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Monatsbericht September 2023

Aktuelle Arbeiten - Schachtanlage Asse II Übersicht über die wesentlichen Arbeiten im September 2023 Für den Bau einer Strömungsbarriere erweitern Bergleute auf der 700-Meter-Ebene eine Strecke. Sie stellen darin das erste von zwei Widerlagern, das sind die Endstücke einer Strömungsbarriere, fertig. Da sich der geplante Bauplatz des zweiten Widerlagers in unmittelbarer Nähe zur Hauptverbindungsstrecke (Wendelstrecke) befindet, schneiden Bergleute im September Teile der Hauptverbindungsstrecke nach und versetzen darin verlaufende Rohr- und Versorgungsleitungen. Im Anschluss beginnen sie mit Fräsarbeiten in der sogenannten Kernbarriere, dem Bereich zwischen den Widerlagern. Das Foto zeigt eine Firstenfräse, die bereits erste Profile in die Decke (Firste) geschnitten hat. Die Fräsarbeiten werden fortgesetzt, bis der geplante Querschnitt erreicht ist. Im Anschluss wird das zweite Widerlager errichtet und der im Bereich der Kernbarriere entstandene Hohlraum vollständig mit Sorelbeton verfüllt. Insgesamt sollen im Bergwerk über 80 dieser hochdichten Bauwerke entstehen. Strömungsbarrieren sind ein Bestandteil der Notfallplanung und übernehmen eine wichtige Aufgabe: Für den Fall, dass so viel Wasser in die Asse läuft, dass der Zutritt technisch nicht mehr zu beherrschen ist, verzögern sie die Ausbreitung radioaktiver Stoffe im Bergwerk. Fräsarbeiten unter Tage in der Schachtanlage Asse II. Stabilisierung und Notfallplanung Die Rückholung kann nur in einem langfristig stabilen Bergwerk erfolgen. Zudem müssen Vorbereitungen für einen möglichen Notfall getroffen werden. Im September errichten Bergleute ein Widerlager, also das Endstück einer Strömungsbarriere, in einer zuvor erweiterten Strecke auf der 700-Meter-Ebene. Für den Bau eines zweiten Widerlagers schneiden sie Teile der Hauptverbindungsstrecke (Wendelstrecke) nach und schaffen so den notwendigen Raum. Im Bereich zwischen den Widerlagern (Kernbarriere) beginnen Bergleute mit Fräsarbeiten zur Erweiterung der Strecke bis auf den geplanten Querschnitt. Auf der 750-Meter-Ebene setzen Bergleute die Stabilisierungsarbeiten am Pfeiler im Umfeld des Arbeitsbereichs zur Erkundung der Einlagerungskammer 12 fort. Um die Gesteinsschichten in diesem Bereich zu stabilisieren, setzen sie sogenannte Gebirgsanker. Diese bis zu fünf Meter langen Stangen verbinden die Schichten miteinander. Anschließend verfüllen Bergleute verbleibende Hohl- und Zwischenräume mit Sorelbeton. Um den abschüssigen Arbeits- und Zufahrtsbereich zusätzlich zu sichern, setzen Bergleute im Boden geankerte Stahlträger. In 800 Metern Tiefe führen Bergleute Tests zum Fließverhalten eines neuen Spezialbetons durch. Dieser unterscheidet sich in der Zusammensetzung zum üblichen Sorelbeton aus Steinsalz, Magnesiumoxid und Magnesiumchloridlösung. Im neuen Baustoff wird das Magnesiumoxid durch Brucit (Magnesiumhydroxid) ersetzt. Der neue Spezialbeton zeigt eine verbesserte Fließfähigkeit, höhere Abbindezeiten und ein geringeres Entmischungsverhalten. Dieser Spezialbeton könnte so im Notfall ohne Verstopfen der Leitung von über Tage in das Bergwerk eingebracht werden. Rückholungsplanung Die BGE hat den gesetzlichen Auftrag die Schachtanlage Asse II unverzüglich stillzulegen. Zuvor sollen die radioaktiven Abfälle zurückgeholt werden. Am Bohrplatz für die Erkundungsbohrung Remlingen 18 (R 18) werden im September die Arbeiten zur Einrichtung des Bohrplatzes fortgesetzt. Um das Gelände für den Bau des Fundaments in Böschungslage zu stabilisieren, bringen Mitarbeiter*innen Unterboden und Hartsteinmaterial hinter zuvor gesetzte Winkelstützen ein. Zusätzlich werden Anlagen zur Entwässerung installiert und der Einbau einer Abscheideranlage zum Trennen von Feststoffen aus Flüssigkeiten abgeschlossen. In der zweiten Monatshälfte bauen Mitarbeiter*innen eine stabilisierende Binderschicht ein und gießen die tragende Asphalt-Deckschicht. Damit ist die Einrichtung des Bohrplatzes bis auf wenige Restarbeiten abgeschlossen und der Bereich für den Aufbau und Betrieb der Bohranlage vorbereitet. Die Erkundungsbohrung soll östlich der Schachtanlage Asse II erstellt werden und Erkenntnisse zum Aufbau des Gebirges liefern. Auf Basis dieser Erkenntnisse soll der Ansatzpunkt für den Schacht Asse 5 abschließend festgelegt werden. Für die ausgeschriebenen Planungsarbeiten zur Förderanlage Schacht Asse 5 sind die Teilnahmeanträge eingegangen und ausgewertet. Geeignete Bieter wurden aufgefordert, Angebote für die vorgesehenen Bietergespräche abzugeben. Auf der 750-Meter-Ebene gehen die Bohrarbeiten zur Erkundung der Einlagerungskammer 12 weiter. Das Erkundungsprogramm soll der BGE Erkenntnisse für die weitere Planung der Rückholung liefern. Dazu gehören unter anderem der Zustand des umliegenden Gebirges, die Zusammensetzung der Kammeratmosphäre und der Zustand der Abfallgebinde. Die Bohrung ist im September rund 100 Meter lang. Der geplante Endpunkt dieser ersten Bohrung liegt bei rund 135 Metern. Die Bohrung wird zuerst über die Einlagerungskammer führen. Anschließend wird der Verlauf der Kammerdecke ermittelt. Erst danach wird eine abgelenkte Bohrung in die Kammer ausgeführt. Lösungsmanagement In die Schachtanlage Asse II dringen salzhaltige Lösungen aus dem Deckgebirge ein. Das Lösungsmanagement regelt den Umgang mit diesen Lösungen. Vom 18. bis 20. September 2023 werden rund 253 Kubikmeter Salzlösung in der Charge mit der Bezeichnung 2023/14 nach erfolgter Freigabe gemäß Paragraph 31 bis 42 der Strahlenschutzverordnung nach über Tage gebracht. Tritium und Cäsium-137 werden nicht nachgewiesen. Die Nachweisgrenze für Tritium liegt bei 7,5 Becquerel pro Liter, die für Cäsium bei 0,30 Becquerel pro Liter. Weitere Informationen finden Sie in unserem Beitrag zu den Messwerten im Themenschwerpunkt "Das Wasser in der Asse" . Bergbauliche Arbeiten Die Bergleute müssen den sicheren Betrieb der Schachtanlage Asse II gewährleisten. Auf der 490-Meter-Ebene beginnen Bergleute mit der Produktion von Blocksteinen aus Spezialbeton an einer speziell dafür erstellten Produktionsstätte. Hier können zeitgleich mehr als ein halbes Dutzend Blocksteine hergestellt werden. Diese ähneln riesigen Klemmbausteinen und werden zum Bau von Stütz- und Barrierebauwerken genutzt. In einer Anschlussstrecke zum Schacht Asse 2 auf der 700-Meter-Ebene bearbeiten Bergleute den Boden (Sohle). In diesem Bereich, nahe der größten Baustoffanlage in der Asse, hebt sich der Boden durch den Gebirgsdruck. Dadurch werden in der Strecke übereinanderliegend installierte Kompressoren gegeneinandergedrückt. Die Bergleute vertiefen den Bereich und verlängern Metallbögen (Gleitbogenprofile), die in der Strecke die Decke (Firste) und Wände (Stöße) stützen. Mit Abschluss der Stabilisierungsarbeiten haben die Kompressoren wieder genug Platz. In 700 Metern Tiefe stellen Bergleute Stabilisierungs- und Verfüllarbeiten an einer aufgefahrenen Bestandsstrecke in Richtung Schacht Asse 2 fertig. Im September stabilisieren sie den Übergangsbereich zum Schacht, errichten Abdichtbauwerke und verfüllen den gesamten Bereich abschnittsweise mit Sorelbeton. Auf der 775-Meter-Ebene berauben Bergleute eine Strecke in einem ehemaligen Versuchsfeld für Abdichtungs-/Injektionsmaßnahmen. Sie verfüllen Bohrlöcher und errichten am Übergang zur Hauptverbindungsstrecke (Wendelstrecke) eine Abdichtmauer. Dieser Bereich soll mit Sorelbeton verfüllt und abgestoßen werden. Im Grubentiefsten in 825 Metern Tiefe erweitern Bergleute eine Strecke mit einer Teilschnittmaschine. Dieser Bereich soll für die Verfüllung von Spezialbeton mit kontaminiertem und unkontaminiertem Wasser (Lösung) zur Verfügung stehen. Strahlenschutz Die Einhaltung und Überwachung des Strahlenschutzes gewährleistet die Sicherheit des Personals, der Besucherinnen und Besucher, der Bevölkerung sowie der Umwelt. Zur Messung einer potenziellen Kontamination durch Jod-129 in der Fort-/Abluft, installieren Mitarbeiter*innen des Strahlenschutzes im September mit Aktivkohle bestückte Filtersysteme an neuralgischen Punkten im Bergwerk. Die Filtersysteme werden nach dem Sammelzeitraum von rund 6 Wochen gammaspektrometrisch ausgewertet. Mit den Messergebnissen soll der Nachweis erbracht werden, dass eine relevante Jod-129 Kontamination in der Fort-/Abluft ausgeschlossen werden kann. Diese Messungen sind turnusmäßig alle vier Jahre als beweissichernde Maßnahme vorgeschrieben. Im Gespräch Im Rahmen unserer Öffentlichkeitsarbeit können sich alle interessierten Bürgerinnen und Bürger über die Schachtanlage Asse II informieren und mit uns ins Gespräch kommen. Die Infostelle Asse hat mittwochs und donnerstags von 10:00 bis 17:00 Uhr geöffnet. An den weiteren Wochentagen öffnen die Mitarbeiter*innen die Infostelle nach Vereinbarung. Weitere Informationen zu den Angeboten finden sie auf der Website der Infostelle Asse . Links zum Thema Aktuelle Arbeiten - Schachtanlage Asse II Themenschwerpunkt: Das Wasser in der Asse -Messwerte Asse - Fassungsrate Lösungszutritt Asse – die Entwicklung Asse: Infostelle und Befahrungen BGE startet Erkundungsbohrung Richtung Einlagerungskammer 12 Übersicht über die wesentlichen Arbeiten im August 2022

