Endlagerforschung in Deutschland

1. Endlagerforschung in Deutschland Thomas Fanghänel Forschungszentrum Karlsruhe Institut für Nukleare Entsorgung (INE) http://www.fzk.de/ine

2. Radioaktive Abfälle in Deutschland-Prognose*)- Abfälle mit vernachlässigbarer 280.000 m³Wärmeentwicklung 22 GWeSzenario Wärmeentwickelnde Abfälle 24.000 m³insgesamt davon:Abgebrannte Brennelemente 18.000 m³Verglaste Abfälle**) 860 m³Technologische Abfälle**) 2.800 m³Abgebrannte BE aus Forschungsreakt. 130 m³Ausgediente BE aus Hochtemperaturreakt. 1975 m³ Ausstiegaus derKernenergie *) Quelle: BfS(2005), Basis Ausstiegsbeschluss, **) Aus der Wiederaufarbeitung bei COGEMA und BNFL

3. Einteilung der radioaktiven Abfälle in Deutschland Waste Category Waste Type Final Disposal Bq/m3 previous today HLW 3.7 E16 HLW-glass Spent fuel Claddingmaterial 5% of thetotal waste 99% of the radioactivity DT >> 3°C heat producingwaste 3.7 E14 ILW 3.7 E12 95 % of the total waste 1% of theradioactivity DT max. 3°C waste withnegligible heatproduction Low and mediumlevel waste 3.7 E10 LLW 3.7 E08 Source: H. Nickel, atw 37 (1992)

4. Endlagerung - Randbedingungen • In Deutschland sollen alle Arten von radioaktiven Abfällenin tiefen geologischen Formationen endgelagert werden. • Dadurch soll der sichere Einschluss der Abfälle und ihre langfristige Isolierung von der Biosphäre gewährleistet werden. • Die sichere Endlagerung radioaktiver Abfälle liegt in der Verantwortung des Bundes. • Die Sicherheitsforschung zur Endlagerung ist gesellschaftliche Vorsorgeforschungund langfristig angelegt.

5. ~ 1965 Entscheidung für die Endlagerung aller Arten radio- aktiver Abfälle in tiefen geologischen Formationen 1967 -1978Asse Salzbergwerk, 126 000 Fässer LAW/(MAW) 1978 - 1980 Eignungsstudie Eisenerzmine Konrad seit ~1982 Planfeststellungsverfahren (längstes in Deutschland) Planfeststellungsbeschluss 2002 • Beginn der Erkundung des Salzstocks Gorleben für alle Arten von Abfällen (HAW, MAW, LAW) • 1999 Untertägige Erkundung gestoppt - 10 Jahre Moratorium 1978 Einlagerungsbetrieb von ERAM (DDR)1990 Wiedervereinigung, Weiterführung der Einlagerung1990 - 1998 Einlagerung von 20 000 m3 LAW im ERAM Zurzeit: Verfüllung und Vorbereitung auf Verschluß Endlagerung – Historie in Deutschland

6. Endlagerung – Situation Asse (Forschungsbergwerk)Maßnahmen zur Verfüllung und zum Verschluss MorslebenPlanfeststellungsverfahren zur Stillegung Konrad- Planfeststellungsbeschluss 2002 (n. 20 Jahren)- Betrieb erst nach gerichtlicher Entscheidung über Einsprüche Gorleben (Projekt)Untertägige Erkundung gestoppt - 10 Jahre Moratorium

7. AkEnd - Auftrag Bundesumweltminister Trittin hat im Februar 1999 den Arbeitkreis Auswahlverfahren Endlagerstandorte (AkEnd) eingerichtet. 1999-2002 Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens und von Kriterien für die Suche und Auswahl eines (relativ) bestmöglichen Standortes zur Endlagerung radioaktiverAbfälle unter den Gesichtspunkten Sicherheit, Akzeptanz und Einsatz von Resourcen. 2002 Abschlussbericht • Vorgabe vom BMU: • Alle radioaktiven Abfälle sollen in tiefen geologischen Formationen inDeutschland endgelagert werden. • Für die Endlagerung aller Arten und Mengen radioaktiver Abfälle soll ein Endlager ausreichen, das ab 2030 betriebsbereit ist.

