Wirtsgestein Salz in steiler Lagerung (Salzstock). Für jeden Verfahrensschritt wird im Standortauswahlgesetz ferner eine vorläufige Sicherheitsuntersuchung gefordert. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit erstellten Empfehlungen zum Inhalt und der Machbarkeit einer Sicherheitsuntersuchung orientieren sich am Bericht der Kommission. Das Endlagersystem wird dazu in seiner Gesamtheit mit allen sicherheitsrelevanten Bestandteilen betrachtet und bewertet. Der Detailgrad einer Sicherheitsuntersuchung hängt von der Datenlage und den gewonnenen Erkenntnissen ab. Darüber hinaus können so die im Verfahren verbliebenen Standorte oder Standortregionen untereinander verglichen werden. Laut Abschlussbericht der Kommission soll am Ende des Verfahrens der Nachweis erbracht werden, dass der sichere Einschluss der radioaktiven Abfallstoffe über den Zeitraum von einer Million Jahren gewährleistet ist. Weiterhin werden in dieser Arbeit Unsicherheiten und Sicherheitsreserven, Erkundungs- und Forschungsbedarf sowie mögliche Optimierungen im Standortauswahlverfahren identifiziert und benannt. Vor allem technische Aspekte müssen konstanter Forschung und Entwicklung unterliegen. Als zentrales Element wird in dieser Arbeit ein nicht-invasives Verfahren vorgestellt, welches eine Abschätzung der Temperatur im Einlagerungsniveau vor der übertägigen Erkundung ermöglicht.

In 2011 the final decision for the withdrawal from the nuclear energy program was decided in the Federal Republic of Germany. The majority of the produced radioactive waste originate in the operation as well as in the decommissioning and dismantling of nuclear facilities. The long-term containment of especially heat-developing and high-level waste in an underground disposal facility is pursued. The Site Selection Act (StandAG), passed in 2013, defined further procedural steps as well as responsibilities and the way of public participation during the site selection. In this context the newly founded Commission Storage of Highly Radioactive Waste was assigned with the task of giving relevant recommendations based on their investigation of specific aspects and fundamental questions. The objective of this procedure is the selection of the site that can provide the best possible safety for humans and the environment during the defined period of one million years. The Commissions’ final report was published in July 2016. In this thesis a possible approach for exploring sites in connection with safety investigations is recommended. The site selection procedure described in the StandAG represents the basis for the considerations. Geoscientific exclusion criteria, minimum requirements as well as weighing criteria can be developed regarding the relevant geoscientific and climatic changes during the defined period of one million years. In contrast to the recommendations made by the Commission Storage of Highly Radioactive Waste no previously existing report has been revised and adapted. Rather, all issues relevant for the long-term containment of radioactive waste in a disposal facility had been newly developed. The considerations are related to salt domes as host rock. Furthermore, according to the StandAG preliminary safety investigations are required in every step of the site selection. The recommendations made in this thesis concerning content and feasibility of safety investigations are based on the Commissions’ final report. For the purpose of a safety investigation the disposal system as a whole with all safety relevant components is under consideration. The investigation’s level of detail is depending on the amount of available information and gained experience. Moreover, those sites or siting regions remaining in the process can be compared against one another. According to the final report of the Commission Storage of Highly Radioactive Waste the evidence of a safe waste containment for the time period of one million years should be provided at the end of the selection process. In addition major uncertainties, safety reserves, needs for research and development as well as potential for optimisation will be identified in this thesis. Especially technical features have to be subject of constant research and development. As an example for that aim and as a central element of this thesis a non-invasiv determination method for the temperature gradient at every possible site in disposal depth is presented.

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Krapf, Eva: Erkundung und Sicherheitsbewertung von Salzformationen im Standortauswahlverfahren. Clausthal 2016.

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