Transmutation hochradioaktiver Abfälle

Transmutation hochradioaktiver Abfälle Partitionierung und Transmutation (P&T) ist bislang nur eine Theorie. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Sind diese Konzepte in der Praxis umsetzbar und können sie ein Endlager ersetzen? Mithilfe von Partitionierung und Transmutation (P&T) soll es möglich sein, hochradioaktive Abfälle so aufzubereiten, dass sich die Dauer, die sie nennenswert strahlen, reduziert. Bislang gelang dies allenfalls im Labormaßstab. Bei intensiver Forschung würden voraussichtlich mehrere Jahrzehnte vergehen, bis die Technologie einsatzbereit wäre. Ein Endlager für hochradioaktive Abfälle wäre trotzdem erforderlich, da nur ein Teil des hochradioaktiven Atommülls umwandelbar ist. Die tiefengeologische Entsorgung ist absehbar die bessere Alternative: Zu diesem Schluss kommt ein aktuelles Gutachten , dass das BASE in Auftrag gegeben hat. Partitionierung und Transmutation Weltweit forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler seit Jahrzehnten an verschiedenen Möglichkeiten, hochradioaktive Abfälle sicher zu entsorgen. Eine Variante, die es bisher nur in der Theorie gibt, ist die industrielle Anwendung von Transmutation zur Verringerung der Menge radioaktiver Abfälle. Mit diesem Verfahren sollen langlebige Bestandteile des Abfalls gezielt in kurzlebige oder stabile Stoffe umgewandelt werden. Transmutation – Wohin mit dem ganzen Müll? Die Nutzung der Kernenergie hat 27.000 m³ hochradioaktive Abfälle allein in Deutschland hinterlassen. Können diese Abfälle recycelt werden? Bisher funktioniert die Transmutation im Kontext der Abfallbehandlung nur in der Theorie. Wäre sie zukünftig vielleicht eine Alternative zur Endlagerung tief unter der Erde? Unser Video gibt Antworten. Was ist Transmutation? Langlebige Bestandteile wie Uran und Plutonium werden abgetrennt und in kurzlebige Bestandteile umgewandelt, dabei entsteht auch Energie. © BASE Transmutation ist ein physikalischer Prozess, bei dem ein Element in ein anderes umgewandelt wird. In Atomkraftwerken passiert dies bereits für einige Stoffe (insbesondere Uran und Plutonium ) als Nebeneffekt der Stromerzeugung. Transmutation, im Kontext der Abfallbehandlung, bedeutet, dass langlebige radioaktive Atomkerne ( Radionuklide ) in kurzlebige oder stabile Atomkerne umgewandelt werden. Ein Transmutationsverfahren zur gezielten industriellen Abfallbehandlung existiert noch nicht. Sollte das eines Tages technisch möglich sein, würde, so die Hoffnung, der hochradioaktive Atommüll nicht mehr für hunderttausende Jahre Menschen und Umwelt gefährden, sondern nur für einen deutlich kürzeren Zeitraum. Im Gegenzug würde sich aber voraussichtlich das Volumen an schwach- und mittelradioaktiven Abfällen deutlich erhöhen. Auf ein Endlager für hochradioaktive Abfälle könnte auch deshalb nicht verzichtet werden, da nur ein Teil der hochradioaktiven Abfälle überhaupt transmutiert werden kann. Aus was besteht eigentlich Atommüll? Hochradioaktive Abfälle aus Atomkraftwerken sind eine Mischung aus verschiedenen Stoffen bzw. Stoffgruppen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften haben. Da die hochradioaktiven Abfälle über einen sehr langen Zeitraum ein hohes Gefährdungspotential besitzen, müssen sie durch ein Endlager für eine Million Jahre von der Umwelt abgeschirmt werden. Die Hauptbestandteile sind: Uran Uran wird aus der Erde geschürft und zu Brennstoff verarbeitet. Der Großteil des Urans, nämlich gut 94%, wird während des Einsatzes im Atomkraftwerk jedoch nicht gespalten, sondern als Teil des hochradioaktiven Abfalls entsorgt. Das im Kraftwerk eingesetzte Uran selbst strahlt nur sehr schwach und ist wenig mobil im Erdreich. Einige P&T -Konzepte sehen daher vor, es nicht umzuwandeln. Stattdessen würde es vom Rest des Abfalls abgetrennt und direkt einem Endlager zugeführt. Transurane Transurane sind Stoffe, die entstehen, wenn Uran Neutronen einfängt statt durch diese gespalten zu werden. Dadurch bilden sich Elemente mit einer höheren Ordnungszahl - also mit mehr Protonen - als Uran. Relevant sind dabei insbesondere die Elemente Neptunium, Plutonium , Americium und Curium. Transurane machen etwa 1,5 % des deutschen hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen zu einer hohen Strahlung und großen Wärmefreisetzung der bestrahlten Brennelemente bei. Spaltprodukte Spaltprodukte entstehen, wenn Uran oder Transurane gespalten werden. Spaltprodukte machen etwa 4 % des hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen in den ersten Jahrzehnten am meisten zur Strahlung sowie zur Wärmefreisetzung der verbrauchten Brennelemente bei. Spaltprodukte sind oft gut wasserlöslich und somit sehr mobil im Erdreich. Wie funktioniert Transmutation im Kontext der Abfallbehandlung? Das angestrebte technische Verfahren zur Abfallbehandlung wird „Partitionierung und Transmutation" ( P&T ) genannt und besteht aus drei Schritten: Abtrennung (Partitionierung), Brennstofffertigung und Umwandlung (Transmutation). Bei der Abtrennung werden zunächst Transurane aus den abgebrannten Brennelementen herausgelöst. Für Uran und Plutonium geschieht dies heute bereits in Wiederaufarbeitungsanlagen. Um auch die übrigen Transurane abtrennen zu können, bedarf es erheblicher technischer Weiterentwicklungen. Bislang gelang dies nur im Labor. Anschließend sollen die abgetrennten Transurane zu neuen Brennelementen verarbeitet und in speziellen Reaktoren mit Neutronen beschossen werden. Ein Teil der Transurane wird dabei gespalten und in kurzlebigere oder stabile Atomkerne umgewandelt. Im geringen Umfang entstehen aber auch langlebige Spaltprodukte , beispielsweise Iod-129. Das P&T-Verfahren müsste allerdings viele Male wiederholt werden, da bei jedem Durchgang nur ein Teil der Transurane umgewandelt werden kann. © BASE Ist Transmutation in der Praxis umsetzbar? Bislang existiert keine industriereife Transmutations-Anlage. Bis dahin könnten – so dass vom BASE in Auftrag gegebene Gutachten – noch viele Jahrzehnte vergehen. