Die Publikation „Entsorgung von Kernkraftwerken – Eine technisch gelöste Aufgabe“ informiert über die Entsorgung der in den deutschen Kernkraftwerken anfallenden.

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1 Die Publikation „Entsorgung von Kernkraftwerken – Eine technisch gelöste Aufgabe“ informiert über die Entsorgung der in den deutschen Kernkraftwerken anfallenden Reststoffe und Abfälle. Die enthaltenen Bilder, Tabellen und Grafiken können zur Ausarbeitung von Vorträgen zur Entsorgung von Kernkraftwerken verwendet werden. Die Broschüre sowie die Darstellungen stehen unter zum Download bereit. Bei der Nutzung der Informationen und Folien bitten wir um Quellenangabe. Herausgeber: VGB PowerTech e.V. Arbeitskreis Abfallmanagement Klinkestraße 27-31, Essen, Deutschland Telefon: (02 01) (Zentrale) Telefax: (02 01) Internet:

2 Energiemix der deutschen Stromversorgung von 1960 bis 2010
100 Regenerative* 90 80 Öl und Erdgas 70 60 50 Braunkohle Stromerzeugungsanteil in % 40 30 20 Steinkohle Kernenergie 10 Alte und neue Bundesländer Alte Bundesländer 1960 1970 1980 1990 2000 2010 *Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Photovoltaik, Hausmüll und Geothermie; vor 1990 praktisch nur Wasserkraft

3 Energiemix der deutschen Stromversorgung von 2010
19 % Öl und Erdgas 23 % Kernenergie 16 % Wasserkraft und andere Regenerative 23 % Braunkohle 19 % Steinkohle

4 Kernkraftwerke und zugehörige Entsorgungseinrichtungen in Deutschland
Brunsbüttel Brokdorf Greifswald Unter- weser Stade Krümmel Gorleben Emsland Rheinsberg Lingen Grohnde Asse Ahaus Morsleben Würgassen Konrad Hamm-Uentrop Kernkraftwerk Berechtigung zum Leistungsbetrieb nach AtG-Novelle erloschen Kernkraftwerk stillgelegt Kernkraftwerk vollständig beseitigt Forschungseinrichtung mit Abfallbehandlungsanlagen Abfallbehandlungsanlagen Zentrales Zwischenlager Endlager 1 Erkundung 2 Einlagerung beendet 3 Errichtung Duisburg Jülich Mülheim- Kärlich Grafenrheinfeld Biblis Kahl Mitterteich Philippsburg Obrigheim Karlsruhe Gundremmingen Isar Neckarwestheim Niederaichbach

5 Radioaktive Reststoffe
Differenzierung der radioaktiven Reststoffe Radioaktive Reststoffe aus Kernkraftwerken Abfälle Zur konventionellen Verwendung, Verwertung oder Beseitigung freigegebener Stoffe Betriebsabfälle Abgebrannte Brennelemente hochradioaktiv wärmeerzeugend Sonstige radioaktive Stoffe mittel- oder schwachradioaktiv nicht wärmeerzeugend Stilllegungsabfälle Sonstige radioaktive Stoffe mittel- oder schwachradioaktiv nicht wärmeerzeugend

6 Klassifizierung radioaktiver Abfälle
Radioaktivität Abfallbezeichnung Beispiele für Abfälle Endlagerung Bq / m3 Verteilung Gesamtaufkommen 1016 hochradioaktiv wärmeerzeugende Abfälle Spaltprodukte aus der Wiederaufarbeitung z.B. Endlager Gorleben 1014 5 % des Abfall- volumens mit 99 % der Radioaktivität Konditionierte Brennelemente Abfälle mit vernachlässig- barer Wärme- erzeugung mittelradioaktiv 1012 Kernbauteile 1010 Abfälle aus Wiederaufarbeitung Endlager Konrad schwach- radioaktiv 95 % des Abfall- volumens mit 1 % der Radioaktivität Betriebsabfälle aus Kernkraftwerken 108 Abfälle aus Stilllegung

7 Entsorgungswege für Brennelemente in Deutschland
Ausgediente Brennelemente Neue Brenn- elemente Lagerung im Abklingbecken des Kernkraftwerkes Kernkraftwerk Direkte Endlagerung Uran- und Plutonium- rückführung Brennelementfertigung Zwischenlagerung im zentralen Zwischenlager oder im Standortzwischenlager Abfälle Wiederaufarbeitung Konditionierung Endlagerung

