Endlagerauslegung und -optimierung, Bericht zum ... - PTKA - KIT
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Nach gegenwärtigem Ermessen erscheint die Bildung einer sich selbst erhaltenden<br />
Kettenreaktion in einem Endlager in einem chloridbasiertem Salzgestein auf Basis des<br />
Nuklidinventars eines einzelnen Endlagerbehälters der Typen BSK 3, POLLUX ® -10<br />
sowie bei der direkten Endlagerung von Zwischenlagerbehältern CASTOR ® mit ausgedienten<br />
LWR-Brennstoffen auch bei Lösungszutritt als ausgeschlossen. Eine wesentliche<br />
Randbedingung für die Nachweisführung ist dabei die Berücksichtigung der Neutronen<br />
absorbierenden Wirkung des Nuklids 35 Cl. Während die Behälter auf Basis ihrer<br />
Auslegung im intakten Zustand Unterkritikalität sicherstellen, sind nach dem Verlust ihrer<br />
Integrität Evolutionsszenarien vorstellbar, in denen ohne Berücksichtigung des 35 Cl<br />
<strong>und</strong> ohne Berücksichtigung des Abbrands rein rechnerisch Multiplikationsfaktoren<br />
k eff > 1,0 erreicht werden können. Unter Berücksichtigung des 35 Cl in der Konzentration,<br />
die in MgCl 2 -gesättigter Lösung auftritt, bleiben alle diese betrachteten Systeme<br />
<strong>und</strong> Betrachtungsfälle unterkritisch, so dass das Nachweiskonzept der Kritikalitätssicherheit<br />
für LWR-Brennstoffe darauf abgestützt werden kann. Für einige höher angereicherte<br />
Brennstoffe aus Versuchs- <strong>und</strong> Prototyp-Kernkraftwerken <strong>und</strong> Forschungsreaktoren<br />
können – je nach Brennstoffart <strong>und</strong> Behälterkonzept – dennoch zusätzlich<br />
Konditionierungsmaßnahmen erforderlich werden. Dies gilt insbesondere für die höher<br />
angereicherten Brennstoffe der Reaktoren FRM-II <strong>und</strong> KNK-II. Eine genaue Einschätzung<br />
erfordert jedoch tiefer gehende Untersuchungen, die über den Rahmen der gegenwärtigen<br />
vorläufigen Sicherheitsanalyse hinausgehen.<br />
Zusätzlich wurden verschiedene Formen möglicher Behälterverfüllungen exemplarisch<br />
untersucht. Je nach Behältertyp <strong>und</strong> Brennstoffart, v. a. CASTOR ® V/19 <strong>und</strong> CAS-<br />
TOR ® MTR2, kann durch eine geeignete Verfüllung von Behälterhohlräumen der<br />
Nachweis der Unterkritikalität nach derzeitigem Stand ggf. auch ohne Berücksichtigung<br />
des Chlorids auf Basis von frischem Brennstoff geführt werden. Um dies abschließend<br />
zu bewerten, müssen aber genau definierte Randbedingungen vorliegen, welche augenblicklich<br />
nicht gegeben sind. Es ist dabei auch zu beachten, dass etwaige Verfüllungen<br />
in denkbaren Degradationsbetrachtungsfällen geeignet berücksichtigt werden<br />
müssen. Für andere Behältertypen, insbesondere die Endlagerbehälter BSK-3 <strong>und</strong><br />
POLLUX ® -10, in denen keine kompletten Brennelemente, sondern kompakt Brennstäbe<br />
eingebracht werden, ist der vorhandene Behälterhohlraum deutlich geringer, so<br />
dass hier die Zweckmäßigkeit einer möglichen Verfüllung noch überprüft werden müsste.<br />
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