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit wäre mit hohen Kosten verbunden. Laut den Modellrechnungen müssten drei bis 23 dieser auf Transmutation ausgelegten Atomkraftwerke zwischen 55 und 300 Jahren betrieben werden, um einen Großteil der deutschen Transurane zu transmutieren. Das P&T-Verfahren würde somit den Aufbau einer umfangreichen kerntechnischen Industrie notwendig machen. Dies ist durch die derzeitige Gesetzeslage in Deutschland nicht gedeckt. Der Grund: Nach den Reaktorkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima gibt es hierzulande einen breiten gesellschaftlichen Konsens darüber, künftig keine Atomkraftwerke mehr zu betreiben. Die drei letzten Atomkraftwerke wurden am 15. April 2023 abgeschaltet. Kann Transmutation ein Endlager ersetzen? Auch mit Transmutation würde ein Endlager für hochradioaktive Abfälle erforderlich bleiben. Dies hat insbesondere drei Gründe: Selbst bei mehrmaliger Transmutation bleiben Transuran-Reste zurück, die einem Endlager zugeführt werden müssten. Langlebige Spaltprodukte (sowohl bestehende als auch neu entstehende) müssten in einem Endlager eingelagert werden. Nur ein Teil der hochradioaktiven Abfälle liegt in Form von Brennelementen vor. Ca. 40% der Abfälle wurden im Rahmen der Wiederaufbereitung verglast. Hier wäre die erneute Partitionierung deutlich anspruchsvoller. Weiterhin ist zu beachten, dass sich die Menge an schwach- und mittelradioaktiven Abfällen, beispielsweise aus dem Rückbau der Anlagen, erheblich erhöhen würde. Fazit Die Leistungsfähigkeit sowie der Zeitpunkt einer möglichen Verfügbarkeit der Transmutation zur industriellen Behandlung von radioaktiven Abfällen sind ungewiss. Auf diese Technologie als Ersatz für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle zu setzen, ist daher mit dem Verantwortungsprinzip nicht vereinbar. Dieses Prinzip ist im Standortauswahlgesetz verankert und sieht vor, dass ein bestmöglicher Schutz von Mensch und Umwelt vor den Wirkungen ionisierender Strahlung sowie die Vermeidung unzumutbarer Lasten für zukünftige Generationen gewährleistet sein muss. Die Zukunft Für den Fall, dass Partitionierung & Transmutation in den kommenden Jahrzehnten oder Jahrhunderten tatsächlich bis zur industriellen Reife weiterentwickelt wird und sich die Menge der hochradioaktiven Abfälle verringern ließe, sieht das Standortauswahlgesetz Korrekturmöglichkeiten vor. Laut Gesetz sollen die hochradioaktiven Abfälle bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Gutachten zu Partitionierung und Transmutation Kategorie: Nukleare Sicherheit | Datum: 10.03.2021 Konzepte zu Partitionierung und Transmutation werden international diskutiert und erforscht. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Doch bislang ist das nur Theorie. Das BASE hat ein Gutachten in Auftrag gegeben, um zu prüfen, ob diese Konzepte in der Praxis umsetzbar sind. © BASE Uran Uran wird aus der Erde geschürft und zu Brennstoff verarbeitet. Der Großteil des Urans, nämlich gut 94%, wird während des Einsatzes im Atomkraftwerk jedoch nicht gespalten, sondern als Teil des hochradioaktiven Abfalls entsorgt. Das im Kraftwerk eingesetzte Uran selbst strahlt nur sehr schwach und ist wenig mobil im Erdreich. Einige P&T -Konzepte sehen daher vor, es nicht umzuwandeln. Stattdessen würde es vom Rest des Abfalls abgetrennt und direkt einem Endlager zugeführt. Transurane Transurane sind Stoffe, die entstehen, wenn Uran Neutronen einfängt statt durch diese gespalten zu werden. Dadurch bilden sich Elemente mit einer höheren Ordnungszahl - also mit mehr Protonen - als Uran. Relevant sind dabei insbesondere die Elemente Neptunium, Plutonium , Americium und Curium. Transurane machen etwa 1,5 % des deutschen hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen zu einer hohen Strahlung und großen Wärmefreisetzung der bestrahlten Brennelemente bei. Spaltprodukte Spaltprodukte entstehen, wenn Uran oder Transurane gespalten werden. Spaltprodukte machen etwa 4 % des hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen in den ersten Jahrzehnten am meisten zur Strahlung sowie zur Wärmefreisetzung der verbrauchten Brennelemente bei. Spaltprodukte sind oft gut wasserlöslich und somit sehr mobil im Erdreich. Forschungsvorhaben des BASE Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von Konzepten zu Partitionierungs- und Transmutationsanlagen für hochradioaktive Abfälle (P&T) Verfolgung und Aufbereitung des Standes von Wissenschaft und Technik bei alternativen Entsorgungsoptionen für hochradioaktive Abfälle (altEr) Kurzinformationen zu Partitionierung und Transformation Partitionierung und Transmutation (P&T) Herunterladen (PDF, 73KB, barrierefrei⁄barrierearm)

