Die Biosphärenmodellierung bei der Dosisabschätzung Einleitung1 Bei der Suche nach einem Endlager für hochradioak- tive Abfälle gibt es zahlreiche zu erfüllende Sicher- heitsanforderungen an geeignete Gebiete (Untersu- chungsräume), damit das Endlager langfristig keine Gefahr für Mensch und Umwelt darstellt. Eine die- ser Sicherheitsanforderungen ist, dass die aus dem Endlager entwichene und in die Biosphäre transpor- tierte Radioaktivität über einen Zeitraum von einer Million Jahre bestimmte Grenzwerte für die effek- tive Dosis nicht überschreiten darf (§ 7 Endlagersi- cherheitsanforderungsverordnung). Zur Abschät- zung, welche effektive Dosis einzelne Personen möglicherweise erhalten können, wurde vom Bun- desamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung und dem Bundesamt für Strahlenschutz eine Be- rechnungsgrundlage geschaffen. Nach dieser gesetzlichen Anforderung sind die Grenzwerte für die effektive Dosis im Bereich von 10 Mikro-Sievert pro Kalenderjahr für die zu erwarten- den Entwicklungen und 100 Mikro-Sievert pro Ka- lenderjahr für die abweichenden Entwicklungen festgelegt. Eine zusätzliche effektive Dosis im Be- reich von 10 Mikro-Sievert pro Kalenderjahr ist aus Sicht des Strahlenschutzes vernachlässigbar gering. Dieses Dosiskriterium wird bereits in anderen An- wendungsbereichen im Strahlenschutz umgesetzt. Zum Vergleich: Die durchschnittliche natürliche Strahlenexposition der deutschen Bevölkerung be- trägt 2100 Mikro-Sievert im Jahr. Somit liegt die zu- sätzliche effektive Dosis, die durch ein Endlager für hochradioaktive Stoffe bei zu erwartenden Entwick- lungen nicht überschritten werden darf, um mehr als den Faktor 100 unter der durchschnittlichen na- türlichen Strahlenexposition. geologischen Barrieren des Untergrundes. Allerdings genügt es nicht, nur die Menge der aus dem Endla- gersystem entwichenen Radionuklide zu betrachten, da die Radionuklide ein unterschiedliches dynami- sches Verhalten in der Biosphäre und eine unter- schiedliche Radiotoxizität aufweisen. Die möglichen Auswirkungen auf den Menschen werden erst durch die Dosisabschätzung bewertbar. Überblick über die Biosphärenmodellierung bei der Dosisabschätzung Die Biosphärenmodellierung beschreibt mithilfe ra- dioökologischer Modelle die Transport- und Anrei- cherungsprozesse der Radionuklide, die aus dem Endlager in die Biosphäre gelangen. Zunächst wer- den die radioaktiven Kontaminationen der Umwelt- medien (Grund- und Oberflächenwässer, Boden, At- mosphäre) und der Lebens- und Futtermittel auf der Basis von wissenschaftlichen Grundlagen berechnet. Dann wird die effektive Dosis der Bevölkerung aus sinnvollen Festlegungen zu deren Lebensbedingun- gen und Wirtschaftsweisen berechnet. Für die Entwicklung der Biosphäre mitsamt Klima, Topographie, Vegetation, Menschen und Tieren sind keine Prognosen über den Zeitraum von einer Mil- lion Jahre möglich, weder für die Entwicklung der Landschaft, noch für den Menschen an sich oder seine Lebens- und Wirtschaftsweise. Wegen des lan- gen Bewertungszeitraums bei der Endlagerung sind plausible Annahmen und Festlegungen zu treffen. Dies gilt unter anderem für die Verzehrsraten der Lebensmittel, die Aufenthaltszeiten und Aufent- haltsorte des Menschen und die Landwirtschaft, wie zum Beispiel die zu berücksichtigenden Nutzpflan- zen, die Bewässerung und die Erntezyklen. Der Fokus der Sicherheitsanforderungen liegt primär auf dem Endlagersystem und den technischen und 1 Sollten Ihnen Fachausdrücke nicht geläufig sein, so können Sie diese im Glossar der Informationsplattform zur Endlagersuche nachlesen. Stand: April 2022 Seite 1 von 4 Die berechnete effektive Dosis ist nur ein Indikator für die Tauglichkeit eines potenziellen Endlager- standorts und nur eines von vielen Kriterien bei der Bewertung der Standorte. Der Begriff Dosisabschät- zung wurde bewusst gewählt, da es unmöglich ist, reale effektive Dosen zukünftig lebender Menschen über den Bewertungszeitraum von einer Million Jahre zu berechnen. Vielmehr handelt es sich bei der Dosisabschätzung um eine potenzielle Dosis, die fiktive Personen unter ungünstigen Umständen the- oretisch erhalten könnten, wenn die heutigen Le- bens- und Wirtschaftsweisen für das jeweilige Klima unterstellt werden.Endlagerung gelten außerdem bestimmte Grund- sätze, die allgemein für sämtliche zu modellierenden Prozesse in der oberflächennahen Umwelt bis hin zur Dosisabschätzung anzuwenden sind: Letztlich sind standortspezifische Modelle nötig, welche die Kopplung der lokalen geologischen Gege- benheiten, der potenziellen Klimaentwicklungen und der Umwelt abbilden. Für diese standortspezifi- schen