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Quelle: Entsorgung von Kernkraftwerken – Eine technisch gelöste Aufgabe | VGB PowerTech e.V. | 2012 | www.vgb.org

Die Publikation „Entsorgung von Kernkraftwerken – Eine technisch gelöste Aufgabe“informiert über die Entsorgung der in den deutschen Kernkraftwerken anfallenden Reststoffe und Abfälle.

Die enthaltenen Bilder, Tabellen und Grafiken können zur Ausarbeitung von Vorträgen zur Entsorgung von Kernkraftwerken verwendet werden.

Die Broschüre sowie die Darstellungen stehen unter www.vgb.org/abfallmanagement.html zum Download bereit.

Bei der Nutzung der Informationen und Folien bitten wir um Quellenangabe.

Herausgeber:VGB PowerTech e.V. Arbeitskreis AbfallmanagementKlinkestraße 27-31, 45136 Essen, DeutschlandTelefon: (02 01) 81 28 - 0 (Zentrale)Telefax: (02 01) 81 28 - 350E-Mail: [email protected]: www.vgb.org


100Regenerative*

Str

om

erze

ug

ung

sant

eil

in %

Öl und Erdgas

Steinkohle

Braunkohle

Kernenergie

*Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Photovoltaik, Hausmüll und Geothermie; vor 1990 praktisch nur Wasserkraft

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

1960 1970 1980 1990 2000 2010

Alte BundesländerAlte und neueBundesländer

Energiemix der deutschen Stromversorgung von 1960 bis 2010


19 %Öl und Erdgas

23 %Kernenergie

23 %Braunkohle

19 %Steinkohle

16 %Wasserkraft und

andere Regenerative

Energiemix der deutschen Stromversorgung von 2010


Brunsbüttel

GreifswaldBrokdorf

KrümmelStadeUnter-weser

EmslandGorleben

RheinsbergLingen Grohnde Asse

MorslebenKonrad

Ahaus

Würgassen

Hamm-Uentrop

Duisburg

Jülich

Mülheim-Kärlich

Biblis Kahl

Grafenrheinfeld

Mitterteich

Philippsburg

ObrigheimKarlsruhe

NeckarwestheimGundremmingen Isar

Niederaichbach

Kernkraftwerk

Berechtigung zum Leistungsbetrieb nach13. AtG-Novelle erloschen

Kernkraftwerk stillgelegt

Kernkraftwerk vollständig beseitigt

Forschungseinrichtungmit Abfallbehandlungsanlagen

Abfallbehandlungsanlagen

Zentrales Zwischenlager

Endlager

1 Erkundung

2 Einlagerung beendet

3 Errichtung

Kernkraftwerke und zugehörige Entsorgungseinrichtungen in Deutschland


Radioaktive Reststoffeaus Kernkraftwerken

Zur konventionellen Verwendung,Verwertung oder Beseitigungfreigegebener Stoffe

Abfälle

Betriebsabfälle

Abgebrannte Brennelemente- hochradioaktiv- wärmeerzeugend

Sonstige radioaktive Stoffe- mittel- oder schwachradioaktiv- nicht wärmeerzeugend

Stilllegungsabfälle

Sonstige radioaktive Stoffe- mittel- oder schwachradioaktiv- nicht wärmeerzeugend

Differenzierung der radioaktiven Reststoffe


Radioaktivität

wärmeerzeugendeAbfälle

hochradioaktiv

Abfallbezeichnung Beispiele für Abfälle Endlagerung

VerteilungGesamtaufkommen

mittelradioaktiv

schwach-radioaktiv

Abfälle mitvernachlässig-barer Wärme-erzeugung

Spaltprodukte aus derWiederaufarbeitung

KonditionierteBrennelemente

z.B. Endlager Gorleben

5 % des Abfall-volumens mit99 % der Radioaktivität

Kernbauteile

Abfälle ausWiederaufarbeitung

Betriebsabfälle ausKernkraftwerken

Abfälle aus Stilllegung

Endlager Konrad

95 % des Abfall-volumens mit1 % der Radioaktivität

Bq / m3

1016

1014

1012

1010

108

Klassifizierung radioaktiver Abfälle


Endlagerung

DirekteEndlagerung

Lagerung im Abklingbeckendes Kernkraftwerkes

AusgedienteBrennelementeNeue

Brenn-elemente Kernkraftwerk

Zwischenlagerung im zentralen Zwischenlageroder im Standortzwischenlager

KonditionierungWiederaufarbeitungAbfälle

Brennelementfertigung

Uran- undPlutonium-rückführung

Entsorgungswege für Brennelemente in Deutschland


11 Mrd. kWh

4 Pendelbehälter„Shuttle“

Wiederaufarbeitung Kernbrennstoffe- Uran- Plutonium

Endlagerung Zwischenlager ≤ 2 Behälter z.B. Typ CASTOR®

- 1/3 hochradioaktiver Abfall(Glaskokillen)

