Mit dem Vorhaben sollen die technischen Randbedingungen und Beanspruchungsgrößen unter Berücksichtigung der aktuellen Sicherheitsanforderungen ermittelt sowie Anforderungen zur Konzeption und Auslegung von Endlagerbehältern für ein HAW-Endlager in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein hergeleitet und exemplarisch in denkbare Behälterkonzepte umgesetzt werden. Hierbei wird insbesondere auch die Bedeutung der Endlagerbehälter im Sicherheitskonzept des jeweiligen wirtsgesteinsspezifischen Endlagerkonzeptes berücksichtigt. Darüber hinaus wird die Verfügbarkeit geeigneter Nachweis- und Prognoseinstrumente für relevante Behälterkomponenten überprüft. AP 1: Aufarbeitung des nationalen und internationalen Standes zu bereits existieren-den Anforderungen und Konzepten für Endlagerbehälter und Zusammenstellung sicherheitsrelevanter Behältereigenschaften AP 2: Ermittlung der behälterrelevanten Randbedingungen und Beanspruchungsgrößen für Endlagerbehälter in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein in Deutschland AP 3: Herleitung und Zusammenstellung der Anforderungen an Endlagerbehälter für ein HAW-Endlager in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein AP4: Erarbeitung von Vorschlägen für mögliche Behälterkonzepte in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein.
Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in einer Bewertung verschiedener physikalischer Messprinzipien, Verfahren und Methoden zur nichtinvasiven Überwachung des Zustandes des Inventars von TLB bei verlängerter Zwischenlagerung. Damit sollen Möglichkeiten eruiert werden, Veränderungen der Brennelemente bzw. der aufnehmenden Behälterstrukturen über sehr lange Zeiträume von mehreren Jahrzehnten erkennen zu können, ohne die Behälter zu öffnen. Mit einem geeigneten Verfahren oder einer Verfahrenskombination könnte damit ein wichtiger Beitrag zur Langzeitsicherheit zwischengelagerter hochradioaktiver Abfälle geleistet werden, da mit einem solchen Verfahren Aussagen über die Transport- und Konditionierungsfähigkeit der Abfälle vor Verbringung im Endlager möglich wären. Das Verbundvorhaben ist in die folgenden 10 Arbeitspakete gegliedert (Bearbeitungsmonate in Klammern): AP1: Allgemeine Analyse des Standes von Wissenschaft und Technik (M1-6, TUD, HSZG) AP2: Methodenscreening für Strahlungsemission, Myonen und Thermographie (M5-12, TUD) AP3: Methodenscreening für Schwingungsspektroskopie (M5-12, HSZG) AP4: Analysen zum Gamma- und Neutronenstrahlungsfeld mittels Monte-Carlo-Simulation (M13-M33, TUD) AP5: Monte-Carlo-basierte Analysen zur Bewertung der Myonen-Radiographie (M13-M33, TUD) AP6: FEM-Analysen zur Bewertung der Thermographie (M13-M33, TUD) AP7: Entwicklung von Zustandserkennungsmethoden für multimodale Behälterüberwachungsdaten (M13-M33, HSZG) AP8: Experimentelle Analysen für Gammastrahlung und Thermographie (M13-M33, HSZG) AP9: Experimentelle Analysen zur Schwingungsspektroskopie (M13-M33, HSZG) AP10: Entwicklung von Verfahrenskonzepten zur Behälterüberwachung (M31-M36,TUD, HSZG).
1. Vorhabensziel: Das Gesamtziel des Projektes ist die Erweiterung des Kenntnisstands und der thermodynamischen Datenbasis für Actinide, langlebige Spaltprodukte und Matrixelemente mit Relevanz für Langzeitsicherheitsanalysen zur Endlagerung hochradioaktiver wärmeproduzierender nuklearer Abfälle. Im Rahmen dieses Teilprojekts werden Arbeiten zum Komplexierungsverhalten von Actiniden mit anorganischen Liganden Temperaturbereich bis 90°C durchgeführt. Ziel dieses Teilprojekts ist es, thermodynamische Standarddaten für einen größeren Ionenstärke- und Temperaturbereich zu erhalten. Diese Daten sollen dann in schon bestehende Datenbasen einfließen. Das Projekt liefert somit einen entscheidenden Beitrag für eine thermodynamisch fundierte Sicherheitsanalyse zur Langzeitsicherheit von nuklearen Endlagern. 2. Arbeitsplanung: Die folgenden Arbeitspakete werden bearbeitet: 1. Komplexierung von dreiwertigen Actiniden mit Chlorid und Carbonat; 2. Hydrolyse von dreiwertigen Lanthaniden/Actiniden bei erhöhten Temperaturen; 3. Komplexierung von Np(V) mit anorganischen Liganden bei erhöhten Temperaturen; 4. Charakterisierung von löslichkeitsrelevanten Festphasen; 5. Bewertung von Schätzmethoden; Qualitätsmanagement und Dokumentation.
Auf der Grundlage des derzeitigen Standes von Wissenschaft und Technik zur HAW-Endlagerung sowie unter Berücksichtigung international bewährter Konzepte für Sicherheitsnachweise in verschiedenen geologischen Formationen soll die Methodik des Sicherheitsnachweises für ein HAW-Endlager im Tonstein erarbeitet und mit Bezug zu einem generischen Standort die Anwendbarkeit aufgezeigt werden. Dabei wird der Kenntnisstand, der im Zuge vorangegangener Forschungsvorhaben zur möglichen Endlagerung in Tonsteinformationen in Deutschland erreicht wurde, zugrunde gelegt. Ein Teilziel ist, ausgehend von dem OECD-NEA-Katalog, die Prozesse zu selektieren bzw. zu ergänzen, die für eine Endlagerung in deutschen Tonsteinformationen relevant sind. Ein weiteres Teilziel ist es, heraus zu arbeiten bzw. zu verdeutlichen, wo die größten Unsicherheiten im Rahmen einer Nachweisführung zu erwarten sind, um damit die Möglichkeit zu schaffen, Maßnahmen zu entwickeln, diese Unsicherheiten abzubauen. Die gemeinsame Bearbeitung durch BGR, GRS und DBE TECHNOLOGY soll eine vollständige und ausgewogene Betrachtung aller Instrumente gewährleisten, die in den verschiedenen Teilen einer Sicherheitsanalyse bzw. eines Sicherheitsnachweises notwendig sind. Empfehlungen für weitere FuE-Arbeiten, die noch bestehende Kenntnislücken schließen sollen, bilden den Abschluss.