Hochradioaktive Abfälle

Die Castor-Behälter übernehmen aufgrund ihrer Konstruktion die wesentlichen passiven Funktionen zur Einhaltung der Sicherheit im bestimmungsgemäßen Betrieb, im Auslegungsstörfall und bei äußerst unwahrscheinlichen Ereignissen. Sie halten selbst stärksten mechanischen Einwirkungen stand. Alle Castor-Behälter sind durch eine ähnliche konstruktive Gestaltung charakterisiert. Sie bestehen aus einem dickwandigen zylindrischen Behälterkörper aus speziellem Gusseisen (Sphäroguss) und haben eine sehr hohe Abschirmwirkung. Darüber hinaus ist die konkrete Ausführung der einzelnen Castor-Bauarten vom Inventar abhängig.

Jeder Castor-Behälter hat ein Doppeldeckel-Dichtsystem: Zwei Deckel, der Primärdeckel und der Sekundärdeckel, sind unabhängig voneinander mit dem Behälterkörper fest verschraubt. Zwischen Behälterkörper und Deckel befindet sich jeweils eine Metalldichtung.

Der mit Helium gefüllte Sperrraum zwischen beiden Deckeln ist auf einen definierten Überdruck eingestellt, der kontinuierlich mit einem Druckschalter überwacht wird. Für den unwahrscheinlichen Fall, dass die Dichtheit einer der beiden Dichtungen nachlässt, entsteht ein Druckabfall, der über den Druckschalter an das Behälterüberwachungssystem gemeldet wird. Auch die Funktionsfähigkeit der Druckschalter selbst wird überwacht.

Im Behälterinnenraum sind die Inventare in einem Tragkorb sicher fixiert.

Wegen der Wärmeleistung des Behälterinventars haben die meisten Castor-Behälter Kühlrippen. Für Inventare mit sehr geringen Wärmeleistungen werden Castor-Behälter ohne Kühlrippen eingesetzt (z. B. CASTOR® KNK).

Zur Moderation der Neutronenstrahlung werden außerdem Moderatormaterialien in der Behälterwand oder zusätzlich boden und deckelseitig eingesetzt. Für Inventare mit geringer Neutronenstrahlung ist der Einsatz von Moderatormaterial nicht erforderlich (z.B. CASTOR® KNK).

Die CASTOR® 440/84 sind mit Brennelementen (BE) aus den Kernkraftwerken Greifswald (Typ WWER-440 mit 440 MW elektrischer Leistung) und Rheinsberg (Typ WWER-70 mit 70 MW elektrischer Leistung) beladen. Der Tragkorb ist für eine Standardbeladung mit 84 BE (126 Brennstäbe pro BE) ausgelegt. Die BE beider Reaktortypen weisen denselben hexagonalen Querschnitt auf. 58 Castoren sind mit je 84 BE beladen. Zwei Castoren enthalten auch Core-Bauteile und nur 52 BE bzw. 19 BE. Ein Castor enthält neben 76 BE auch verschweißte Stahlrohre auf acht Positionen des Tragkorbs. Diese enthalten uranhaltige Ionisationskammern sowie Pu-Be-Quellen*. Der erste CASTOR® 440/84 wurde 1996, der letzte 2006 verschlossen.

Der CASTOR® 440/84 mvK (mit verändertem Korb) ist mit 26 defekten Brennelementen aus Rheinsberg beladen. Auf 16 weiteren Beladeplätzen wurden die Core-Bauteile und Pu-Be-Quellen eingestellt. Er besitzt deshalb einen geometrisch angepassten Tragkorb mit weniger Beladepositionen unterschiedlicher Geometrien. Der CASTOR® 440/84 mvK wurde 2000 verschlossen.

Der CASTOR® KRB-MOX wurde ursprünglich für MOX-Kernbrennstoff entwickelt, dann aber bei EWN für die Beladung mit geometrisch gestörten und defekten Brennelementen aus dem Kernkraftwerk Greifswald (KGR) verwendet. Um diese Brennelemente sicher fixieren zu können, besitzt der Castor einen geometrisch angepassten Tragkorb mit zwei Beladepositionen. In jedem der drei Castoren ist ein Brennelement in zwei Teilen (Kopf- und Fußteil) eingestellt. Vor der Beladung wurde jedes Teil in eine Hülse verpackt und mit dieser dann in den Castor eingestellt. Der erste CASTOR® KRB-MOX wurde 2001 verschlossen, der letzte 2002.

Im CASTOR® HAW 20/28 CG befinden sich Glaskokillen, die bei der Verglasung von 60 m³ HAWC (High Active Waste Concentrate) in der Verglasungseinrichtung Karlsruhe (VEK) entstanden sind. Der HAWC stammte aus der Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe (WAK). Glaskokillen sind dichtverschweißte, mit festem hochradioaktivem Glas gefüllte Edelstahlkannen. Der Tragkorb im CASTOR® HAW 20/28 CG besteht aus einem zentralen Schacht und sechs weiteren Schächten, die gleichmäßig um den zentralen Schacht verteilt angeordnet sind. In jedem Schacht sind vier Glaskokillen übereinandergestapelt, also 28 Glaskokillen pro Castor. Der erste CASTOR® HAW 20/28 CG wurde 2009, der letzte 2011 verschlossen.

Die CASTOR® KNK sind überwiegend mit Brennstäben aus der Kompakten Natriumgekühlten Kernreaktoranlage in Karlsruhe (KNK) und auch mit wenigen Brennstäben vom ehemaligen nuklearen Forschungsschiff „Otto Hahn“ beladen. Der Tragkorb besteht aus einem zentralen Führungsrohr und acht Führungsrohren, die gleichmäßig um das zentrale Führungsrohr verteilt angeordnet sind. In jedem Führungsrohr befindet sich eine Büchse mit Brennstäben, also neun Büchsen je Castor. 35 Büchsen enthalten 2.468 KNK-Brennstäbe und ein KNK-Testbrennelement. Eine weitere Büchse enthält 52 Brennstäbe und eine Stahldose mit Defektstäben von der „Otto Hahn“. Alle Büchsen bestehen aus austenitischem Stahl und sind verschweißt. Alle CASTOR® KNK wurden 2010 verschlossen.