Gutachten zu Partitionierung und Transmutation

Gutachten zu Partitionierung und Transmutation Konzepte zu Partitionierung und Transmutation werden international diskutiert und erforscht. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Doch bislang ist das nur Theorie. Das BASE hat ein Gutachten in Auftrag gegeben, um zu prüfen, ob diese Konzepte in der Praxis umsetzbar sind. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Doch bislang ist das nur Theorie. Bei intensiver Forschung würden mehrere Jahrzehnte vergehen, bis die Technologie einsatzbereit wäre. Ein Endlager für hochradioaktive Abfälle wäre trotzdem erforderlich, da nur ein Teil des hochradioaktiven Atommülls umwandelbar ist. Die tiefengeologische Entsorgung ist absehbar die bessere Alternative: Zu diesem Schluss kommt ein aktuelles Gutachten , dass das BASE in Auftrag gegeben hat. Das BASE hat ein Gutachten in Auftrag gegeben, um zu prüfen, ob Konzepte der Transmutation in der Praxis umsetzbar sind. Dies sind die zusammengefassten Ergebnisse: Konzepte zu Partitionierung und Transmutation werden international diskutiert und teilweise erforscht. In der Theorie sind einige dieser Technologien in der Lage, bestimmte Radionuklide umzuwandeln und die Strahlungsintensität von Atommüll zu verringern. Für die Umwandlung von langlebigen in kurzlebige Atomkerne ist die Entwicklung neuer Reaktoren und Wiederaufarbeitungsanlagen notwendig. Bislang gibt es hierfür nur Konzeptideen. Es würden voraussichtlich mehrere Jahrzehnte Entwicklungsarbeit notwendig sein, bis die erforderlichen Technologien zur Verfügung stehen. Für den Fall einer erfolgreichen Entwicklung, würden weitere Jahrzehnte zur Umsetzung des Programms folgen. Partitionierung und Transmutation erfordern viele kerntechnische Anlagen, die langfristig betrieben werden. Der Wiedereinstieg in ein großangelegtes kerntechnisches Programm wäre nötig. Transmutation kann ein Endlager für hochradioaktive Abfälle nicht ersetzen. Nicht alle hochradioktiven Abfallstoffe werden voraussichtlich umwandelbar sein, außerdem entstehen während des P&T-Verfahrens wieder neue Abfälle. Der Zeitpunkt, an dem ein Endlager fertig beladen ist, würde damit erheblich in die Zukunft verschoben. Die heutigen Probleme würden somit zukünftigen Generationen aufgebürdet. Aus abgetrennten Stoffe wie Plutonium können Atomwaffen hergestellt werden. Es besteht das Risiko, dass diese entwendet und für nicht-friedliche Zwecke benutzt werden. Bezogen auf die in Deutschland vorhandenen hochradioaktiven Abfälle, hat eine Modellrechnung im Gutachten folgendes ergeben: Es wird in jedem Fall ein Endlager für hochradioaktive Abfälle benötigt. Nicht transmutierbar sind: Verglaste Abfälle, Abfälle aus Forschungsreaktoren sowie Uran und Spaltprodukte, die sich in den verbleibenden Brennelementen befinden. Selbst im besten Fall würden von den verbleibenden 150 Tonnen Transuranen nach 300 Jahren noch etwa 30 Tonnen Transurane übrig bleiben. Bei der Kernspaltung der Transurane werden neue Spaltprodukte erzeugt. Einige dieser entstehenden Spaltprodukte haben extrem hohe Halbwertszeiten (Jod-129: 15,7 Millionen Jahre und Cäsium-135: 2,3 Millionen Jahre) und sind für die Langzeitsicherheit des Endlagers von großer Bedeutung. Durch den Betrieb, die Stilllegung und den Rückbau der erforderlichen Kern-Reaktoren, Wiederaufarbeitungsanlagen und ggf. Brennelementefabriken würden erhebliche Mengen an zusätzlichen schwach- und mittelradioaktiven Abfällen entstehen. Diese können durchaus in der gleichen Größenordnung wie die für das Endlager Schacht Konrad vorgesehenen Mengen zur Einlagerung (303.000 Kubikmeter) liegen. Das Gutachten kam zu dem Ergebnis, dass durch Partitionierung und Transmutation für die beiden im Standortauswahlgesetz genannten Ziele – Gewährleistung eines bestmöglichen Schutz von Mensch und Umwelt vor der Wirkung ionisierender Strahlung sowie das Vermeiden von unzumutbaren Lasten für zukünftige Generationen – negativ zu bewerten sind. Fragen und Antworten zum Verfahren "Partitionierung und Transmutation" Kann durch Partitionierung und Transmutation die erforderliche Endlagergröße reduziert werden? Partitionierung und Transmutation sind im hier angesprochenen Maße bislang nicht einsatzfähig. Es ist unklar, ob dies in Zukunft der Fall sein wird. Die nachfolgenden Darstellungen konzentrieren sich daher auf die grundsätzlich denkbaren Auswirkungen auf die Endlagerung , die theoretisch mit der Partitionierung und Transmutation verbunden sein können. Die erforderliche Größe des Endlagers wird in erster Linie nicht durch das Gesamtvolumen der Abfallstoffe bestimmt, sondern durch das Endlagerkonzept und die Wärmeentwicklung der Abfälle zum Zeitpunkt der Einlagerung. Vor diesem Hintergrund führt die Anwendung von Partitionierung und Transmutation nicht automatisch zu einer Verringerung der Endlagergröße. Partitionierung und Transmutation könnte zu größerem Endlager führen Unter Umständen könnte die Anwendung von Partitionierung und Transmutation sogar dazu führen, dass das Endlager noch vergrößert werden müsste. Der Grund ist, dass das theoretische Verfahren zumeist darauf abzielt, langlebige Atomkerne in schnell zerfallende Spaltprodukte zu überführen. Ein schnellerer Zerfall geht allerdings mit einer höheren Wärmefreisetzung einher. Da die Wirtsgesteine und die Verfüll- und Versiegelungsmaterialien jeweils nur über eine begrenzte Wärmeverträglichkeit verfügen, könnte das dazu führen, dass das Endlager vergrößert werden müsste, um eine Schädigung des Wirtsgesteins zu verhindern. Neue schwach- und mittelradioaktive Abfälle würden entstehen Weiterhin würden bei der Durchführung von Partitionierung und Transmutation zusätzliche schwach- und mittelradioaktive Abfälle aufgrund von Kontaminationen und Aktivierungen erzeugt. Diese müssten zusätzlich in einem entsprechenden Endlager entsorgt werden, dessen Abfallmengen dadurch erhöht würden. Alternativ dazu könnten die durch Transmutation erzeugten Spaltprodukte zwischengelagert werden, voraussichtlich mehrere hundert Jahre, bis sie in das Endlager verbracht werden oder gar aus der atomrechtlichen Aufsicht entlassen werden können. In diesem Szenario könnten Partitionierung und Transmutation zu einer Reduktion der erforderlichen Endlagergröße beitragen, zum Preis zusätzlicher langfristiger Zwischenlagerung , die über Generationen hinweg gesichert werden müsste. Zwischenlager sind keine Dauerlösung Allerdings können solche Lager nur eine Zwischenlösung sein, denn Mauern, Sicherheitskräfte und Stacheldraht gewährleisten auf lange Sicht nicht den Schutz, den ein Endlager in stabilen Gesteinsschichten tief unter der Erde bietet. Zudem kann niemand voraussagen, ob künftige Generationen in ähnlich stabilen gesellschaftlichen Verhältnissen leben werden, um eine sicher langfristige Zwischenlagerung der Abfälle gewährleisten zu können bzw. über die finanziellen Mittel verfügen, die Abfälle sicher zu entsorgen. Warum wird Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv gefördert? Die Frage, ob ein großtechnischer Einsatz von Partitionierung und Transmutation zukünftig möglich wäre, ist derzeit offen. Die Beantwortung der Frage würde jahrzehntelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit voraussetzen und wäre mit hohen Kosten verbunden. Gleichbedeutend mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie Die aktive Förderung und Technologieentwicklung in diesem Bereich mit dem Ziel der Anwendung von Partitionierung und Transmutation auf die radioaktiven Abfälle in Deutschland würde vor diesem Hintergrund eine Verschiebung der Verantwortlichkeit bedeuten: Ein jahrzehntelanger aktiver Umgang mit hochradioaktiven Stoffen steht dem im Standortauswahlgesetz formuliertem Anspruch entgegen, die Lasten und Verpflichtungen für zukünftige Generationen so gering wie möglich zu halten. Der spätere hypothetische Einsatz von Partitionierung und Transmutation würde zudem den Betrieb großer kerntechnischer Anlagen und Reaktoren nötig machen und wäre mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie verbunden – mit den damit verbundenen radioaktiven Emissionen, Strahlenbelastungen und Störfallrisiken. Ein Betrieb solcher Anlagen wäre mit dem gesetzlichen Ausstiegbeschluss nicht vereinbar. BASE beobachtet die internationale Forschung Dennoch beobachtet das BASE entsprechend seinem gesetzlichen Auftrag die Entwicklung potentieller alternativer Entsorgungsmöglichkeiten sowie die internationale Forschung zu derartigen Konzepten. Hierzu gehört auch die Partitionierung und Transmutation . Falls sich hieraus neue Erkenntnisse für eine sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle ergeben, die signifikante Vorteile gegenüber der tiefengeologischen Endlagerung aufzeigen, wären die vorgesehenen Entsorgungspfade neu zu bewerten. . Kann Partitionierung und Transmutation ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig machen? Um ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig zu machen, wäre es notwendig, alle in den Rückständen befindlichen langlebigen Atomkerne (dies sind z.B. Plutonium -239 und Neptunium-237) in kurzlebige oder stabile Atomkerne umzuwandeln bzw. zu transmutieren. Ein solches Verfahren gibt es derzeit nicht. Selbst wenn ein solches Verfahren entwickelt werden würde, ist gegenwärtig nicht absehbar, bis zu welchem Grad die Transmutation mit einem vertretbaren Aufwand durchgeführt werden könnte. Der Grund ist, dass sich nicht alle langlebigen Atomkerne auf einmal umwandeln lassen: Aus den hochradioaktiven Abfällen müssten zunächst frische Brennelemente gefertigt werden. Die frischen Brennelemente würden in sogenannten Transmutationsreaktoren eingesetzt und dort bestrahlt. Transmutation würde rund 150 Jahre dauern Bei diesem Vorgang würde allerdings nur ein Teil der langlebigen Atomkerne umgewandelt. Das bedeutet, aus den anfallenden Abfallstoffen müssten anschließend wieder langlebige Atomkerne herausgetrennt (Partitionierung), zu frischen Brennelementen verarbeitet und in Transmutationsreaktoren erneut bestrahlt werden. Dieser Vorgang müsste viele Male wiederholt werden und schließt jeweils auch eine Zwischenlagerung der Abfälle ein. Bei der Analyse der Entsorgungsoption Transmutation hatte die „Kommission zur Lagerung der hochradioaktiven Abfälle“ geschätzt, dass eine Reihe von Transmutationsreaktoren über einen Zeitraum von rund 150 Jahren betrieben werden müssten. Große Mengen schwach- und mittelradioaktive Abfälle entstehen Doch auch dieser Prozess führt voraussichtlich nicht zu einer vollständigen Umwandlung der langlebigen Atomkerne. Es müssten weiterhin eine verbleibende Menge hochradioaktiver Abfälle sowie große Mengen von durch Partitionierung und Transmutation zusätzlich erzeugten schwach- und mittelradioaktive Abfälle entsorgt werden. Zudem beinhalten die hochradioaktiven Abfälle sogenannte Spaltprodukte . Diese sind teilweise hochradioaktiv und zum Teil sehr langlebig ( z.B. Selen-79, Zirconium-93, Technetium-99, Palladium-107, Iod-129 und Cäsium-135). Bislang existiert auch für diese Spaltprodukte kein industriereifes Verfahren, um die Atomkerne umzuwandeln, d.h. diese Rückstände müssten ebenfalls in einem Endlager entsorgt werden. Keine Behandlung von verglasten Abfällen möglich Hinzu kommt, dass ein Teil der in Deutschland produzierten atomaren Abfälle nicht mehr in Form der ursprünglich verwendeten Brennelemente vorliegt, sondern im Zuge der Brennstoff-Wiederaufbereitung mit Glas verschmolzen werde ( sog. Verglasung). Die Verglasung dieser Abfälle würde ein erhebliches Hindernis für die Aufbereitung und Brennstoffherstellung bedeuten, die für eine Transmutation Voraussetzung ist. Nach der heutigen Kenntnislage ist die Transmutation für eine weitere Behandlung dieser Abfälle kein geeignetes Verfahren. Der für Partitionierung und Transmutation notwendige Transport von nuklearen Abfällen und die kontinuierliche Verarbeitung der Abfälle, gehen zudem mit zusätzlichen Risiken für Mensch und Umwelt einher. Es ist derzeit nicht erkennbar, dass in absehbarer Zeit ein Verfahren zur Partitionierung und Transmutation zur Verfügung stehen wird, das ein Endlager überflüssig macht. Einzige Lösung: tiefengeologische Lagerung Nach der Abwägung von Chancen und Risiken haben Endlagerkommission und Gesetzgeber die Entscheidung getroffen, dass die Strategie zur Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv verfolgt wird. Stattdessen werden alle radioaktiven Abfälle tiefengeologisch gelagert. Das gegenwärtige Endlagerkonzept sieht vor, dass die hochradioaktiven Abfälle bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Darüber hinaus sollen die Rückstände noch 500 Jahre nach Verschluss des Endlagers lang geborgen werden können. Dies gibt den folgenden Generationen die Möglichkeit, auf künftige technische Entwicklungen reagieren zu können. Fragen und Antworten zum Verfahren "Partitionierung und Transmutation" Kann durch Partitionierung und Transmutation die erforderliche Endlagergröße reduziert werden? Partitionierung und Transmutation sind im hier angesprochenen Maße bislang nicht einsatzfähig. Es ist unklar, ob dies in Zukunft der Fall sein wird. Die nachfolgenden Darstellungen konzentrieren sich daher auf die grundsätzlich denkbaren Auswirkungen auf die Endlagerung , die theoretisch mit der Partitionierung und Transmutation verbunden sein können. Die erforderliche Größe des Endlagers wird in erster Linie nicht durch das Gesamtvolumen der Abfallstoffe bestimmt, sondern durch das Endlagerkonzept und die Wärmeentwicklung der Abfälle zum Zeitpunkt der Einlagerung. Vor diesem Hintergrund führt die Anwendung von Partitionierung und Transmutation nicht automatisch zu einer Verringerung der Endlagergröße. Partitionierung und Transmutation könnte zu größerem Endlager führen Unter Umständen könnte die Anwendung von Partitionierung und Transmutation sogar dazu führen, dass das Endlager noch vergrößert werden müsste. Der Grund ist, dass das theoretische Verfahren zumeist darauf abzielt, langlebige Atomkerne in schnell zerfallende Spaltprodukte zu überführen. Ein schnellerer Zerfall geht allerdings mit einer höheren Wärmefreisetzung einher. Da die Wirtsgesteine und die Verfüll- und Versiegelungsmaterialien jeweils nur über eine begrenzte Wärmeverträglichkeit verfügen, könnte das dazu führen, dass das Endlager vergrößert werden müsste, um eine Schädigung des Wirtsgesteins zu verhindern. Neue schwach- und mittelradioaktive Abfälle würden entstehen Weiterhin würden bei der Durchführung von Partitionierung und Transmutation zusätzliche schwach- und mittelradioaktive Abfälle aufgrund von Kontaminationen und Aktivierungen