Modelle dient die Biosphärenmodellierung in der Berechnungsgrundlage zur Dosisabschätzung bei der Endlagerung als Werkzeugkasten. Mit Werk- zeugkasten ist gemeint, dass nur die Transportpfade der Radionuklide zu berücksichtigen sind, die in dem jeweiligen Untersuchungsraum tatsächlich vorkom- men können. Weist das Grundwasser eines Untersu- chungsraums beispielsweise einen Salzgehalt auf, der eine Nutzung zum Trinken, Tränken und Bewäs- sern nicht zulässt, dann entfällt dieser Kontaminati- onspfad.Außerdem gilt, dass die Annahmen für die Berech- nung der effektiven Dosis nach heutigen Maßstäben so realistisch wie mit vertretbarem Aufwand mög- lich sein sollen. Zu einer realitätsnahen Modellie- rung für die Dosisabschätzung gehört auch, dass ortsspezifische Daten des Untersuchungsraumes für bestimmte Zeiträume der Modellierung genutzt werden, wenn die Gültigkeit der Daten für den vor- gesehenen Zeitraum plausibel begründet werden kann. Grundsätze der Biosphärenmodellierung Die Biosphärenmodellierung in diesem Berech- nungsverfahren wurde in Anlehnung an die aktuell gültigen Berechnungsgrundlagen im Strahlenschutz verfasst. Dieses Vorgehen ist deswegen sinnvoll, da die Berechnungsgrundlage zur Dosisabschätzung bei der Endlagerung konsistent mit den aktuellen und etablierten Berechnungsverfahren im Strahlen- schutz sein soll. Die Modellstrukturen und Modell- annahmen wurden für die Biosphärenmodellierung vereinfachend und konservativ gewählt. Der Leitge- danke dabei war, die Exposition des Menschen so realistisch wie mit vertretbarem Aufwand möglich zu berechnen, die Exposition aber keinesfalls zu un- terschätzen. Für die Biosphärenmodellierung in der Berech- nungsgrundlage für die Dosisabschätzung bei der Bundesamt für Strahlenschutz E-Mail: ePost@bfs.de So müssen alle Radionuklide, die aus dem Endlager in die Biosphäre gelangen können, berücksichtigt werden. Einzelne Radionuklide dürfen erst dann au- ßer Acht gelassen werden, wenn nachgewiesen wurde, dass ihr Dosisbeitrag vernachlässigbar ist. Es sind auch kurzlebige Tochternuklide zu betrachten, sofern sie von langlebigen Mutternukliden nachge- bildet werden. Klimaentwicklung Das Klima eines Standortes ist gemäß Definition die charakteristische Häufigkeitsverteilung atmosphäri- scher Zustände und Vorgänge bezogen auf einen langjährigen Bezugszeitraum von meistens 30 Jah- ren. Bei den Klimaszenarien, die für einen Standort zu betrachten sind, ist in der Berechnungsgrundlage vorgegeben, dass diese „abdeckend“ sein müssen. Es sind demnach alle Klimaszenarien zu rechnen, die am Standort innerhalb der nächsten einen Million Jahre tatsächlich vorkommen können. Hier hilft ein Blick in die Klimageschichte der Region des potenzi- ellen Endlagerstandortes. Die alleinige Betrachtung zeitlich konstanter klimatischer Zustände ohne Übergangsphasen genügt jedoch nicht. Die Klimage- schichte der Erde zeigt, dass ein Übergang von ei- nem Klima in das nächste an teilweise sehr lange Übergangsphasen gekoppelt ist. In diesen Über- gangsphasen kann es zu einer deutlich erhöhten Mobilität der Radionuklide kommen. Beispiele für diese Übergangsphasen sind das Tauen von Perma- frostböden oder das Schmelzen von Gletschern. Seite 2 von 4 Die angenommenen klimatischen Entwicklungen ei- nes Untersuchungsraums sind in die nach § 3 Endla- gersicherheitsanforderungsverordnung genannten „zu erwartenden“ und „abweichenden“ Entwicklun- gen einzuordnen. Die Übereinstimmung der klimati- schen Situation für die Geosphäre und Biosphäre muss in jedem Fall und zu jedem Zeitpunkt gegeben sein. Es dürfen niemals unterschiedliche Klimaent- wicklungen für beide Sphären angenommen wer- den. Ausbreitung von Radionukliden und Umweltkonta- mination Die Geosphärenmodellierung liefert die Eingangsda- ten für die Biosphärenmodellierung. Dies sind die Fließrate des radioaktiv kontaminierten Grundwas- sers und die Konzentration gelöster Radionuklide im Grundwasser, die Eintragsrate gasförmiger Radio- nuklide und die chemische Zusammensetzung des Grundwassers, insbesondere die Konzentration der gelösten Salze. Bevorzugt sollen Messwerte aus dem Untersu- chungsraum und hydrogeologische Modelle zur Ab- schätzung der Entwicklung von Grundwasserfluss und Grundwasserzusammensetzung verwendet werden. Es sind sowohl Grundwasser als auch Ober- flächenwasser als Trinkwasser für die Bevölkerung, zum Tränken des Viehs und zur Bewässerung land- wirtschaftlicher Flächen zu betrachten. Auch für die Grundwassernutzung sind nach heuti- gen Maßstäben realitätsnahe Annahmen zu treffen. Wenn beispielsweise ein Grundwasserspeicher in 20 Meter Tiefe ausreichend Wasser