- 2/3 mittelradioaktiver Abfall

Kokillen (ca. 10 m3)

Kernkraftwerk40 Brennelemente( 21 t Kernbrennstoff)≅

Entsorgung von Brennelementen:Wiederaufarbeitung / Zahlenangaben für einen Druckwasserreaktor pro Betriebsjahr


11 Mrd. kWh

2 Großbehälter-Transport undZwischenlagerung- z.B. Typ CASTOR®

Brennelementlagerung

Endlagerung z.B. 4 POLLUX®-Endlagerbehälter

Kernkraftwerk40 Brennelemente( 21 t Kernbrennstoff)≅

Brennelementkonditionierung

Entsorgung von Brennelementen: Direkte Endlagerung; Zahlenangaben für einen Druckwasserreaktor pro Betriebsjahr


AbklinglagerungIm Kontrollbereich anfallenderadioaktive Reststoffe

Getrenntes Sammeln nach Materialart

und Aktivitätsinventar

Direkte Wiederverwendung oder -verwertung im

kerntechnischen Bereich möglich und wirtschaftlich sinnvoll?

Wiederverwendung oder -verwertung im

kerntechnischen Bereich

Dekontaminationsmaßnahmen oder Pufferlagerung sind ggf. zu prüfen

bzw. durchzuführen

Freigabenach §29 StrlSchV möglich

wirtschaftlich sinnvoll?Freigabe

- Uneingeschränkte Freigabe- Freigabe zur Beseitigung- Freigabe von Metallschrott zur Rezyklierung- Freigabe von Gebäuden zum Abriss- Freigabe im Einzelfallverfahren

Radioaktiver Abfall Konditionierung Zwischen- bzw. Endlagerung

JA

JA

NEIN

NEIN

Entsorgungswege für radioaktive Reststoffe aus Kontrollbereichen


Herstellung neuer Produktefür kerntechnische Bereiche

Einschmelzen

EndlagerungIn Konrad

Abfallgebinde

Zwischenlager

Radioaktiver Abfallz.B. Schlacke, Filter

Neue Produktez.B. Abfallbehälter

Metallschrott

Abfallgebinde

Kontrollierte Verwertung von Metallen


Radioaktivität

Bq / m3

106

1014

1012

1010

108

2 m3

2 m3

2 m3

18 m3

1 m3

170 m3

2 m3

2 m3

KugelharzeFilterkerzeneinsätzeMetallteile

Verdampferkonzentrate

Filterkonzentrate und Schlämme

Festabfälle

Kugelharze

Öle

Typische Betriebsabfälle aus einem KKW mit DWR, beispielhaft jährliche Rohabfälle einer 1300-MW-Anlage und Bandbreite der Radioaktivität


Flüssige AbfälleFeste AbfälleAbfallart

Rohabfälle

Konditionierung

Abfallprodukte

Endlagerbehälter

Metallteile,Bauschutt,u. a.

Metallteile,Isolierungen,u. a.

Papier,Kunststoffe,Textilien,u.a.

Öl SchlämmeVerdampfer-konzentrat

Filter-konzentrat

Ionenaus-tauscher-harze

verbrennen trocknen, entwässern, zementieren

verpressen

Fester Abfall Pressling Salzblock, Granulat, Pulver,Zementblock

z. B. Container, Gussbehälterz. B. Container

Optimierte Behandlungswege für feste und flüssige radioaktive Abfälle aus Kernkraftwerken


Rohabfall Hochdruckverpressung Verbrennung Verbrennung +Hochdruckverpressung

1/1bis1/5

bis1/50

bis1/100

Abfallbehandlungsverfahren zur Volumenreduzierung


EndlagerKonrad

JährlicheBetriebsabfälle aus17 Kraftwerken mit21.500 MW Leistung

3.900 m3 Rohabfall

11 DWR-Anlagen 6 SWR-Anlagen

1.700 m3 2.200 m3

800 m3

Abfallkonditionierung Zwischenlager

Jährliche Abfallmenge aus dem Betrieb der deutschen Kernkraftwerke Stand 2010


Beschickungs-anlage Sekundär-

und Nach-brenn-

kammer

Wärmerück-gewinnung

Zudosierungvon Kalk und

Aktivkohle

Gebläse

Kamin

Primärkammer

Verbrennungs-ofen

Rauchgas-kühler

Schlauchfilter I Schlauchfilter II

Fließschema einer Verbrennungsanlage für radioaktive Abfälle


Stillgelegte Kernkraftwerke in DeutschlandAnlagen der Elektrizitätsversorgungsunternehmen