erzeugt. Diese müssten zusätzlich in einem entsprechenden Endlager entsorgt werden, dessen Abfallmengen dadurch erhöht würden. Alternativ dazu könnten die durch Transmutation erzeugten Spaltprodukte zwischengelagert werden, voraussichtlich mehrere hundert Jahre, bis sie in das Endlager verbracht werden oder gar aus der atomrechtlichen Aufsicht entlassen werden können. In diesem Szenario könnten Partitionierung und Transmutation zu einer Reduktion der erforderlichen Endlagergröße beitragen, zum Preis zusätzlicher langfristiger Zwischenlagerung , die über Generationen hinweg gesichert werden müsste. Zwischenlager sind keine Dauerlösung Allerdings können solche Lager nur eine Zwischenlösung sein, denn Mauern, Sicherheitskräfte und Stacheldraht gewährleisten auf lange Sicht nicht den Schutz, den ein Endlager in stabilen Gesteinsschichten tief unter der Erde bietet. Zudem kann niemand voraussagen, ob künftige Generationen in ähnlich stabilen gesellschaftlichen Verhältnissen leben werden, um eine sicher langfristige Zwischenlagerung der Abfälle gewährleisten zu können bzw. über die finanziellen Mittel verfügen, die Abfälle sicher zu entsorgen. Warum wird Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv gefördert? Die Frage, ob ein großtechnischer Einsatz von Partitionierung und Transmutation zukünftig möglich wäre, ist derzeit offen. Die Beantwortung der Frage würde jahrzehntelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit voraussetzen und wäre mit hohen Kosten verbunden. Gleichbedeutend mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie Die aktive Förderung und Technologieentwicklung in diesem Bereich mit dem Ziel der Anwendung von Partitionierung und Transmutation auf die radioaktiven Abfälle in Deutschland würde vor diesem Hintergrund eine Verschiebung der Verantwortlichkeit bedeuten: Ein jahrzehntelanger aktiver Umgang mit hochradioaktiven Stoffen steht dem im Standortauswahlgesetz formuliertem Anspruch entgegen, die Lasten und Verpflichtungen für zukünftige Generationen so gering wie möglich zu halten. Der spätere hypothetische Einsatz von Partitionierung und Transmutation würde zudem den Betrieb großer kerntechnischer Anlagen und Reaktoren nötig machen und wäre mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie verbunden – mit den damit verbundenen radioaktiven Emissionen, Strahlenbelastungen und Störfallrisiken. Ein Betrieb solcher Anlagen wäre mit dem gesetzlichen Ausstiegbeschluss nicht vereinbar. BASE beobachtet die internationale Forschung Dennoch beobachtet das BASE entsprechend seinem gesetzlichen Auftrag die Entwicklung potentieller alternativer Entsorgungsmöglichkeiten sowie die internationale Forschung zu derartigen Konzepten. Hierzu gehört auch die Partitionierung und Transmutation . Falls sich hieraus neue Erkenntnisse für eine sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle ergeben, die signifikante Vorteile gegenüber der tiefengeologischen Endlagerung aufzeigen, wären die vorgesehenen Entsorgungspfade neu zu bewerten. . Kann Partitionierung und Transmutation ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig machen? Um ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig zu machen, wäre es notwendig, alle in den Rückständen befindlichen langlebigen Atomkerne (dies sind z.B. Plutonium -239 und Neptunium-237) in kurzlebige oder stabile Atomkerne umzuwandeln bzw. zu transmutieren. Ein solches Verfahren gibt es derzeit nicht. Selbst wenn ein solches Verfahren entwickelt werden würde, ist gegenwärtig nicht absehbar, bis zu welchem Grad die Transmutation mit einem vertretbaren Aufwand durchgeführt werden könnte. Der Grund ist, dass sich nicht alle langlebigen Atomkerne auf einmal umwandeln lassen: Aus den hochradioaktiven Abfällen müssten zunächst frische Brennelemente gefertigt werden. Die frischen Brennelemente würden in sogenannten Transmutationsreaktoren eingesetzt und dort bestrahlt. Transmutation würde rund 150 Jahre dauern Bei diesem Vorgang würde allerdings nur ein Teil der langlebigen Atomkerne umgewandelt. Das bedeutet, aus den anfallenden Abfallstoffen müssten anschließend wieder langlebige Atomkerne herausgetrennt (Partitionierung), zu frischen Brennelementen verarbeitet und in Transmutationsreaktoren erneut bestrahlt werden. Dieser Vorgang müsste viele Male wiederholt werden und schließt jeweils auch eine Zwischenlagerung der Abfälle ein. Bei der Analyse der Entsorgungsoption Transmutation hatte die „Kommission zur Lagerung der hochradioaktiven Abfälle“ geschätzt, dass eine Reihe von Transmutationsreaktoren über einen Zeitraum von rund 150 Jahren betrieben werden müssten. Große Mengen schwach- und mittelradioaktive Abfälle entstehen Doch auch dieser Prozess führt voraussichtlich nicht zu einer vollständigen Umwandlung der langlebigen Atomkerne. Es müssten weiterhin eine verbleibende Menge hochradioaktiver Abfälle sowie große Mengen von durch Partitionierung und Transmutation zusätzlich erzeugten schwach- und mittelradioaktive Abfälle entsorgt werden. Zudem beinhalten die hochradioaktiven Abfälle sogenannte Spaltprodukte . Diese sind teilweise hochradioaktiv und zum Teil sehr langlebig ( z.B. Selen-79, Zirconium-93, Technetium-99, Palladium-107, Iod-129 und Cäsium-135). Bislang existiert auch für diese Spaltprodukte kein industriereifes Verfahren, um die Atomkerne umzuwandeln, d.h. diese Rückstände müssten ebenfalls in einem Endlager entsorgt werden. Keine Behandlung von verglasten Abfällen möglich Hinzu kommt, dass ein Teil der in Deutschland produzierten atomaren Abfälle nicht mehr in Form der ursprünglich verwendeten Brennelemente vorliegt, sondern im Zuge der Brennstoff-Wiederaufbereitung mit Glas verschmolzen werde ( sog. Verglasung). Die Verglasung dieser Abfälle würde ein erhebliches Hindernis für die Aufbereitung und Brennstoffherstellung bedeuten, die für eine Transmutation Voraussetzung ist. Nach der heutigen Kenntnislage ist die Transmutation für eine weitere Behandlung dieser Abfälle kein geeignetes Verfahren. Der für Partitionierung und Transmutation notwendige Transport von nuklearen Abfällen und die kontinuierliche Verarbeitung der Abfälle, gehen zudem mit zusätzlichen Risiken für Mensch und Umwelt einher. Es ist derzeit nicht erkennbar, dass in absehbarer Zeit ein Verfahren zur Partitionierung und Transmutation zur Verfügung stehen wird, das ein Endlager überflüssig macht. Einzige Lösung: tiefengeologische Lagerung Nach der Abwägung von Chancen und Risiken haben Endlagerkommission und Gesetzgeber die Entscheidung getroffen, dass die Strategie zur Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv verfolgt wird. Stattdessen werden alle radioaktiven Abfälle tiefengeologisch gelagert. Das gegenwärtige Endlagerkonzept sieht vor, dass die hochradioaktiven Abfälle bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Darüber hinaus sollen die Rückstände noch 500 Jahre nach Verschluss des Endlagers lang geborgen werden können. Dies gibt den folgenden Generationen die Möglichkeit, auf künftige technische Entwicklungen reagieren zu können. Gutachten zum Download Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von Konzepten zu Partitionierungs- und Transmutationsanlagen für hochradioaktive Abfälle Herunterladen (PDF, 3MB, barrierefrei⁄barrierearm) Mehr zum Thema Transmutation hochradioaktiver Abfälle

