Source: https://de.slideshare.net/ENSI-IFSN/03-fries-thema-rckholung-schweizer-konzept
Timestamp: 2017-03-30 15:03:03
Document Index: 121314310

Matched Legal Cases: ['Art. 37', 'Art 11', 'Art. 66', 'Art. 68', 'Art. 39', 'Art. 37', 'Art. 24', 'Art. 28', 'Art. 68', 'Art. 69', 'Art. 69']

Rückholbarkeit von radioaktiven Abfällen. Thomas Fries, Nagra
Standortwahlverfahren zur Entsorgun...
Thema Rückholung –
Schweizer Konzepte
Technisches Forum Sicherheit, 7. März 2013
Thomas Fries, Ressortleiter Ingenieurwesen
 Vorgaben
 Grundlagen Nagra
 Rückholbarkeitsskala
 Schrittweise Realisierung
 Abfallgebinde, Endlagerbehälter und Verfüllmaterial
 Technische Konzepte zur Rückholung
 Schlussfolgerungen
TFS - Thema Rückholung - Schweizer
2 07.03.2013 / T. Fries
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Überwachung und Rückholbarkeit: Vorgaben
 Rückholbarkeit ist gesetzlich gefordert
(Rückholung muss bis zum Verschluss ohne grossen Aufwand möglich sein;
KEG, Art. 37)
 Rückholbarkeit darf passive Sicherheit nicht beeinträchtigen
(Vorkehrungen zur Rückholung dürfen passive Sicherheitsbarrieren nicht
beeinträchtigen; KEV, Art 11)
 Geologische Tiefenlager sind zu überwachen; dazu auch Pilotlager
(Verhalten der Abfälle, der Verfüllung und des Wirtgesteins; KEV, Art. 66)
 Nach Abschluss der Einlagerung der Abfälle ist eine Beobach-
tungsphase vorgesehen
(Das Departement ordnet die Überwachung an [und] legt die Dauer … fest. …
kann diese bei Bedarf verlängern; KEV, Art. 68))
 Nach dem Verschluss geht die Überwachung so lange wie
gewünscht weiter
(Nach Verschluss kann der Bundesrat eine weitere befristete Überwachung
anordnen; KEG, Art. 39)
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Grundlagen Nagra
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Umsetzung Nagra (Grundlagen)
 Erste Überlegungen und Studien ab Mitte der 80’er Jahren
 1998 (SMA): Endlager für schwach- und mittelaktive Abfälle am Standort
Wellenberg: Etappen auf dem Wege zum Verschluss; präzisierende
Darstellung der Kontrollierbarkeit und Rückholbarkeit. NTB 98-04
 1999 (HAA): Konzeptstudie Anlagen und Betrieb, Technischer
Lösungsvorschlag zur Rückholung eingelagerter Brennelementbehälter
 2002: Entsorgungsnachweis, NTB 02-02, Kapitel 9
 Ab 2022: RBG: Konzept für die Beobachtungsphase und den Verschluss
(inkl. Konzeptstudien zur Rückholung für die Beschreibung der Anlage in
den Grundzügen)
 Felslabor (Testbereich): 1:1 Demonstration Rückholung von Abfallgebinden
 Nukleare Baubewilligung: Konzept für eine allfällige Rückholung an ENSI
zur Prüfung und Genehmigung (G03)
 Nukleare Betriebsbewilligung: Die Betriebsbewilligung [wird] erteilt, wenn
[…] die Rückholung […] bis zu einem allfälligen Verschluss ohne grossen
Aufwand möglich ist. (KEG Art. 37)
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Rückholbarkeitsskala
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«Rückholbarkeitsskala»
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Quelle: OECD/NEA leaflet «International understanding of reversibility of decisions and retrievability of waste in geological
disposal», http://www.oecd-nea.org/rwm/rr/documents/R-Scale-Leaflet_ENG_WEB.pdf
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 Oberflächeninfrastruktur
 Zugangsbauwerke
 Tiefenlagerzone
- Lagerfelder
Lagersystem – Anlagenelemente (Bsp. HAA-Lager)
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Verbindung von passiver Sicherheit mit Rückholbarkeit: Stufenweise
Verfüllung/Versiegelung der eingelagerte Abfälle (vgl. nächste Folien)
 Stufenweise Erhöhung der passiven Sicherheit, aber verbunden mit
stufenweiser Erhöhung des Aufwands für allfällige Rückholung
Überwachung (mit stufenweiser Reduktion
bei Verschluss der Anlage)
 in-situ Monitoring: kontinuierliche oder periodi-
sche Beobachtungen und Messungen (Test-
bereich, Zugänge, Hauptlager, Pilotlager) von:
- erdwissenschaftlichen Parametern,
- Ingenieurparametern,
- Umgebungsparametern und
- Radiologischer Parameter
 Forschungsprogramme, aktive Beobachtung
von Fortschritten in Wissenschaft & Technik
 periodische Auswertungen (Überprüfung
HAA-Lager: Bauphase (Bau und Betrieb Felslabor, ≈ 20 Jahre)
Keine Abfälle eingelagert!