8 Entsorgung von Brennelementen: Wiederaufarbeitung / Zahlenangaben für einen Druckwasserreaktor pro Betriebsjahr 11 Mrd. kWh Kernkraftwerk 40 Brennelemente (≅ 21 t Kernbrennstoff) 4 Pendelbehälter „Shuttle“ Wiederaufarbeitung Kernbrennstoffe Uran Plutonium Kokillen (ca. 10 m3) Zwischenlager ≤ 2 Behälter z.B. Typ CASTOR® 1/3 hochradioaktiver Abfall (Glaskokillen) 2/3 mittelradioaktiver Abfall Endlagerung

9 Entsorgung von Brennelementen: Direkte Endlagerung; Zahlenangaben für einen Druckwasserreaktor pro Betriebsjahr 11 Mrd. kWh Kernkraftwerk 40 Brennelemente (≅ 21 t Kernbrennstoff) 2 Großbehälter Transport und Zwischenlagerung - z.B. Typ CASTOR® Brennelementlagerung Endlagerung z.B. 4 POLLUX®-Endlagerbehälter Brennelementkonditionierung

10 radioaktive Reststoffe
Entsorgungswege für radioaktive Reststoffe aus Kontrollbereichen Im Kontrollbereich anfallende radioaktive Reststoffe Abklinglagerung Getrenntes Sammeln nach Materialart und Aktivitätsinventar Direkte Wiederverwendung oder -verwertung im kerntechnischen Bereich möglich und wirtschaftlich sinnvoll? Wiederverwendung oder -verwertung im kerntechnischen Bereich Dekontaminationsmaßnahmen oder Pufferlagerung sind ggf. zu prüfen bzw. durchzuführen JA NEIN - Uneingeschränkte Freigabe - Freigabe zur Beseitigung - Freigabe von Metallschrott zur Rezyklierung - Freigabe von Gebäuden zum Abriss - Freigabe im Einzelfallverfahren Freigabe nach §29 StrlSchV möglich wirtschaftlich sinnvoll? JA Freigabe NEIN Radioaktiver Abfall Konditionierung Zwischen- bzw. Endlagerung

11 Kontrollierte Verwertung von Metallen
Metallschrott Einschmelzen Radioaktiver Abfall z.B. Schlacke, Filter Neue Produkte z.B. Abfallbehälter Herstellung neuer Produkte für kerntechnische Bereiche Abfallgebinde Abfallgebinde Zwischenlager Endlagerung In Konrad

12 einer 1300-MW-Anlage und Bandbreite der Radioaktivität
Typische Betriebsabfälle aus einem KKW mit DWR, beispielhaft jährliche Rohabfälle einer 1300-MW-Anlage und Bandbreite der Radioaktivität Radioaktivität Bq / m3 1014 2 m3 Kugelharze 2 m3 Filterkerzeneinsätze 2 m3 Metallteile 1012 18 m3 Verdampferkonzentrate 1 m3 Filterkonzentrate und Schlämme 1010 170 m3 Festabfälle 2 m3 Kugelharze 108 106 2 m3 Öle

13 Optimierte Behandlungswege für feste und flüssige radioaktive Abfälle aus Kernkraftwerken
Abfallart Feste Abfälle Flüssige Abfälle Metallteile, Bauschutt, u. a. Metallteile, Isolierungen, u. a. Papier, Kunststoffe, Textilien,u.a. Verdampfer- konzentrat Filter- konzentrat Ionenaus- tauscher- harze Rohabfälle Öl Schlämme verbrennen trocknen, entwässern, zementieren Konditionierung verpressen Abfallprodukte Fester Abfall Pressling Salzblock, Granulat, Pulver, Zementblock z. B. Container, Gussbehälter Endlagerbehälter z. B. Container

14 Abfallbehandlungsverfahren zur Volumenreduzierung
bis 1/50 bis 1/100 bis 1/5 1/1 Rohabfall Hochdruckverpressung Verbrennung Verbrennung + Hochdruckverpressung

15 Jährliche Abfallmenge aus dem Betrieb der deutschen Kernkraftwerke Stand 2010
11 DWR-Anlagen 6 SWR-Anlagen Jährliche Betriebsabfälle aus 17 Kraftwerken mit MW Leistung 3.900 m3 Rohabfall 2.200 m3 1.700 m3 800 m3 Abfallkonditionierung Zwischenlager Endlager Konrad

16 Fließschema einer Verbrennungsanlage für radioaktive Abfälle
Beschickungs- anlage Wärmerück- gewinnung Zudosierung von Kalk und Aktivkohle Gebläse Sekundär- und Nach- brenn- kammer Kamin Primär kammer Verbrennungs- ofen Rauchgas- kühler Schlauchfilter I Schlauchfilter II

