Castor-Behälter sind aus Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Langzeitbeständigkeit ausgewählt wurden. Im Rahmen der Behälterzulassung sind diese Eigenschaften auch anhand von Modellrechnungen und Experimenten überprüft und bestätigt worden.
Castor-Behälter sind aus Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Langzeitbeständigkeit ausgewählt wurden. Im Rahmen der Behälterzulassung sind diese Eigenschaften auch anhand von Modellrechnungen und Experimenten überprüft und bestätigt worden.
Für viele Komponenten des Castors und bestimmte Inventare zeigen die bisherigen Untersuchungen, dass die Nachweisführung für die sichere Aufbewahrung für 40 Jahre auch darüber hinaus trägt und kein weiterer Forschungsbedarf besteht.
Es lässt sich dennoch schon heute absehen, dass für einige Komponenten des Castor-Behälters und Materialeigenschaften des Inventars zusätzliche wissenschaftliche Untersuchungen für die Nachweise zur Einhaltung der Schutzziele über 40 Jahre hinaus sinnvoll sein können, um die bisherigen Kenntnisse zu validieren und gegebenenfalls zu detaillieren. EWN verfolgt deshalb den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik und beteiligt sich, soweit sinnvoll, an entsprechenden Forschungsvorhaben. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Zwischenlagerung (BGZ), die ebenfalls Zwischenlager für hochradioaktive Abfälle betreibt.
Die laufenden Untersuchungen konzentrieren sich auf die Auslegung der Castor-Behälter zur Einhaltung der Schutzziele: Abschirmung, Abfuhr der Nachzerfallswärme, Einhaltung der Unterkritikalität und Sicherer Einschluss.
Die Abschirmung wird über den dickwandigen Behälterkörper aus Kugelgraphit und die Moderatorstäbe in der Behälterwand sichergestellt. Um die Wirksamkeit der Abschirmung systematisch zu überprüfen, soll zukünftig die wiederkehrende, integrale Zustandskontrolle etabliert werden.
Die Abfuhr der Nachzerfallswärme des Inventars wird passiv über die Kühlrippen am Behälterkörper gewährleistet. Auch die Wirksamkeit der Wärmeabfuhr kann mit der integralen Zustandskontrolle überprüft werden.
Die Unterkritikalität wird durch die stabile Fixierung des Inventars an der vorgesehenen Beladeposition im Tragkorb gewährleistet. Rückschlüsse auf die sichere unterkritische Anordnung des Inventars können ebenfalls anhand der Dosisleistungsmessungen der integralen Zustandskontrolle gezogen werden.
Die Behälter werden jeweils mit zwei Deckeln verschlossen. Diese sind mit Metalldichtungen gegenüber dem Behälterkörper abgedichtet. Die Metalldichtungen bestehen aus einer Spiralfeder mit doppelter Metallummantelung. Durch die Anpassung der Ummantelung und der Spiralfeder an die Dichtflächen des Behälters und den hohen Anpressdruck beim Verschrauben wird der optimale Kontakt der Metalldichtung mit der Gegenfläche am Behälter und am Deckel erreicht, was dauerhaft zu einer extrem hohen Dichtwirkung für jeden der beiden Deckel führt.
Langzeitverhalten Deckeldichtungen und -schrauben
Relevante Alterungsprozesse sind nur für die Deckelschrauben und Metalldichtungen über lange Zeiträume über 40 Jahre hinaus denkbar. Beide Komponenten unterliegen Relaxationsprozessen, die zur Verringerung des Rückstellvermögens der Metalldichtung beziehungsweise potenziell zur Abnahme der Schraubenvorspannung führen.
Eine Relaxation der Deckelschrauben ist aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus nur minimal möglich und ist durch die Auslegung der Schraubverbindung abgedeckt. Ein Nachlassen der Vorspannkraft hat daher keine Sicherheitsrelevanz.
Zum Langzeitverhalten der Metalldichtungen kann man bereits auf Langzeituntersuchungen von mehr als 25 Jahren zurückgreifen. Diese konnten belegen, dass die hohen Dichtheitsanforderungen auch über so lange Zeiträume eingehalten werden.
Das Langzeitdichtungsverhalten der Metalldichtungen wird seit 2021 im Rahmen des Projekts MSTOR gemeinsam mit der BGZ untersucht. Im Rahmen von MSTOR werden nun zusätzliche Versuche bei realitätsnahen niedrigeren Temperaturen und über längere Zeiträume durchgeführt. Die dabei zugrunde gelegten Untersuchungsparameter sind für die Gegebenheiten bei der EWN abdeckend, sodass die gewonnenen Erkenntnisse sich auf unsere Behälter übertragen lassen.
Kontinuierliche Überwachung des Doppel-Deckeldichtsystems
Darüber hinaus wird die Dichtwirkung des Systems mit dem Behälterüberwachungssystem kontinuierlich überwacht. Ein Nachlassen der Dichtheit wird durch den Druckschalter gemeldet.
Der Ausfall bzw. Defekt eines Druckschalters kann nicht ausgeschlossen werden und ist deshalb betrachtet worden. Bezogen auf die bisher kumulierten ca. 1.400 Betriebsjahre für alle 74 CASTOR-Behälter tritt rein statistisch alle 250 Betriebsjahre ein Druckschalterdefekt auf, die Ausfallrate ist also sehr gering. Seit 2012 ist bei der EWN kein Druckschalterdefekt aufgetreten. Für den unwahrscheinlichen Fall eines Defekts kann der Druckschalter jederzeit gewechselt werden.
Auch wenn auf Basis der aktuellen Erkenntnisse die weitere Nutzbarkeit der verbauten Druckschalter während der verlängerten Zwischenlagerung nicht infrage gestellt ist, läuft derzeit ein Optimierungsprogramm DPOPT mit dem Ziel, zukünftige Druckschalter in einer weiter verbesserten Ausführung herzustellen und einzusetzen. Ein entsprechender Austausch ist allerdings nicht vorbeugend, sondern lediglich bei einem Ausfall erforderlich.