liefern kann, um den angenommenen Wasserbedarf zu decken, dann darf für die Berechnung beispielsweise davon ausge- gangen werden, dass aus ökonomischen Gründen kein Grundwasserspeicher genutzt wird, der am sel- ben Standort in 300 Meter Tiefe liegt. Außerdem ist zu prüfen, ob gefördertes Grundwasser zum Trin- ken, Tränken und Bewässern nutzbar ist. Die Nutz- barkeit des Grundwassers, etwa zur Zubereitung von Säuglingsmilchnahrung, kann zum Beispiel durch seinen Salzgehalt eingeschränkt sein. Zusätz- lich ist für jeden Untersuchungsraum zu prüfen, ob in Abhängigkeit vom betrachteten klimatischen Zu- stand aufsteigendes kontaminiertes Grundwasser Bundesamt für Strahlenschutz E-Mail: ePost@bfs.de vorkommt, das zu einer radioaktiven Kontamination des Bodens und der Pflanzen führen kann. Expositionspfade Maßgebend für die Dosisabschätzungen sind die un- günstigsten Einwirkungsstellen. Das sind die Orte für die Erzeugung von Lebensmitteln und für den Auf- enthalt des Menschen, bei denen sich rechnerisch aufgrund der Umgebungskontamination jeweils die höchsten effektiven Dosen ergeben. Im Endergebnis werden für die einzelnen Untersuchungsräume Spannbreiten von Dosiswerten aus den zahlreichen Simulationsrechnungen ermittelt, die aus den Sze- narienbetrachtungen der Geosphäre und den abde- ckenden Betrachtungen der klimatischen Entwick- lungen der Biosphäre resultieren. Letztlich aus- schlaggebend ist für jeden Untersuchungsraum der höchste errechnete Dosiswert. Bei der Abschätzung der effektiven Dosis der Bevöl- kerung sind die effektiven Dosen aus folgenden Pfa- den zu addieren: 1. Äußere Exposition Von der äußeren Exposition spricht man, wenn Radi- onuklide von außen auf den menschlichen Körper einwirken. Durch Bewässerung, aufsteigendes Grundwasser oder aufsteigende Gase gelangen Ra- dionuklide in die Böden und werden dort akkumu- liert. Durch die Radionuklide im Boden wird der Mensch in Abhängigkeit von der akkumulierten Akti- vität, der Art der akkumulierten Radionuklide und der Aufenthaltszeit auf der kontaminierten Fläche exponiert. Durch Sedimentation radioaktiv kontaminierter Schwebstoffe in Oberflächengewässern werden Ra- dionuklide im Ufersediment angereichert. Wie hoch der Mensch durch Radionuklide im Ufersediment exponiert wird, ist von denselben Faktoren abhängig wie beim Boden. 2. Innere Exposition Von der inneren Exposition spricht man, wenn Radi- onuklide über den Mund oder die Atemluft in den menschlichen Körper gelangen. Hierzu zählt die Ex- position über die Nahrungskette durch den Verzehr Seite 3 von 4
Beitrag im Rahmen der FKTG: Dokumentation, S. 57: Kernbotschaften Fishbowl: Finanzierung: In Deutschland ist der Prozess sehr von der Geologie getrieben, StandAG sehr von der Geologie-Seite beschrieben, es muss sich mehr mit den Materialien (Risiko) beschäftigt werden; Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen im StandAG betrachten z.B. Radiotoxizität Stellungnahme der BGE: Vielen Dank für Ihren Hinweis. Im Rahmen des Standortauswahlverfahrens ist das primäre Ziel den für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle geeignetsten Standort auszuwählen. Hier spielt natürlich die Geologie für den Vergleich der Gebiete die herausragende Rolle. Jedoch werden in den vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen auch die technischen und geotechnischen Barrieren und ihre Wechselwirkung zur Geologie bewertet. Für den sicheren Einschluss der Radionuklide spielen Materialien, z. B. in der Behälterentwicklung, eine wichtige Rolle für die Bewertung der Sicherheit des gesamten Endlagersystems. Dementsprechend findet eine solche Auseinandersetzung statt. Initiale Rückmeldung im Rahmen der FKTG: S. 102: "Er hat natürlich recht, wenn man die rein Ausschluss-/Abwägungskriterien, Mindestanforderungen betrachtet, diese sind natürlich sehr geologisch ausgerichtet. Aber was gerne übersehen wird bei dieser Diskussion, dass wir im Rahmen der Standortauswahl ja auch diese sogenannten „vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen“ durchführen müssen. Und genau in diesen Sicherheitsuntersuchungen spielen dann die Aspekte [...] auch eine zentrale Rolle, neben der Geologie. Also genau, da geht es auch darum, die Radiotoxizität, Dosisberechnung, und Ähnliches, zu betrachten, in unterschiedlichem Detaillierungsgrad, der wird natürlich stärker im Laufe des Verfahrens. Aber immer nur die Beschränkung auf diese geowissenschaftlichen Kriterien, die immer im Vordergrund stehen in Diskussion, ist so nicht ganz richtig. Also die anderen Aspekte sind auch im StandAG mit bedacht." Stellungnahme einer externen Prüfstelle:nicht vorhanden.