17 Stillgelegte Kernkraftwerke in Deutschland
Anlagen der Elektrizitätsversorgungsunternehmen Anlage Leistung MWe Betriebszeit Status VAK Kahl 16 1960 – 1985 vollständig beseitigt KRB A Gundremmingen 250 1966 – 1977 Rückbau KWL Lingen 254 1968 – 1977 sicherer Einschluss Rückbauantrag gestellt Obrigheim 357 1968 – 2005 Würgassen 670 1971– 1995 Stade 672 1972 – 2003 Mülheim-Kärlich 1302 1986 – 1988 Biblis A 1225 1974 – 2011 Berechtigung zum Leistungsbetrieb mit in Kraft treten der 13. Novelle zum Atomgesetz erloschen Biblis B 1300 1976 – 2011 Brunsbüttel 806 Neckarwestheim 840 Isar 1 912 1977 – 2011 Philippsburg 1 926 1979 – 2011 Unterweser 1410 Krümmel 1402 1983 – 2011

18 Stillgelegte Kernkraftwerke in Deutschland
Anlagen des Bundes / der Länder Anlage Leistung MWe Betriebszeit Status MZFR Karlsruhe 58 1965 – 1984 Rückbau AVR Jülich 15 1966 – 1988 THTR Hamm-Uentrop 308 1988 – 1988 sicherer Einschluss Rheinsberg 70 1966 – 1990 HDR Karlstein 25 1969 – 1971 vollständig beseitigt Niederaichbach 106 1972 – 1974 Greifswald Block 1 440 1973 – 1990 Greifswald Block 2 1974 – 1990 Greifswald Block 3 1978 – 1990 Greifswald Block 4 1979 – 1990 Greifswald Block 5 Probebetrieb 1990 KNK II Karlsruhe 20 1977 – 1991

19 Verteilung der beim Rückbau des Kontrollbereiches eines DWR anfallenden Massen (Angaben in t)
Gesamtmasse des Kontrollbereichs (DWR-Referenzkraftwerk) zur Endlagerung 600 Beton u. Armierung Anlagenteile Radioaktiver Abfall (Beton/Armierung) zur freien Verwertung zur schadlosen Verwertung Material zur schadlosen Verwertung 9.800 Abfall zur konventionellen Deponierung Radioaktiver Abfall (Anlagenteile) zur Deponierung 700 zur Endlagerung Radioaktiver Abfall (Sekundärabfall z.B. aus der Dekontamination) 3.000 13.500 zur Endlagerung 500

20 Behandlung radioaktiver Abfälle mit Ablaufplänen (ALP) zur Zwischen- und Endlagerung
Verantwortung Ablaufplan Antrag an Abfallverursacher Aufsichtsbehörde BfS Vorprüfung Verfahrensqualifikation Beauftragter Sachverständiger Vorbereitung zur Konditionierung BfS/Aufsichtsbehörde ALP-Freigabe Beauftragter Sachverständiger Begleitende Kontrolle Konditionierung Dokumentation Abfallverursacher Beauftragter Sachverständiger Prüfbericht Zwischen-/ Endlagerung Freigabe BfS/Aufsichtsbehörde Zwischenlager Endlager Zwischen-/Endlagerung

21 Verantwortliche Institutionen bei der Endlagerung radioaktiver Abfälle
BMU Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit RSK Reaktor-Sicherheitskommission SSK Strahlenschutzkommission ESK Entsorgungskommission BMWi Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BfS Bundesamt für Strahlenschutz BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe DBE Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH RSK/SSK/ESK beratend BMU Dienst- und Fachaufsicht BMWi Dienst- und Fachaufsicht Landesbehörden Planfeststellung BfS Verantwortlich für Errichtung und Betrieb, Antragsteller BGR Bergämter Betriebsplanzulassung DBE Errichter und Betreiber Endlager Konrad Projekt Gorleben Notwendiger Aufwand Endlager-Vorausleistungsverordnung Abfallverursacher

22 Zuständigkeiten für die Entsorgung radioaktiver Abfälle
Kraftwerksbetreiber Entwicklung, Betrieb, Stilllegung der Kraftwerke Entwicklung geeigneter Verfahren zur Behandlung von Abfällen und Brennelementen Durchführung von Wiederaufarbeitung/Konditionierung Zwischenlagerung Finanzierung der Endlagerung Ablieferungspflicht Endlagerung - Erkundung - Errichtung - Betrieb - Stilllegung Bund

23 Struktur eines Endlagers für radioaktive Abfälle in einer Salzformation
Deckgebirge Salzstock Strecke Endlagergebinde (Brennelementbehälter) Teufe etwa 800 m Bohrlöcher Endlagergebinde (Kokillen) Teufe etwa m