Expert opinion on partitioning and transmutation

Expert opinion on partitioning and transmutation Concepts for partitioning and transmutation are being discussed and researched internationally. With the help of transmutation, highly radioactive nuclear waste is to be processed in such a way that the radiation decreases more quickly. But so far this is only theory. BASE has commissioned an expert report to examine whether these concepts can be implemented in practice. Transmutation technology promises to process high- level radioactive waste in such a way that that the radiation decreases more quickly. However, this is only possible in theory so far. Even with intensive research, it would probably take several decades for the technology to be ready for use. A final repository for high-level radioactive waste would still be necessary, as only a part of the high-level nuclear waste can be converted. For the foreseeable future, deep geological disposal will be the better alternative: such is the conclusion of a recent expert opinion commissioned by BASE . Partitioning and transmutation require many nuclear facilities to be operated on a long-term basis. Re-entry into a large-scale nuclear programme would be necessary. © BASE BASE has commissioned an expert opinion to examine whether concepts of transmutation can be implemented in practice. Below is a summary of the findings: Concepts for partitioning and transmutation are being discussed and partly researched by scientists worldwide. In theory, some of these technologies are capable of transforming certain radionuclides and reducing the radiation intensity of nuclear waste. The conversion of long-lived atomic nuclei into short-lived ones requires the development of new reactors and reprocessing plants. To date, there are only conceptual ideas for this. It would probably take several decades of development before the necessary technologies would be available. In the event of successful development, the implementation of the programme would take several more decades. Partitioning and transmutation would require a large number of nuclear facilities operating on a long-term basis. The relaunch of a large- scale nuclear programme would thus be necessary. Transmutation cannot replace a repository for high-level radioactive waste. It is expected that not all high-level radioactive waste will be transmutable. Furthermore, new waste would be produced during the P&T process. This, in turn, would mean a considerable delay to the schedule for getting a repository ready to be loaded. Today's problems would thus be imposed on future generations. Separated substances such as plutonium can be used to produce nuclear weapons. There is a risk they might be stolen and used for non-peaceful purposes. With regard to the existing high-level radioactive waste in Germany, a model calculation in the expert report concluded as follows A repository for high-level radioactive waste will be needed in any case. Materials that cannot be transmuted include: Vitrified waste, waste from research reactors, and uranium and fission products present in the remaining fuel assemblies. Even in a best-case scenario, about 30 of 150 remaining tonnes of transuranic materials would still be there after 300 years. The nuclear fission of the transuranic elements would produce new fission products. Some of these fission products have extremely long half-lives (iodine-129: 15.7 million years and caesium-135: 2.3 million years) and are of great importance for the long-term safety of the repository . The operation, decommissioning and dismantling of the required nuclear reactors, reprocessing plants and, if necessary, fuel element factories, would generate considerable quantities of additional low- and intermediate-level radioactive waste. These may well be of the same order of magnitude as the quantities planned for emplacement in the Konrad mine repository (303,000 cubic metres). The expert opinion concluded that partitioning and transmutation are to be considered unsuitable with regard to the two objectives stated in the Site Selection Act - ensuring the best possible protection of humans and the environment from the effects of ionising radiation , and avoiding unreasonable burdens for future generations. Expert opinion for download (in German) Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von Konzepten zu Partitionierungs- und Transmutationsanlagen für hochradioaktive Abfälle Download (PDF, 3MB, File meet accessibility standards) More on this topic Transmutation of high-level radioactive waste

Transmutation of high-level radioactive waste

Transmutation of high-level radioactive waste Scientists around the world have been researching various ways to safely dispose of high-level radioactive waste for decades. One option, which only exists in theory so far, is the industrial application of transmutation to reduce the amount of radioactive waste. This process is designed to purposefully convert long-lived components of the waste into short-lived or stable substances. How does this technology work? And is it an alternative to final disposal in deep geological rock strata? Partitioning and transmutation (P&T) promises to provide a technology to process high-level radioactive waste in such a way that the period of time during which it shows significant levels of radioactivity is reduced. Up to now, however, the P&T technologies have only been demonstrated on laboratory scale. Even with intensive research, it would probably take several decades for the technology to be ready for use. A final repository for high-level radioactive waste would still be necessary, as only a part of the high-level nuclear waste can be converted. For the foreseeable future, deep geological disposal will be the better alternative: such is the conclusion of a recent expert report commissioned by BASE . Scientists around the world have been researching various ways to safely dispose of high-level radioactive waste for decades. One option, which only exists in theory so far, is the industrial application of transmutation to reduce the amount of radioactive waste. This process is designed to purposefully convert long-lived components of the waste into short-lived or stable substances. How does this technology work? And is it an alternative to final disposal in deep geological rock strata? Transmutation – Wohin mit dem ganzen Müll? Die Nutzung der Kernenergie hat 27.000 m³ hochradioaktive Abfälle allein in Deutschland hinterlassen. Können diese Abfälle recycelt werden? Bisher funktioniert die Transmutation im Kontext der Abfallbehandlung nur in der Theorie. Wäre sie zukünftig vielleicht eine Alternative zur Endlagerung tief unter der Erde? Unser Video gibt Antworten. What is transmutation? Long-lived components such as uranium and plutonium are separated and converted into short-lived components, and energy is produced in the process. © BASE Transmutation is a physical process in which one element is converted into another. This already happens for some materials (especially uranium and plutonium) as a side effect of electricity generation in nuclear power plants. In the context of waste treatment, transmutation means that long-lived radioactive nuclei (radionuclides) are converted into short-lived or stable nuclei. A transmutation process for targeted industrial waste treatment does not yet exist. The hope is that, should this be technically feasible one day, the highly radioactive nuclear waste would no longer endanger people and the environment for hundreds of thousands of years, but only for a much shorter period. In return, however, the volume of low- and intermediate-level waste would probably increase significantly. A final repository for high-level radioactive waste would still be needed because only part of the high-level radioactive waste can be transmuted at all. What does nuclear waste actually consist of? High-level radioactive waste from nuclear power plants is a mixture of different substances or groups of substances, each of which have different properties. Since high-level radioactive waste has a high hazard potential over a very long period of time, it must be shielded from the environment in a repository for a million years. The main waste components are: Uranium Uranium is mined from the earth and processed into fuel. However, most of the uranium, a good 94%, is not fissioned during its use in the nuclear power plant, but is disposed of as part of the high-level radioactive waste. The uranium used in power plants only has a very low radiation level, and is not very mobile in the ground. Some P&T concepts therefore envision not converting it. Instead, it would be separated from the rest of the waste and sent directly to a repository. Transuranic elements Transuranic elements are substances that are formed when uranium captures neutrons instead of being split by them. This results in the formation of elements with a higher atomic number - i.e. with more protons - than uranium. The elements neptunium, plutonium, americium and curium are of particular importance. Transuranic elements account for about 1.5% of German high-level radioactive waste (in the form of fuel elements). They contribute to high radiation and large heat release of the irradiated fuel elements Fission products Fission products are formed when uranium or transuranic elements are split. Fission products account for about 4% of high-level radioactive waste (in the form of fuel assemblies). They contribute most to radiation in the first decades as well as to heat release from spent fuel. Fission products are often highly soluble in water and thus very mobile in the soil. How does transmutation work in the context of waste treatment? The envisaged technical process for waste treatment is called "partitioning and transmutation" (P&T) and consists of three steps: Separation (partitioning), fuel production, and conversion (transmutation). During the partitioning process, transuranic elements are separated from the spent fuel. This process already exists for uranium and plutonium in reprocessing plants. Considerable technical development is needed to separate the other transuranic elements as well. So far, this has only been feasible in the laboratory. The separated transuranic elements will then be processed into new fuel elements and bombarded with neutrons in special reactors. Some of the transuranic elements will be split and converted into short-lived or stable atomic nuclei. A small amount of long-lived fission products, such as iodine-129, will also be produced. Yet, the P&T process would have to be repeated many times, since only a part of the transuranic elements can be converted each time. © BASE Is transmutation feasible in practice? So far, there is no industrial-scale transmutation facility. According to an expert opinion commissioned by BASE , it could be many decades before this becomes possible. The research and development work would be associated with high costs. According to model calculations, three to 23 of the nuclear power plants designed for transmutation would have to operate between 55 and 300 years to transmute a large proportion of Germany's transuranic elements. The P&T process would thus require the establishment of an extensive nuclear industry. This is not covered by the current legal situation in Germany. The reason: Following the reactor catastrophes at Chernobyl and Fukushima , there was a broad social consensus in this country that nuclear power plants should no longer be operated in the future. The last three nuclear power plants in Germany will be shut down by the end of 2022 at the latest. Can transmutation replace a final repository? Even with transmutation, a repository for high-level radioactive waste would be necessary. There are three particular reasons for this: Even with repeated transmutation, transuranic residues that would have to be transferred to a final repository will remain. Long-lived fission products (both existing and new) would have to be emplaced in a repository. Only a portion of the high-level waste is in the form of fuel assemblies. Approximately 40% of the waste was vitrified during reprocessing. In such cases, repartitioning would be much more challenging. Furthermore, it should be noted that the amount of low and intermediate-level radioactive waste, for example from the dismantling of the plants, would increase considerably. Conclusion It is unclear when the transmutation technology for the industrial treatment of radioactive waste will be available, and how efficient it will be. Relying on this technology as a substitute for a final repository for high-level radioactive waste is thus incompatible with the principle of responsibility. This principle is enshrined in the Site Selection Act and stipulates that the best possible protection of humans and the environment from the effects of ionizing radiation, must be ensured, and unreasonable burdens for future generations must be avoided. The future Should partitioning & transmutation actually be developed to industrial maturity in the coming decades or centuries, and should it become possible to reduce the amount of high-level radioactive waste, the Site Selection Act provides for corrective options. According to the law, there must be a retrieval option for high-level waste until the repository is sealed. Expert opinion on partitioning and transmutation Concepts for partitioning and transmutation are being discussed and researched internationally. With the help of transmutation, high-level radioactive nuclear waste is to be processed in such a way that the radiation decreases more quickly. But, so far, this is only theory. BASE has commissioned an expert report to examine whether these concepts can be implemented in practice. Uranium Uranium is mined from the earth and processed into fuel. However, most of the uranium, a good 94%, is not fissioned during its use in the nuclear power plant, but is disposed of as part of the high-level radioactive waste. The uranium used in power plants only has a very low radiation level, and is not very mobile in the ground. Some P&T concepts therefore envision not converting it. Instead, it would be separated from the rest of the waste and sent directly to a repository. Transuranic elements Transuranic elements are substances that are formed when uranium captures neutrons instead of being split by them. This results in the formation of elements with a higher atomic number - i.e. with more protons - than uranium. The elements neptunium, plutonium, americium and curium are of particular importance. Transuranic elements account for about 1.5% of German high-level radioactive waste (in the form of fuel elements). They contribute to high radiation and large heat release of the irradiated fuel elements Fission products Fission products are formed when uranium or transuranic elements are split. Fission products account for about 4% of high-level radioactive waste (in the form of fuel assemblies). They contribute most to radiation in the first decades as well as to heat release from spent fuel. Fission products are often highly soluble in water and thus very mobile in the soil.