- Untersuchung der in-situ
- Anpassung aufgrund neuer
Erkenntnisse (z.B. Layout,
Felssicherung)
- Demonstrationsversuche
- Nullmessungen
Nukleare Baubewilligung (KEV Art. 24 Abs. 2)1
1 Quelle Entsorgungsprogramm NTB 08-01, Tab. A.1-3
Keine Abfälle eingelagert
Stollen zugänglich
Stollen verfüllt
HAA-Lager: Bauphase (Bau Lager ≈ 5 Jahre)
Nukleare Betriebsbewilligung (KEV Art. 28 Abs. 1)
HAA-Lager: Betriebsphase (Einlagerung & Erweiterung, ≈ 20 Jahre)
Eingelagerte Abfallgebinde werden
umgehend verfüllt, volle Stollen
- Sofort erhebliche passive Sicherheit
- Direkte Zugänglichkeit zu Stollen mit
- Zugang zu Gebinde verlangt Entfer-
nung Verfüllung (Bentonit, „weich“)
Einfache Rückholung ohne besonderen technischen Aufwand
HAA-Lager: Beobachtungsphase (Beobachtung Hauptlager,
Lagerkammern verschlossen, ≈ 10 Jahre)
Einlagerung Abfallgebinde abge-
schlossen, alle Stollen verfüllt & ver-
- Erhebliche passive Sicherheit
nung Verfüllung in Stollen (Bentonit,
„weich“)
Anordnungen für Beobachtungsphase (KEV Art. 68 Abs. 1)
Normale Rückholbarkeit durch Entfernen des Verfüllmaterials und Auslagerung
der Endlagerbehälter
HAA-Lager: Beobachtungsphase
(Verschluss Hauptlager, ≥ 50 Jahre)
Alle Stollen, Lagerfeldzugang und
Schacht (oder Zugangstunnel) verfüllt &
- Weiter erhöhte passive Sicherheit
- Zugang über Schacht (Auslegung) oder
Entfernung Verfüllung Zugangstunnel)
- Zugang verlangt Entfernung Verfüllung
Lagerfeldzugänge (Bentonit, „weich“)
nung Stollen-Verfüllung (Bentonit,
Bewilligung Verschluss Hauptlager (KEV Art. 69 Abs. 2)
HAA-Lager: Nach-Verschlussphase
Alle Stollen, Zugangstunnel, Rampe
& Schacht verfüllt & versiegelt
- Hohes Mass an passiver Sicherheit
- Zugang zu Stollen verlangt Entfernung
Verfüllung & Versiegelung von Tunnels
& Zugang (Bentonit, Siegel)
- Zugang zu Gebinde verlangt
Entfernung Stollen-Verfüllung (Bentonit,
Bewilligung Verschluss Gesamtlager (KEV Art. 69 Abs. 2)
Für einige 100 Jahre normale Rückholbarkeit durch Entfernen des Verfüll-
materials und Auslagerung der Endlagerbehälter
Abfallgebinde, Endlagerbehälter und Verfüllung
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Barrierenkonzept und Rückholungsschritte
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Entfernen und aufladen
Transport Endlagerbehälter an
Lösen und aufladen
Evtl. wiederherstellen der
Zugänge und Infrastruktur
(Fördereinrichtung, etc.)