Das Projekt "Weiterentwicklung der Rechenmethoden zur Sicherheitsbewertung innovativer Reaktorkonzepte auch mit Perspektive P&T" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH.
Das Projekt "Untersuchung des Lösungsverhaltens von neuen Molybdän-Brennstoffmatrices im Rahmen des ASGARD-Projekts" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: University of Technology Göteborg.Auch wenn in Deutschland der Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen wurde, gibt es weltweit Bestrebungen neue Kernreaktoren der Generation IV zu entwickeln. Das neue Reaktorkonzept soll eine erhöhte Sicherheit aufweisen, den Brennstoff nachhaltiger ausnutzen und den Brennstoffkreislauf schließen. Eine Option für die dabei benötigten neuartigen Brennstoffe bietet der Einsatz von Molybdän als inerte Matrix, in die der Kernbrennstoff eingebettet wird. Mit der Entwicklung dieser neuen Brennstoffmatrices beschäftigt sich das ASGARD-Projekt. Für die nach dem Einsatz im Kernkraftwerk benötigten Wiederaufarbeitungsschritte ist es wichtig, die Lösungsspezies der Molybdän-Matrix zu charakterisieren und quantifizieren. Darüber hinaus soll der Einfluss des Brennstoffes in der Brennstoffmatrix auf die gebildeten Spezies verstanden werden. Als Methode zum direkten Nachweis aller in Lösung vorkommender Spezies dient die nano-Elektrospray Ionisations Flugzeit Massenspektrometrie (nano-ESI TOF MS). Mit dieser sanften Ionisationsmethode lassen sich die relativen Anteile geladener Spezies in Lösung abbilden. Unterstützt wird die Methode durch den Einsatz von Röntgenabsorptionsspektroskopie, Raman/IR-Spektroskopie und Ionenchromatografische Methoden, um die gebildeten Spezies umfassend zu charakterisieren.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Numerische und praktische Dosimetrie; Dosimetrie für die interne und externe Bestrahlung von Zellkulturen und Versuchstieren^Schädigungspotential von Radionukliden^Einfluss von EGFR-gerichteten Radionuklid-markierten Substanzen auf die Signaltransduktion nach externer Bestrahlung^Einfluss von EGFR-gerichteten Radionucleotid-markierten Substanzen auf die Signaltransduktion nach externer Bestrahlung^Teilprojekt 3: Zytotoxoizität nach kombinierter interner u. externer Bestrahlung in vitro. Teilprojekt 7 Kombinierte interne u. externe Bestrahlung von Tumoren; PhD Programm. Teilprojekt 8 Wirkung einer internen o. kombinierten internen u. externen Bestrahlungsart auf Normalgewebe, Modifikation der molekularen Umgebung von Radionukliden und Bildgebung der Radionuklid-markierten Substanz - Target Interaktion im Tiermodell" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie.
Das Projekt "Kolloidgetragner Transport von Uran und anderen radiotoxischen Schwermetallen in oxischen Bergwerkswässern" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie.Kolloidpartikel können sowohl einen stimulierenden als auch einen retardierenden Einfluss auf den Transport von radiotoxischen Schwermetallen in Bergwerkswässern ausüben. Mit Hilfe von Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS), Filtration, Ultrafiltration, Zentrifugation, Ultrazentrifugation, ICP-MS, AAS, Ionenchromatographie, Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) Spectroscopy, X-ray Absorption Near-Edge Structure (XANES) Spectroscopy, Laser-Doppler-Elektrophorese, Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) sollen die Kolloidpartikel in einem breiten Spektrum an oxischen Bergwerkswässern physikalisch und chemisch charakterisiert und die kolloidgetragenen Anteile an Uran sowie an 230Th, 226Ra, 210Pb, 210Po und 227Ac bestimmt werden (ein Schwerpunkt sind Wässer aus stillgelegten Uranbergwerken). Durch EXAFS-Messungen an der Rossendorfer Beamline (ROBL) am Synchrotron der ESRF in Grenoble sollen die Mineralogie der Kolloidpartikel sowie die Art und Festigkeit der Bindung des Urans an die Partikel ermittelt werden. Aus dem Sorptionsverhalten des Urans und der weiteren radiotoxischen Substanzen an Kolloiden sind verallgemeinernde Schlussfolgerungen über die Rolle des kolloidgetragenen Transports im Umfeld von stillgelegten Bergwerken zu ziehen.
