Endlagerauslegung und -optimierung, Bericht zum ... - PTKA - KIT

B
Anhang B: Thermische Grundlagen und Berechnungsmodelle
Im vorliegenden Anhang B werden die für die thermische Auslegung des Endlagerbergwerkes
relevanten Grundlagen und Berechnungsmodelle im Detail beschrieben.
Dazu zählen die Herleitung der Wärmeleistungsdaten aus der zu berücksichtigenden
Art und Menge an wärmeentwickelnden Abfällen und ausgedienten Brennelementen.
Weiterhin werden für die zu berücksichtigenden Materialien des Wirtsgesteins und der
Endlagerbehälter die Stoffgleichungen und Materialparameter beschrieben. Schließlich
wird erläutert, wie die Berechnungsmodelle zur thermischen Auslegung der Varianten
aufgebaut sind.
B.1 Ableitung der Wärmeproduktion und ihr Modell
In der thermischen Auslegung des Grubengebäudes werden nur Abfälle berücksichtigt,
die über eine hohe Wärmeleistung verfügen. Das Abfallmengengerüst wurde in
/PEI 11b/ auf der Basis des Beschlusses zur Beendigung der friedlichen Nutzung der
Kernenergie vom Sommer 2011 bestimmt. Von den dort behandelten Abfallströmen
der bestrahlten Brennelemente aus Leistungsreaktoren, der radioaktiven Abfälle aus
der Wiederaufarbeitung, der bestrahlten Brennelemente aus Versuchs- und Prototyp-
Kernkraftwerken und Forschungsreaktoren sowie der Abfälle mit vernachlässigbarer
Wärmeentwicklung sind aus thermischer Sicht nur die beiden zuerst genannten Typen
von Bedeutung. Ihre, auf die Behälterlänge bezogene Wärmeleistung ist deutlich höher
als bei den übrigen Abfalltypen. Werden die in /BOL 11/ genannten Behälterabmessungen
und -abstände zusammen mit der Wärmeleistung der entsprechenden Abfälle
berücksichtigt, liegt die längenspezifische thermische Leistung aus Versuchs- und Prototyp-Kernkraftwerken
und Forschungsreaktoren im in /PEI 11b/ angegebenen Zeitraum
um mindestens eine halbe Größenordnung unter der längenspezifisch geringsten
thermischen Leistung der beiden o. g. Abfallströme von Brennelementen aus Leistungsreaktoren
und radioaktiven Abfälle aus der Wiederaufarbeitung. Die geringste
thermische Leistung wird bei diesen beiden Abfallströmen bei einer Behälterbeladung
mit WWER-DWR-BE erzielt. Vorabberechnungen haben gezeigt, dass der thermische
Einfluss der mit WWER-DWR-BE beladenen Behälter sehr gering ist. Entsprechend ist
der thermische Einfluss von Behältern, die mit Brennelementen aus Versuchs- und
Prototyp-Kernkraftwerken und Forschungsreaktoren beladen sind, noch geringer und
ist daher vernachlässigbar.
249