Abfallgebinde und Endlagerbehälter
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BE-ELB HAA-ELB SMA/LMA-ELB
Länge / Breite < 5 m /  1.05m < 3.4m /  0.95m 4.5 m x 2.5 m
Volumen 3.8 – 4.4 m3 2.4 m3 ≤ 26 m3
Masse < 30 t < 15 t ≤ 80 t
Materialisierung Stahl Stahl Beton / Einkorn-Mörtel
Oberflächentemperatur < 120°C << 120°C Gebirgstemperatur
Oberflächendosisleistung Hoch Hoch Klein
Integrität (Auslegung) > 1000 Jahre > 1000 Jahre Einige 100 Jahre
 Verfüllung zwischen den SMA-Endlagerbehältern
(und den Abfallgebinden im Endlagerbehälter)
mit Einkorn-Mörtel (vgl. NTB 92-11)
Verfüllung der SMA/LMA-Lagerkavernen
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 Labor- und in-Situ Versuche 1994
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Geringe Festigkeiten << Festigkeiten
Endlagerbehälter & Kavernenausbau
EB-in-situ Experiment Dismantling (Mont Terri, 2013)
 Ausbau EB-Experiment Mont Terri nach ca. 12 Jahren
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Bentonit VerfüllmaterialNur mit Anker gesicherter Opalinuston
(vor Verfüllung 2001)
Nur mit Anker gesicherter Opalinuston (nach
Ausbau 2013)
Prototype Repository Experiment in Schweden (SKB)
 Einbau 2001 - 2003
 Rückbau 2011/12
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Kupferbehälter mit Erhitzer
Bentonit Verfüllmaterial
Ausbau Bentonitverfüllmaterial nach ca. 10 Jahren Ausbau Kupferbehälter
Technische Konzepte zur Rückholung
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«Rückholbarkeitsskala»  Einfache Rückholung
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«Rückholbarkeitsskala»  Normale Rückholung
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Ausgangslage: ca. 100 Endlagerbehälter pro Lagerstollen eingelagert und
verfüllt, Lagerstollen versiegelt, Zugänge evtl. verfüllt und versiegelt
1. Entfernen Versiegelung
2. Entfernen und aufladen Bentonitverfüllung
3. Lösen und aufladen der BE/HAA-Endlagerbehälter
4. Entfernen und aufladen der
Bentonitauflager
5. (Felssicherung)
Arbeitsschritte normale Rückholung
Grundriss verfüllter BE/HAA-Lagerstollen
Möglichkeit zur Rückholung eines BE-ELB (Schritte)
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Bohr-Modul
Rückhol-Modul
Felssicherungs-Modul
Bagger-Modul
Nagra 2002 (NTB 02-02)
Entfernen Bentonit mit Bagger-Modul
Lösen mit Bohr-Modul
Stemmen und einziehen des ELB mit Rückhol-Modul
Ausgangslage: ca. 400 Endlagerbehälter pro Lagerkaverne (Typ K09)
eingelagert und verfüllt
1. Abbau und entfernen des Verfüllmörtels zwischen Endlagerbehälter
(ELB) z.B. mit Fräs-Sauger
2. Lösen (Sollbruchstelle) und aufladen des ELB mit Laufkran
Möglichkeit zur Rückholung eines SMA-Endlager-
behälters (Schritte)
Modell SMA-Lagerkavernen Wellenberg 1998
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 Möglichkeiten zum Abbau des
Verfüllmörtels
 Möglichkeiten zum Lösen der
einzelnen Endlagerbehälter
Möglichkeit zur Rückholung eines SMA-ELB (Schritte)
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Auszug aus Nagra 1998 (NTB 98-04)
«Rückholbarkeitsskala» Spätere Rückholung
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Spätere Rückholung (nach mehreren 100 Jahren)
Ausgangslage: Tiefenlager verschlossen, alle Anlagen an der Oberfläche
1. Entfernen Verfüllung Zugangsbauwerke und Verstärkung Felssicherung
2. Neuinstallation Fördereinrichtungen
3. Bergung Endlagerbehälter (teilweise mit Bergbaumethoden SMA-
Endlagerbehälter)
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Bergung in Lagerstollen (z.B. bei ungenügender geomecha-
nischer Stabilität)
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 Rückholung mit Bergbaumethoden
- z.B. in Anlehnung an technische Konzepte zur Tunnelaufweitung von
Bahntunnel unter Betrieb
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 Überwachung und Rückholbarkeit gesetzlich verankerte Vorgabe
zur Auslegung der geologischen Tiefenlager in der Schweiz
 Rückholung darf Sicherheitsbarrieren nicht beeinträchtigen (Priorität
Langzeitsicherheit); im Entsorgungsnachweis grundsätzlich
 Elemente der Rückholbarkeit:
- Schrittweise Realisierung und Verschluss (inkl. Entscheidungspunkte),
- Endlagerbehälter mit ausreichender Dauerhaftigkeit (Integrität)
- Festigkeitsparameter des Verfüllmaterials
- Optimierung durch Auslegung (Wahl von Normalprofilen, Kompartimenta-
lisierung, Wahl der Technologien zur Handhabung, Entfernung etc., …)
 Ausblick:
- RBG-Unterlagen: Konzept für die Beobachtungsphase und den
Verschluss (inkl. Rückholbarkeitskonzepte)
- Weitere Entwicklungsarbeiten bis zur 1:1 Demonstration vor der ersten
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