Wie will die BGE als Betreiber des Endlagers Morsleben die Langezeitsicherheit garantieren und wie ist der Stand des Genehmigungsverfahrens für die Stilllegung? Über diese Themen haben sich am Freitag, 20. April gut 30 Bürgerinnen und Bürger in der Infostelle bei einer „Betrifft: Morsleben”-Veranstaltung informiert. Das Endlager Morsleben soll unter Verbleib der Abfälle stillgelegt werden. Eine Expertenkommission des Bundes forderte 2013, dass die damals erbrachten Nachweise zur Langzeitsicherheit an den Stand von Wissenschaft und Technik angepasst werden müssen. Wie die BGE gewährleisten kann, dass auf Dauer keine Gefahr vom Endlager für die Biosphäre ausgeht und welche Faktoren die langfristige Sicherheit beeinflussen könnten, stellte Dr. Jürgen Wollrath, Leiter der Abteilung Fachfragen, vor. Die Experten seiner Abteilung berechneten dazu verschiedene, sich teilweise gegenseitig verstärkende Einflüsse und Ereignisse. Beispiele können klimatische Veränderungen oder das Versagen technischer Schutzmaßnahmen, aber auch der Eingriff von Menschen von außen sein. Eines ihrer Ergebnisse lautet, dass selbst für den unwahrscheinlichen Fall, dass das Bergwerk sofort nach der Stilllegung mit Wasser vollläuft oder die geplanten Betonbarrieren vollständig versagen, das Strahlenniveau an der Erdoberfläche bis zuletzt unter den geforderten Schutzzielen läge. Diese Bewertung der Ergebnisse teilten einige Besucher der Veranstaltung nicht. Sie kritisierten, die BGE habe nicht ausführlich genug von Menschen verursachte Ereignisse berücksichtigt. Ein Vertreter des sachsen-anhaltinischen Ministeriums für Umwelt und Landwirtschaft stellte klar, dass sein Ministerium als Genehmigungsbehörde die Berechnungen ebenfalls noch einmal ausführlich überprüfen und bewerten, aber auch eigene Szenarien anlegen werde. Für rege Diskussion sorgten die in dem Endlager zwischengelagerten Abfälle. Verschiedene Bürger bezweifelten, dass die angestrebte Genehmigung für die Stilllegung des Bergwerkes auch diese Stoffe umfasse. Matthias Ranft und Jürgen Wollrath sehen darin jedoch kein Problem. Die Berechnungen für die Langzeitsicherheit umfassen alle, sich derzeit im Bergwerk befindliche, radioaktive Abfälle, stellten beide heraus. Ein Verbleib der Abfälle im Endlager sei auch aus Strahlenschutzgründen die bessere Lösung. Das Thema „Langzeitsicherheit” war eines der Themen, die die Besucher der Veranstaltungsreihe „Betrifft: Morsleben” im Februar gewählt haben. Weitere Themen zu den einzelnen Bausteinen des Stilllegungskonzeptes sowie dessen möglicher Zeitplan werden in den kommenden Veranstaltungen der Reihe eine Rolle spielen. Die nächste „Betrifft: Morsleben” ist für den Herbst 2018 geplant. Die Folie des Referenten steht hier für Sie bereit: Dr. Jürgen Wollrath: „Sicherheit für die Ewigkeit? Sicherheitsnachweis für Morsleben” Veranstaltungsreihe „Betrifft: Morsleben” Die Veranstaltungsreihe „Betrifft: Morsleben” ist ein Forum für interessierte Bürgerinnen und Bürger, um über aktuelle Arbeiten und Fragestellungen mit den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der BGE ins Gespräch zu kommen. Nachtrag Eine Frage zur Radiotoxizität konnte an dem Abend nicht abschließend beantwortet werden. Wir reichen daher die Antwort an dieser Stelle nach: Frage: Wie hoch ist die Radiotoxizität der radioaktiven Abfälle im Endlager Morsleben nach 100.000 Jahren? Antwort: Der Wert für die verbleibende Radiotoxizität des gesamten 37.000m ³ radioaktiven Abfalls nach 100.000 Jahre beträgt rund 3000 Sievert. Damit liegt er um den Faktor 1000 unter dem Wert von heute. Diese Angabe unterstellt, dass der gesamte Abfall in den menschlichen Körper aufgenommen würde. Die Radiotoxizität ist hier eine Vergleichsgröße zur Darstellung der Radioaktivität im gesamten Endlager und ihrer Veränderung. Sie berücksichtigt neben der reinen Radioaktivitätsmenge auch die Strahlenwirkung. Sie ist jedoch kein geeigneter Maßstab für die Beurteilung der potentiellen Belastung eines einzelnen Menschen. Das Sievert ist eine Maßeinheit für die Auswirkungen von ionisierender Strahlung auf Organismen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen biologischen Wirksamkeit der verschiedenen Strahlenarten.