Anlage Leistung MWe Betriebszeit Status

VAK Kahl 16 1960 – 1985 vollständig beseitigt

KRB A Gundremmingen 250 1966 – 1977 Rückbau

KWL Lingen 254 1968 – 1977sicherer EinschlussRückbauantrag gestellt

Obrigheim 357 1968 – 2005 Rückbau

Würgassen 670 1971– 1995 Rückbau

Stade 672 1972 – 2003 Rückbau

Mülheim-Kärlich 1302 1986 – 1988 Rückbau

Biblis A 1225 1974 – 2011

Berechtigung zum Leistungsbetrieb mit in Kraft treten der 13. Novelle zum Atomgesetz erloschen

Biblis B 1300 1976 – 2011

Brunsbüttel 806 1976 – 2011

Neckarwestheim 840 1976 – 2011

Isar 1 912 1977 – 2011

Philippsburg 1 926 1979 – 2011

Unterweser 1410 1979 – 2011

Krümmel 1402 1983 – 2011


Stillgelegte Kernkraftwerke in DeutschlandAnlagen des Bundes / der Länder

Anlage Leistung MWe Betriebszeit Status

MZFR Karlsruhe 58 1965 – 1984 Rückbau

AVR Jülich 15 1966 – 1988 Rückbau

THTR Hamm-Uentrop 308 1988 – 1988 sicherer Einschluss

Rheinsberg 70 1966 – 1990 Rückbau

HDR Karlstein 25 1969 – 1971 vollständig beseitigt

Niederaichbach 106 1972 – 1974 vollständig beseitigt

Greifswald Block 1 440 1973 – 1990 Rückbau




Greifswald Block 5 440Probebetrieb

1990Rückbau

KNK II Karlsruhe 20 1977 – 1991 Rückbau


Gesamtmasse des Kontrollbereichs(DWR-Referenzkraftwerk)

156.500

Verteilung der beim Rückbau des Kontrollbereiches eines DWR anfallenden Massen (Angaben in t)

Beton u. Armierung

Anlagenteile

Radioaktiver Abfall(Beton/Armierung)

Material zur schadlosenVerwertung

Abfall zur konventionellenDeponierung

Radioaktiver Abfall(Anlagenteile)

Radioaktiver Abfall(Sekundärabfall z.B.aus der Dekontamination)

zur Endlagerung

zur schadlosen

Verwertung

zur Deponierung

zur Endlagerung

zur Endlagerung

600

9.800

700

3.00013.500

500

zur freienVerwertung 143.000


Ablaufplan Antrag an

Behandlung radioaktiver Abfälle mit Ablaufplänen (ALP) zur Zwischen- und Endlagerung

VorprüfungVerfahrensqualifikation

ALP-Freigabe

Begleitende Kontrolle

Dokumentation

Prüfbericht

Freigabe

Aufsichtsbehörde BfS

Zwischenlager Endlager

Vorbereitung zurKonditionierung

Konditionierung

Zwischen-/Endlagerung

Verantwortung

Abfallverursacher

BeauftragterSachverständiger

BfS/Aufsichtsbehörde


Abfallverursacher


BfS/Aufsichtsbehörde

Zwischen-/Endlagerung


Verantwortliche Institutionen bei der Endlagerung radioaktiver Abfälle

BMUBundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

RSKReaktor-Sicherheitskommission

SSKStrahlenschutzkommission

ESKEntsorgungskommission

BMWiBundesministerium für Wirtschaft und Technologie

BfSBundesamt für Strahlenschutz

BGRBundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

DBEDeutsche Gesellschaft zum Bauund Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH

RSK/SSK/ESKberatend

LandesbehördenPlanfeststellung

BergämterBetriebsplanzulassung DBE

Errichter und Betreiber

BfSVerantwortlich für Errichtung

und Betrieb, Antragsteller

BMUDienst- und Fachaufsicht

BMWiDienst- und Fachaufsicht

BGR

Projekt GorlebenEndlager Konrad

Notwendiger AufwandEndlager-Vorausleistungsverordnung

Abfallverursacher


Zuständigkeiten für die Entsorgung radioaktiver Abfälle

Kraftwerksbetreiber

Ablieferungspflicht

Bund

Entwicklung, Betrieb, Stilllegung der Kraftwerke

Entwicklung geeigneter Verfahren zur Behandlungvon Abfällen und Brennelementen

Durchführung von Wiederaufarbeitung/KonditionierungZwischenlagerung

Finanzierung der Endlagerung

Endlagerung

- Erkundung- Errichtung- Betrieb- Stilllegung


Struktur eines Endlagers für radioaktive Abfälle in einer Salzformation

Deckgebirge

Salzstock

Endlagergebinde(Brennelementbehälter)

Teufe etwa 800 m

Teufe etwa 1.100 m

Endlagergebinde (Kokillen)

Strecke

Bohrlöcher

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