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Zwischenlager für Kernbrennstoffe: Prüfpunkt Sicherheit

Der Begriff Sicherheit bezeichnet die nach dem Stand von Wissenschaft und Technik erforderliche Vorsorge gegen Schäden, die durch die Aufbewahrung von Kernbrennstoffen in einem Zwischenlager entstehen können. Dabei geht es um die radiologische Sicherheit beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Zwischenlagers, bei Störfällen während des Betriebs und bei Naturereignissen. Der Schutz gegen mutwillige Einwirkungen Dritter, zum Beispiel Terror- oder Sabotageakte, wird dagegen als Sicherung bezeichnet.

Das BfE prüft für jede Zwischenlagergenehmigung und für jede Änderung einer Genehmigung, ob die Anforderungen an die Sicherheit nach dem Stand von Wissenschaft und Technik gewährleistet sind. Übergeordnetes Ziel ist es, eine unzulässige Strahlenbelastung innerhalb und außerhalb des Zwischenlagers zu vermeiden.

Einige Grenzwerte der Strahlenschutzverordnung

  • Beschäftigte im Zwischenlager:
    20 mSv pro Jahr (§ 55 StrlSchV, Abs. 1)
  • Personen der Normalbevölkerung:
    1 mSv pro Jahr (§ 46 StrlSchV, Abs. 1);
    50 mSv bei allen Störfällen, auf die ein Zwischenlager geprüft wird (§ 49 StrlSchV, Abs. 1).

Dabei gilt das Minimierungsgebot: Die Strahlenbelastung ist „unter Beachtung des Standes von Wissenschaft und Technik und unter Berücksichtigung aller Umstände des Einzelfalls auch unterhalb der Grenzwerte so gering wie möglich zu halten.“ (§ 6 StrlSchV, Abs. 2)

Minimierung nach Stand von Wissenschaft und Technik

Was eine unzulässige Strahlenbelastung ist, richtet sich nach wissenschaftlichen Erkenntnissen: Die Strahlenschutzverordnung (§ 6 StrlSchV, Abs. 2) schreibt vor, dass jede Strahlenbelastung bei der Zwischenlagerung von Kernbrennstoffen „unter Beachtung des Standes von Wissenschaft und Technik und unter Berücksichtigung aller Umstände des Einzelfalls auch unterhalb der Grenzwerte so gering wie möglich zu halten“ ist. Die Grenzwerte der Strahlenschutzverordnung sind also lediglich eine Höchstgrenze, nicht der Prüfmaßstab.

Das Atomgesetz – die gesetzliche Grundlage für die Genehmigung von Zwischenlagern von Kernbrennstoffen – verlangt dem entsprechend, dass die Sicherheit der Lagerung den Stand von Wissenschaft und Technik erfüllt (§ 6 AtG, Abs. 2). Dieser wird insbesondere durch das Kerntechnische Regelwerk repräsentiert. Es enthält zahlreiche Vorgaben wie technische Vorschriften, anerkannte Nachweis- und Berechnungsmethoden, Regelungen für das Sicherheitsmanagement, Vorgaben für Organisation und Qualitätsmanagementsysteme.

Prüfziele

Damit das übergeordnete Ziel, eine unzulässige Strahlebelastung zu vermeiden, erfüllt wird, prüft das BfE vier Teilziele:

  1. Einschluss der radioaktiven Stoffe: In den Lagerbehältern werden feste radioaktive Stoffe gelagert, die geringe Mengen an Gasen abgeben. Die Lagerbehälter müssen so beschaffen sein, dass im Normalfall weder die festen, noch die gasförmigen radioaktiven Stoffe austreten können. Für Störfälle im Zwischenlager oder beispielsweise für ein Erdbeben muss Vorsorge getroffen sein, dass kein Behälter so stark beschädigt werden kann, dass dadurch eine unzulässige Strahlenbelastung entsteht.
  2. Kritikalitätssicherheit: In den Lagerbehältern darf keine nukleare Kettenreaktion entstehen. Bei der Aufbewahrung von abgebrannten Brennelementen wird dies unter anderem durch die Anordnung der Brennelemente in den Behältern und die Anordnung der Behälter untereinander gewährleistet.
  3. Wärmeabfuhr: Bestrahlte Kernbrennstoffe produzieren sehr viel Wärme. Diese Wärme muss abgeleitet werden. Im Freien reicht dafür die Außenluft. In einem Zwischenlager muss durch eine entsprechende Luftführung dafür gesorgt sein, dass die von den Behältern ausgehende Wärme nach draußen abgeführt wird. Außerdem müssen die Behälter so weit auseinander stehen, dass die gegenseitige Aufheizung gering gehalten wird.
  4. Abschirmung radioaktiver Strahlung: Gamma- und Neutronenstrahlung kann feste Materialien durchdringen. Der Stahl der Behälter und spezielle Materialien in den Behältern müssen dafür sorgen, dass die Strahlung abgeschirmt wird und möglichst wenig Strahlung die Behälter verlässt. Eine vollständige Abschirmung ist jedoch nicht möglich. Deswegen muss der Betreiber eines Zwischenlagers weitere Maßnahmen ergreifen, um die Strahlenbelastung von Personen innerhalb und außerhalb des Zwischenlagers möglichst gering zu halten. Dies können zum Beispiel abschirmende Baumaterialien oder Zugangsbeschränkungen zu den Bereichen sein, in denen die Behälter stehen.

Die Lagerbehälter

Kernstück der Sicherheit der Zwischenlager sind die Lagerbehälter. Obwohl alle Lagerbehälter auch eine Zulassung als Transportbehälter haben, werden sie für die Aufbewahrung in einem Zwischenlager komplett neu geprüft. Denn bei der Zwischenlagerung herrschen andere Bedingungen als beim Transport.

Ein Beispiel: Für einen Transport werden Stoßdämpfer fest an die Behälter montiert. Im Zwischenlager werden die Behälter dagegen ohne Stoßdämpfer bewegt. Deswegen muss für die Aufbewahrung in einem Zwischenlager erneut nachgewiesen werden, dass die Behälter auch bei einem Sturz den notwendigen Schutz bieten oder dass technische Vorkehrungen getroffen sind, die einen Sturz verhindern.

Das Prüfverfahren

Wer eine Genehmigung für ein Zwischenlager beantragt, muss dem BfE einen vollständigen Nachweis über die Sicherheit des Lagers vorlegen. Dazu gehören insbesondere eine exakte Beschreibung der Lagerbehälter, des Lagergebäudes, der technischen Einrichtungen, der geplanten Überwachungsmaßnahmen sowie Berechnungen oder experimentelle Untersuchungen für die radiologischen Auswirkungen des Betriebs des Lagers und für alle zu prüfenden Ereignisse, die während des Betriebs auftreten können.

Die Antragsunterlagen werden vom BfE zunächst auf Vollständigkeit und Plausibilität geprüft. Vom BfE beauftragte Sachverständige nehmen dann eine vollständige Überprüfung der eingereichten Nachweise vor. Zum Beispiel werden Berechnungen des Antragstellers nachgerechnet oder die Ergebnisse mit anderen Rechen- oder Prüfverfahren überprüft. Bleiben bei der Überprüfung Fragen offen oder fehlen Unterlagen, fordert das BfE vom Antragsteller zusätzliche Nachweise oder Unterlagen ein.

Alle Nachweise müssen konservativ sein. Das bedeutet, dass man nicht von realistischen oder sehr wahrscheinlichen Bedingungen ausgeht, sondern das Risiko absichtlich überschätzt. Die eingesetzten Rechen- bzw. Nachweismethoden müssen dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen.

Das BfE ermittelt für alle Aspekte, die zur Sicherheit des Lagers gehören, ob die Grenzwerte der Strahlenschutzverordnung unter Berücksichtigung des Minimierungsgebots sowie der Stand von Wissenschaft und Technik eingehalten werden. Nur wenn alle diese Voraussetzungen erfüllt sind, endet das Prüfverfahren für den Prüfpunkt Sicherheit mit einem positiven Ergebnis.

Stand: 20.09.2016

© Bundesamt für kerntechnische Entsorgungssicherheit