8. Geologie, PA GRS Endlagerforschung in Deutschland Wer macht was? Bundesrepublik Bundesland Errichtung und BetriebBFS (DBE) Genehmigungsbehörde Geochemielanglebiger RN Radiochemie,Geologie,Bergbau Standortauswahl undLangzeitsicherheits-nachweis FZK - INE Universitäten Product-charakterisierung Geologie,Hydrogeologie,Geotechnik FZJ - ISR RN im Öko-system, U-Kontam. BGR FZR - IRC

9. Jährliche Aufwendungen des Bundes für FuE-Arbeiten zur Endlagerung radioaktiver Abfälle Mio € Quelle: PTKA+WTE

10. Entwicklung der Fördermittel (Projektförderung)für Endlagersicherheitsforschung ~3,0 ~2,0 Ton Granit ~ 1,2 ~ 1,8 Quelle: PTKA+WTE

11. Was brauchen wir? Standortbezogene Forschung Biosphere Standortunabhängige Overburden Host rock Emplacement in galleries Emplacement in drill holes

12. Standortbezogene Untersuchungen Auswahl Wirtsgestein und Standort • Erkundung(Wirtsgestein und Deckgebirge) • Mechanik, Bergbau, Geochemie, Hydraulik Biosphere Overburden • Endlagerkonzept • - Tiefe • - Temperatur • - Behälter, Versatz, Verschluss • - Lagergeometrie • - Technik (Bergbau, Transport,...) Host rock Emplacement in galleries • Sicherheitsanalyse (PA) • - FEPs • - Szenarien • - Konzeptionelle Modelle • - Optimierung Emplacement in drill holes Sicherheitsnachweis

13. Standortunabhängige Untersuchungen

14. makroskopische(integrale) Betrachtung (KD-Konzept) 1 Parameter Ansatz Paradigmenwechsel Prozessverständnisauf molekularer Ebene  Quantifizierung  Übertragung in makroskopische Systeme

15. Endlagersicherheitsforschung am INE Generische Forschung zu allen drei Wirtsformationen: Salz, Ton, Granit • Konzentration auf hochradioaktive, wärmeentwickelnde Abfälle: - abgebrannter Kernbrennstoff, - HAW-Glas ca. 5% der Abfälleca. 99% der Aktivität • Konzentration auf die Actiniden,wegen ihre Langlebigkeitund Radiotoxizität Verlauf der Radiotoxizität von 1Tonne abgebranntem Kernbrennstoff

16. Salz generischeForschung Grundlagen Anwendung Ton Granit Vernetzung Was brauchen wir? EndlagersicherheitsforschungGeochemisch geführter Langzeitsicherheitsnachweis

17. FuE-Programm des INEGeochemisch geführter Langzeitsicherheitsnachweis Entwicklung und Anpassung vonSpeziationsmethoden GrundlegendeUntersuchungen AnwendungsorientierteUntersuchungen Prozessverständnis aufmolekularem Niveau Radionuklid-Rückhaltungim Multibarrierensystem Strukturinformation im Spurenbereich • Aquatische Chemie/ Thermodynamik der Actiniden • Wechselwirkung von Actiniden mit Mineralober-flächen • Einbau von Actiniden in Sekundärphasen • Genese und Stabilität von Kolloiden • Technische,geotechnischeund geologische Bariere: (abgebrannter Kernbrenn-stoff, HAW-Glas, Behälter, Versatz, Deckgebirge) • Strahlenchemische Effekte • Naturnahe Systeme(Untertagelabors) • Gekoppelte Transport/Speziationsmodelle • Laserspektroskopie TRLFS, LPAS, LIBS, LIBD • Summenfrequenz- IR-Spektroskopie • Röntgenspektroskopie (Synchrotronstrahlung) EXAFS, XANES, GIXAFS

18. Endlagersicherheitsforschung - wissenschaftl. Herausforderung Voraussagen für extrem lange Zeiten notwendig • Zeithorizont fürStandortfindung, Errichtung und Betrieb einesEndlagers reicht bis über die Mitte des Jahrhunderts • Die Forschung ist Basis für die Bewertung und Erkundung von Standorten • Mit der Auswahl des Endlagerstandortes erfolgt die konsequenteFokusierung auf standortbezogene Untersuchungen • Die Errichtung und der Betrieb werden wissenschaftlich begleitet

19. Notwendig: Erhalt und weiterer Ausbau der Kompetenz • Sicherstellung der Ausbildung- Enge Zusammenarbeit mit den Hochschulen • Motivierung des wissenschaftlichen Nachwuchses zur Mitarbeit auf dem Gebiet der Endlagersicherheitsforschung- nur durch attraktive Forschung • Großer Bedarf an Fachleuten bei- Forschung, - Genehmigung,- Begutachtung

20. Sicherheit der Nuklearen Entsorgung muss unabhängigvon der weiteren Nutzung der Kernenergie gewährleistet sein Eine Renaissance der Kernenergie wird es nicht ohne den Nachweis der sicheren Entsorgung geben.