Radiooekologie des Jods; 1. Entwicklung einer Messmethode fuer Jod-129, 2. Untersuchung der chemischen Formen des Jods in Luft, 3. Untersuchungen ueber die Deponierung von Jod an Blattgemuese

Das Projekt "Radiooekologie des Jods; 1. Entwicklung einer Messmethode fuer Jod-129, 2. Untersuchung der chemischen Formen des Jods in Luft, 3. Untersuchungen ueber die Deponierung von Jod an Blattgemuese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Zentrale Technisch-Wissenschaftliche Betriebseinheit, Radiochemie München durchgeführt. Bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen wird Jod-129 freigesetzt. Wegen seiner langen Halbwertszeit von 1,6 . 10 7 Jahren wird einmal in die Umwelt gelangtes Jod-129 permanent dort verbleiben und moeglicherweise ein gesundheitliches Risiko darstellen. Es ist deshalb dringend notwendig, seine Abgabe an und Konzentration in die Biosphaere zu messen sowie sein Verhalten in den verschiedenen Biozyklen und die daraus folgende moegliche Gesundheitsbelastungen zu ermitteln. Dazu muss ein einfaches und ausreichend empfindliches analytisches Verfahren entwickelt werden. Eine aktivierungsanalytische Bestimmung ueber die 129 J (N, Y) 130 J-Reaktion soll dazu ausgearbeitet werden. Die chemischen und physikalischen Formen des Jods in allen wichtigen Stationen des oekologischen Zyklus muessen dann gemessen werden, um die Prozesse der Jodverteilung im Biozyklus zu erkennen.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Das Ziel der Arbeiten von KIT-INE innerhalb des Verbundprojekts VESPA II liegt in der Erforschung des Verhaltens langlebiger Spalt- und Aktivierungsprodukte im Nahfeld von Endlagern und Möglichkeiten ihrer Rückhaltung. Es wird angestrebt, das Verständnis ihrer Lösungseigenschaften und Rückhaltung besonders unter reduzierenden Bedingungen entscheidend zu verbessern. Dabei sollen insbesondere zuverlässigere chemische Eingangsdaten für langzeitanalytische Modellrechnungen für generische Endlagerbedingungen unterschiedlicher Wirtsgesteinsformationen generiert werden. Dies umfasst das Stoffinventar und den Quellterm für Iod-129 sowie Löslichkeitsgrenzen und Sorptionskoeffizienten für Selen-, Iod- und Technetiumspezies. Die Arbeiten sind so ausgelegt, dass die Ergebnisse wirtsgesteinsübergreifend anwendbar sind. Die ermittelten Daten stellen eine wesentliche Eingangsgröße für Modellrechnungen dar und sind direkt mit der Qualität und Belastbarkeit verschiedener Modellierungsansätze geochemischer Prozesse im Endlager korreliert.

Messung der Jod-129-Konzentration der Umwelt

Das Projekt "Messung der Jod-129-Konzentration der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Hauptabteilung Sicherheit durchgeführt. Analytische Methoden fuer Jod-129 wurden entwickelt. Die Verteilung in der Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe und die Emissionen aus der Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe, wurden gemessen. Es wurde untersucht, ob eine Langzeitgefaehrdung durch Jod-129-Kontaminationen der Umgebung, bedingt durch die lange Halbwertszeit, erfolgt. Der Weide-Kuh-Milch-Pfad wurde untersucht.

Messtechnische und modellbasierte Abschätzung des Eintrags von I-131 in die OSPAR-Regionen aufgrund der nuklearmedizinischen Anwendung von Radioiod in Deutschland

Das Projekt "Messtechnische und modellbasierte Abschätzung des Eintrags von I-131 in die OSPAR-Regionen aufgrund der nuklearmedizinischen Anwendung von Radioiod in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NUCLEAR CONTROL & CONSULTING GmbH durchgeführt. Im Rahmen des 2011 bis2013 durchgeführten Vorhabens Messtechnische und theoretische Abschätzung des Eintrags von I-131 in die OSPAR-Regionen auf Grund der nuklearmedizinischen Anwendung von Radioiod in Deutschland' wurde ein Modellansatz entwickelt, der eine Ermittlung der I-131-Frachten aus deutschen Oberflächengewässern in die OSPAR-Regionen ermöglicht. Dabei wurde festgestellt, dass eine Diskrepanz zwischen der theoretischen I-131-Einleitung und den tatsächlich festgestellten I-131-Frachten in Flüssen besteht. Ziel des hier berichteten Vorhabens ist es, weitere messtechnische Untersuchungen durchzuführen, um den Prozess und die möglichen Ursachen für die Rückhaltung und den Zerfall von I-131 zu prüfen und weitere Erkenntnisse zur Verbesserung des Modells zu gewinnen.

Entwicklung und Festlegung von Probenahme-, Analyse-, Mess- und Berechnungsverfahren zur Ueberwachung von Milch, Milchprodukten, Futtermitteln, Pflanzen, Boden und Duengemitteln

Das Projekt "Entwicklung und Festlegung von Probenahme-, Analyse-, Mess- und Berechnungsverfahren zur Ueberwachung von Milch, Milchprodukten, Futtermitteln, Pflanzen, Boden und Duengemitteln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Milchforschung durchgeführt. Fuer den ueberschaubaren Zeitraum der naechsten 10 Jahre muss die Leitstelle fuer die Ueberwachung der Radioaktivitaet des Instituts fuer Chemie und Physik sich schwerpunktmaessig mit der Weiterentwicklung gammaspektrometrischer Verfahren und von Methoden zur Bestimmung der Strontiumradioisotope Sr-89 und Sr-90, von Jod-129 und alphastrahlenden Radioisotopen des Urans, Plutoniums, Americiums und Curiums befassen. Angestrebt werden wesentlich effizientere radiochemische Trennverfahren, die fuer die Routineueberwachung und fuer Schnellbestimmungen im Ereignisfall geeignet sind. Von der Leitstelle entwickelte Probenahme-, Analysen-, Mess- und Berechnungsverfahren werden in die Loseblattsammlung 'Messanleitungen fuer die Ueberwachung der Radioaktivitaet in der Umwelt und zur Erfassung radioaktiver Emissionen aus kerntechnischen Anlagen' eingebracht. Ein Mitarbeiter ist gleichzeitig Mitglied des Redaktionsausschusses fuer diese Messanleitungen.

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