Meldung - Endlager Morsleben 24. April 2018: „Betrifft: Morsleben - Sicherheit für die Ewigkeit? Sicherheitsnachweis für Morsleben.” - Nachbereitung Wie will die BGE als Betreiber des Endlagers Morsleben die Langezeitsicherheit garantieren und wie ist der Stand des Genehmigungsverfahrens für die Stilllegung? Über diese Themen haben sich am Freitag, 20. April gut 30 Bürgerinnen und Bürger in der Infostelle bei einer „Betrifft: Morsleben”-Veranstaltung informiert. Das Endlager Morsleben soll unter Verbleib der Abfälle stillgelegt werden. Eine Expertenkommission des Bundes forderte 2013, dass die damals erbrachten Nachweise zur Langzeitsicherheit an den Stand von Wissenschaft und Technik angepasst werden müssen. Wie die BGE gewährleisten kann, dass auf Dauer keine Gefahr vom Endlager für die Biosphäre ausgeht und welche Faktoren die langfristige Sicherheit beeinflussen könnten, stellte Dr. Jürgen Wollrath, Leiter der Abteilung Fachfragen, vor. Die Experten seiner Abteilung berechneten dazu verschiedene, sich teilweise gegenseitig verstärkende Einflüsse und Ereignisse. Beispiele können klimatische Veränderungen oder das Versagen technischer Schutzmaßnahmen, aber auch der Eingriff von Menschen von außen sein. Eines ihrer Ergebnisse lautet, dass selbst für den unwahrscheinlichen Fall, dass das Bergwerk sofort nach der Stilllegung mit Wasser vollläuft oder die geplanten Betonbarrieren vollständig versagen, das Strahlenniveau an der Erdoberfläche bis zuletzt unter den geforderten Schutzzielen läge. Diese Bewertung der Ergebnisse teilten einige Besucher der Veranstaltung nicht. Sie kritisierten, die BGE habe nicht ausführlich genug von Menschen verursachte Ereignisse berücksichtigt. Ein Vertreter des sachsen-anhaltinischen Ministeriums für Umwelt und Landwirtschaft stellte klar, dass sein Ministerium als Genehmigungsbehörde die Berechnungen ebenfalls noch einmal ausführlich überprüfen und bewerten, aber auch eigene Szenarien anlegen werde. Für rege Diskussion sorgten die in dem Endlager zwischengelagerten Abfälle. Verschiedene Bürger bezweifelten, dass die angestrebte Genehmigung für die Stilllegung des Bergwerkes auch diese Stoffe umfasse. Matthias Ranft und Jürgen Wollrath sehen darin jedoch kein Problem. Die Berechnungen für die Langzeitsicherheit umfassen alle, sich derzeit im Bergwerk befindliche, radioaktive Abfälle, stellten beide heraus. Ein Verbleib der Abfälle im Endlager sei auch aus Strahlenschutzgründen die bessere Lösung. Das Thema „Langzeitsicherheit” war eines der Themen, die die Besucher der Veranstaltungsreihe „Betrifft: Morsleben” im Februar gewählt haben. Weitere Themen zu den einzelnen Bausteinen des Stilllegungskonzeptes sowie dessen möglicher Zeitplan werden in den kommenden Veranstaltungen der Reihe eine Rolle spielen. Die nächste „Betrifft: Morsleben” ist für den Herbst 2018 geplant. Die Folie des Referenten steht hier für Sie bereit: Dr. Jürgen Wollrath: „Sicherheit für die Ewigkeit? Sicherheitsnachweis für Morsleben” Veranstaltungsreihe „Betrifft: Morsleben” Die Veranstaltungsreihe „Betrifft: Morsleben” ist ein Forum für interessierte Bürgerinnen und Bürger, um über aktuelle Arbeiten und Fragestellungen mit den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der BGE ins Gespräch zu kommen. Nachtrag Eine Frage zur Radiotoxizität konnte an dem Abend nicht abschließend beantwortet werden. Wir reichen daher die Antwort an dieser Stelle nach: Frage: Wie hoch ist die Radiotoxizität der radioaktiven Abfälle im Endlager Morsleben nach 100.000 Jahren? Antwort: Der Wert für die verbleibende Radiotoxizität des gesamten 37.000m ³ radioaktiven Abfalls nach 100.000 Jahre beträgt rund 3000 Sievert. Damit liegt er um den Faktor 1000 unter dem Wert von heute. Diese Angabe unterstellt, dass der gesamte Abfall in den menschlichen Körper aufgenommen würde. Die Radiotoxizität ist hier eine Vergleichsgröße zur Darstellung der Radioaktivität im gesamten Endlager und ihrer Veränderung. Sie berücksichtigt neben der reinen Radioaktivitätsmenge auch die Strahlenwirkung. Sie ist jedoch kein geeigneter Maßstab für die Beurteilung der potentiellen Belastung eines einzelnen Menschen. Das Sievert ist eine Maßeinheit für die Auswirkungen von ionisierender Strahlung auf Organismen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen biologischen Wirksamkeit der verschiedenen Strahlenarten. Dr. Jürgen Wollrath, Leiter der Abteilung Fachfragen, erläutert, wie sich verschiedene Einflüsse und Ereignisse auf die Schutzziele der Langzeitsicherheit auswirken können. Links zum Thema Alle Meldungen und Pressemitteilungen der BGE im Überblick
