Sicherheit Behälter

Bei der Einhaltung der Schutzziele für die trockene Zwischenlagerung kommt es auf die Eigenschaften des Castors und den Zustand des Inventars an.

Gemeinsam mit der GNS Gesellschaft für Nuklearservice mbH haben wir eine behälterbezogene Analyse für den Zeitraum der verlängerten Zwischenlagerung und des nachfolgenden Abtransportes in ein Bundesendlager durchgeführt. Diese hat ergeben, dass die Behälter grundsätzlich auch hierfür geeignet sind. Es wurde bereits für die 40jährige Betriebsdauer eine Alterungsbewertung vorgenommen, die entsprechend erweitert werden muss. Grundsätzlich sind neue Alterungseffekte nicht absehbar. Zur Unterstützung und Absicherung dieser Aussage wurde mit MSTOR ein zentrales Forschungsprojekt initiiert.

Hohe Temperaturen beeinflussen die Materialeigenschaften bzw. das Materialverhalten. Aufgrund der abnehmenden Nachzerfallswärmeleistung im weiteren Verlauf der Zwischenlagerung sinkt der Einfluss der Temperatur auf die Behälterkomponenten.

Strahlung beeinflusst ebenfalls die Materialeigenschaften bzw. das Materialverhalten. Die möglichen Gamma-Energien und Neutronen-Fluenzen während der Aufbewahrung sind um Größenordnungen zu gering, um zu relevanten Eigenschaftsänderungen zu führen.

Korrosionsprozesse innerhalb des Behälterschachtes und des Sperrraumes kommen im Laufe der Lagerung frühzeitig gänzlich zum Erliegen, da die Restwassermenge im Castor-Behälter nach der Beladung begrenzt ist. Korrosion von innen spielt für die verlängerte Zwischenlagerung also keine Rolle mehr. Korrosive Prozesse von außen sind ebenfalls begrenzt, da die Castor-Behälter außen mit einer mehrlagigen Beschichtung vor Korrosion geschützt sind. Der Korrosionsschutz wird zudem im Rahmen des Alterungsmanagements überprüft. Sollten Befunde auftreten, sind diese durch Wartungsmaßnahmen jederzeit behebbar.

Laufende Untersuchungen

Abschirmung und Wärmeabfuhr

Zum Einfluss von Temperatur und Strahlung auf die Behälter, beteiligt sich die EWN gemeinsam mit der TU Dresden, der Hochschule Zittau/Görlitz und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf am Forschungsvorhaben DCS Monitor II. Im Rahmen des Forschungsprogramms werden rechnerisch ermittelte Prognosewerte mit tatsächlich gemessenen Werten verglichen. Bewegen sich die gemessenen innerhalb der prognostizierten Werte, bestätigt dies die Modellannahmen für den Einfluss von Temperatur und Strahlung auf die Materialien. Durch die Messung kann integral für den Behälter gezeigt werden, dass die Abschirm- und Wärmeabfuhreigenschaften des Behälters erhalten bleiben und die Schutzziele sicher eingehalten werden.

Sicherer Einschluss des radioaktiven Inventars

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.

Relevante Alterungsprozesse sind nur für die Metalldichtungen und Deckelschrauben 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.

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.

Um sicherzustellen, dass diese Erkenntnisse auch auf eine verlängerte Zwischenlagerung übertragbar sind, startete 2021 das Forschungsprogramm MSTOR zum Langzeitdichtungsverhalten der Metalldichtungen gemeinsam mit der BGZ.

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.

Bei der Schraubenrelaxation sind aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus und der damit einhergehenden geringen Kriechneigung nur minimale Veränderungen möglich, die durch die Auslegung der Schraubverbindung abgedeckt sind.

Betriebliche Optimierung

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.

Sicherheit Behälter

Laufende Untersuchungen

Abschirmung und Wärmeabfuhr

Sicherer Einschluss des radioaktiven Inventars

Betriebliche Optimierung

Datenschutzeinstellungen