Radioaktive Stoffe werden unterschieden in schwach-, mittel- und hochradioaktiv. Für die Bewertung der radioaktiven Abfälle spielen weitere Faktoren eine Rolle, etwa die Halbwertzeit für den Zerfall der radioaktiven Stoffe oder ihre Radiotoxizität (gesundheitsschädliche Wirkung von radioaktiven Stoffen). Neben der radiologischen Betrachtung, also welche Strahlenbelastung radioaktive Abfälle darstellen, ist insbesondere ihre Wärmeentwicklung ein entscheidendes Merkmal. Hohe Wärmeabgabe ist im Rahmen der Endlagersuche eine zusätzliche Belastung für das Endlagergestein. Deshalb hat sich die Bundesrepublik Deutschland dazu entschieden, zwei Kategorien radioaktiver Abfälle zu unterscheiden: wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle Das sind zum einen die hochradioaktiven Materialien der verbrauchten Kernbrennstoffe und aus der Wiederaufarbeitung, die durch ihren radioaktiven Zerfall Wärme abstrahlen. Zum anderen gehört aufgrund der Wärmeabgabe auch ein Teil der mittelradioaktiven Abfälle dazu. radioaktive Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung Das sind die schwachradioaktiven Abfälle und der Großteil der mittelradioaktiven Abfälle. Gesteine können Wärme unterschiedlich gut abführen und sind unterschiedlich stark wärmebelastbar. Das heißt, ihre für die Endlagerung positiven Eigenschaften könnten bei zu hoher Wärmebelastung teilweise verloren gehen. Eine Temperaturerhöhung des Gesteins von weniger als drei Grad kann vernachlässigt werden. Dieser Wert entspricht der natürlichen Temperaturzunahme bei einem Tiefenunterschied von 100 Metern in Bergwerken. Für das Endlager Konrad ist diese Bedingung im Genehmigungsverfahren festgeschrieben worden. Beim Blick auf die Herkunft der radioaktiven Abfälle wird klar, dass etwa 95 Prozent aus der Erforschung, dem Betrieb und dem Rückbau der Kernkraftwerke stammt. Dabei hat die Bundesrepublik Deutschland mit ihren Forschungseinrichtungen und dem Abriss der DDR-Kernkraftwerke einen Anteil von rund einem Drittel. Zwei Drittel der Abfälle stammen aus den Anlagen der Energieversorger. Die Bundesländer haben einen deutlich geringeren Anteil, da sie keine großen Kraftwerke zurückbauen müssen. Die Länder sind für radioaktive Materialien aus Industriebetrieben, Hochschulforschung und Medizin verantwortlich und sammeln diese in ihren Landessammelstellen. Bezogen auf die Menge beziehungsweise das Volumen der Abfälle nach ihrer fachgerechten Verpackung (Konditionierung) ergibt sich folgendes Bild: Rund 27.000 Kubikmeter verursachen die radioaktiven Abfälle mit nennenswerter Wärmeentwicklung. Die radioaktiven Abfälle mit geringer Wärmeentwicklung können bis zu 620.000 Kubikmeter ausmachen. Die Gesamtmenge ist derzeit noch stark davon abhängig, wie groß das Volumen der Abfälle aus der Schachtanlage Asse II nach deren Bergung und Konditionierung wird. Außerdem ist auch die Menge der Rückstände aus der Urananreicherung noch nicht exakt zu beziffern. Bei radioaktiven Abfällen handelt sich um radioaktive Stoffe, die nach ihrer Nutzung nicht mehr benötigt werden und auch nicht anderweitig genutzt werden können. Das trifft zum Beispiel für verbrauchte Brennelemente aus den Atomkraftwerken (Kernkraftwerken) zu. Ebenso fallen Prüfstrahler aus industriellen Messeinrichtungen zum Beispiel zur Überwachung von Füllständen in Lagertanks darunter sowie zahlreiche radioaktive Stoffe aus Laboren, Betrieben oder auch von Krankenhäusern. Daneben werden durch den Umgang mit radioaktiven Stoffen Werkzeuge, Schutzkleidung, Filter, Reinigungsmittel, Laborabfälle, ausgediente Anlagenteile und Komponenten wie Pumpen, Rohrleitungen oder Bauwerksteile und andere Gegenstände radioaktiv verunreinigt. Diese Verschmutzung nennt sich Kontamination. Falls sie entfernt werden kann, beispielsweise durch Sandstrahlen oder in chemischen Bädern, fällt nur das abgetragene radioaktive Material als Abfall an, andernfalls werden die verschmutzen Teile als radioaktive Abfälle erfasst. Diese Materialien zählen zu den schwach- und mittelradioaktiven Abfällen und sind vernachlässigbar wärmeentwickelnd. Da es sich häufig um größere Anlagenteile mit geringen radioaktiven Bestandteilen handelt, ist ihre Menge ungleich größer als die der hochradioaktiven Materialien. Für gut die Hälfte (303.000 Kubikmeter) der schwach- und mittelradioaktiven Abfälle hat Deutschland mit dem genehmigten Endlager Konrad einen Entsorgungsweg gefunden. Für die hochradioaktiven Abfälle wird ein Endlager gesucht. Im Standortauswahlprozess ist die BGE mit der Suche nach einem geeigneten Ort für ein Endlager für insbesondere die hochradioaktiven Abfälle beauftragt. Der Weg dahin ist im Standortauswahlgesetz rechtlich vorgegeben. Er erfolgt in mehreren Schritten. Für die fortschreitende Planung des Endlagerbedarfs sind Prognosen über die Menge der radioaktiven Abfälle notwendig. Die Prognosedaten werden von den Abfallverursachern an die BGE übermittelt. Aus den Daten erfolgt ein Abgleich und eine Bewertung für die zu erwartende Menge und das dafür benötigte Endlagervolumen. Radioaktive Abfälle stammen überwiegend aus der Erforschung, dem Betrieb und dem Rückbau von Kernkraftwerken. Sie werden in verschiedene Abfallarten unterteilt. Entscheidend dafür ist, wie stark die radioaktive Strahlung ist und damit wie viel Wärme sie abgeben. Für einen Teil der Abfälle – die schwach- und mittelradioaktiven - hat Deutschland mit dem Endlager Konrad einen Entsorgungsweg gefunden. Für den Rest muss ein Endlager gesucht und genehmigt werden.
Steckbrief für Forschungsvorhaben Bestimmung eines vereinfachten Nuklidschemas für die Durchführung der repräsentativen vorläufigen Sicherheits untersuchungen (rvSU) Kurztitel/ ggf. Akronym:RN-Schema Projektziel:Das Forschungsvorhaben zielt im Wesentlichen darauf ab, ein vereinfachtes Nuklidschema für die Modellrechnungen der rvSU zu entwickeln, dass alle relevanten Radionuklide berücksichtigt. Hierbei sind Relevanzkriterien zur Ermittlung relevanter Radionuklide und darauf aufbauend ein vereinfachtes Nuklidschema zu entwickeln, das sowohl die Stoffmengen- und Massenaustragskriterien nach § 4 als auch das Dosiskriterium nach § 7 der Endlagersicherheits- anforderungsverordnung (EndlSiAnfV) berücksichtigt. Forschungsfeld:Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen (vSU) Projektpartner:Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Nukleare Entsorgung (KIT-INE); Forschungszentrum Jülich, Institut für Energie- und Klima forschung – Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit (FZJ-IEK-6); Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) Forschungsvolumen (netto):324.000,00 € Projektlaufzeit:07/2023 bis 05/2024 Forschungsauftrags- nummer:STAFuE-21-15-Klei Weiterführende Informationen:– Projektbeschreibung Im Standortauswahlverfahren sollen gemäß § 14 des Standortauswahlgesetzes (StandAG) re präsentative vorläufige Sicherheitsuntersuchungen (rvSU) zur Ermittlung von Standortregio nen beitragen. Ein wesentlicher Bestandteil der rvSU, wie auch der nachfolgenden weiterent wickelten (wvSU) sowie umfassenden vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen (uvSU), sind numerische Transportberechnungen zur Radionuklidausbreitung inklusive deren Bewertungen anhand von durch die EndlSiAnfV vorgegebenen Kriterien. Für solche Analysen sind umfang reiche Kenntnisse bezüglich des Radionuklidinventars der einzulagernden Abfälle erforderlich. Geschäftszeichen: SG01203/37/2-2023#3 – Objekt-ID: 10677262 – Stand: 01.12.2023 www.bge.de Seite 1 von 2 Steckbrief für Forschungsvorhaben In dem Forschungsvorhaben „RN-Schema“ wird ein vereinfachtes Nuklidschema für die rvSU entwickelt, dass alle für die Modellrechnungen relevanten Radionuklide berücksichtigt. Das Forschungsvorhaben zielt im Wesentlichen darauf ab, Relevanzkriterien zur Ermittlung rele vanter Radionuklide und darauf aufbauend ein vereinfachtes Nuklidschema zu entwickeln, das sowohl die Stoffmengen- und die Massenaustragskriterien nach § 4 als auch das Dosiskrite rium nach § 7 EndlSiAnfV berücksichtigt. Diese Kombination an Kriterien für die Bewertung des sicheren Einschlusses der radioaktiven Abfälle am Einlagerungsort wurde in dieser Form bisher weder in nationalen noch internationalen Safety Case Studien verwendet. Die Einbe ziehung der Dosiskriterien, die erst ab den wvSU geprüft werden müssen, für die Entwicklung des Nuklidschemas ist bereits jetzt relevant, um die notwendige Konsistenz im Vorgehen und Vergleichbarkeit der Ergebnisse aller vSU zu gewährleisten. Für die betrachteten hochradioaktiven Abfallformen (im Wesentlichen bestrahlte Kernbrenn stoffe aus Leistungs-, Forschungs- und Prototypreaktoren, verglaste Abfälle aus der Wieder aufarbeitung) unterscheiden sich Radionuklidinventare und deren Radionuklidfreisetzungsver halten signifikant voneinander. Unter Umständen können indirekte Wechselwirkungen die Mo bilität der Radionuklide deutlich beeinflussen. Entsprechende Aspekte werden bei der Erstel lung eines Nuklidschemas für die Überprüfung des Massenaustragskriteriums berücksichtigt. Hierzu werden mehrere Filterebenen entwickelt – ausgehend vom ursprünglichen Inventar der eingelagerten Radionuklide, deren Halbwertszeit und Radiotoxizität bis hin zu deren chemi schem Verhalten und ihrer Mobilität im Endlagernah- und -fernfeld. Das Vorhaben wird diffe renziert aufzeigen, dass durch die vorgeschlagenen Vereinfachungen die in der EndlSiAnfV genannten Kriterien für Dosis sowie Massen- und Stoffmengenaustrag nicht unterschätzt wer den. Literatur EndlSiAnfV: Endlagersicherheitsanforderungsverordnung vom 6. Oktober 2020 (BGBl. I S. 2094) StandAG: Standortauswahlgesetz vom 5. Mai 2017 (BGBl. I S. 1074), das zuletzt durch Artikel 8 des Gesetzes vom 22. März 2023 (BGBl. 2023 I Nr. 88) geändert worden ist Geschäftszeichen: SG01203/37/2-2023#3 – Objekt-ID: 10677262 – Stand: 01.12.2023 www.bge.de Seite 2 von 2
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