Glossar

 

Tiefenlager für hochaktive Abfälle

Das Tiefenlager für hochaktive Abfälle (HAA) ist für die Lagerung verbrauchter Brennelemente (BE) aus den Schweizer Kernkraftwerken und für verglaste Spaltproduktlösungen aus der Wiederaufarbeitung verbrauchter Brennelemente vorgesehen.

Nebst Lagerstollen für BE und HAA sollen auch Stollen für langlebige mittelaktive Abfälle (LMA) gebaut werden.

Eine Rampe oder ein vertikaler Schacht ermöglichen den Zugang zur Lagerzone in einer maximalen Tiefenlage für hochaktive Abfälle von 700 Metern.

Mit Hilfe des Pilotlagers kann das Verhalten der Sicherheitsbarrieren auch nach dem Verschluss der Lagerstollen im Hauptlager während einer Beobachtungsphase überwacht werden.

Bild: Infel AG, Claudio Köppel

1  Hauptlager BE/HAA
2  Lager LMA
3  Pilotlager
4  Testbereich
5  Zugangstunnel
6  Lüftungsschacht und Bauschacht

Die Oberflächeninfrastruktur eines Tiefenlagers für hochaktive Abfälle besteht aus einer Oberflächenanlage mit Zufahrtsstrasse und, falls möglich, Bahnanschluss sowie Schachtanlagen, deren Standorte später bestimmt werden können.

 

OFA_HAA_2011

Die Oberflächenanlage dient als Pforte zum Tiefenlager. Hier werden die Abfälle angeliefert und für die Einlagerung vorbereitet. Die Anlage umfasst ein Administrationsgebäude, ein Besucherzentrum, verschiedene Betriebsgebäude und eine Verpackungsanlage. Im letztgenannten Gebäude werden die verbrauchten Brennelemente und die verglasten hochaktiven Abfälle aus den Transport- und Lagerbehältern entnommen und in Endlagerbehälter umgeladen. Das Gebäude erfüllt sehr hohe Sicherheitsanforderungen. Es ist gegen massive Einwirkungen ausgelegt wie schwere Erdbeben oder Flugzeugabstürze. Zur Oberflächenanlage gehört weiter das Zugangsgebäude zum Tiefenlager. Von dort aus werden die Abfälle in den unterirdischen Lagerbereich transportiert.

Der Flächenbedarf für die Oberflächenanlage beträgt rund 8 Hektaren bei 150 Metern Breite (Richtgrössen). Den Standort und die Anordnung der Gebäude legen Bevölkerung und Behörden der Standortregion zusammen mit der Nagra fest. Die Anlage kann der Umgebung angepasst werden. Sie kann beispielsweise siedlungsnah in einer Industriezone stehen, sichtgeschützt am Waldrand oder auf dem Areal einer Kiesgrube, teilweise überdeckt in einem Hang oder in der offenen Landschaft.

Weitere Bestandteile der Oberflächeninfrastruktur sind Schachtanlagen für Lüftung und Materialtransport. Die Schachtköpfe und zugehörigen kleineren Gebäude liegen über dem Tiefenlager und beanspruchen eine Fläche von rund einer Hektare. Für das Material, das beim Bau von Zugangstunnel und Lagerstollen ausgebrochen wird, sind Deponien nötig. Ein Teil des Ausbruchsmaterials kann für den späteren Verschluss des Tiefenlagers wieder verwendet werden.

Nach der Einlagerung der Abfälle wird das Lager über mehrere Jahrzehnte beobachtet. Ein Teil der Oberflächeninfrastruktur wird in dieser Phase nicht mehr gebraucht und rückgebaut. Später, nach Ablauf der Beobachtungsphase, werden auch die restlichen Gebäude rückgebaut. Ausnahmen sind Einrichtungen für Langzeitmessungen und Markierungen.

Modellhafte standortspezifische Gestaltung der Oberflächenanlage für das Tiefenlager für hochaktive Abfälle. Ort, Ausgestaltung und Einpassung in die Landschaft werden in Zusammenarbeit mit der regionalen Bevölkerung bestimmt. Bild: maars, Zürich 

Modell der Oberflächenanlage für das Tiefenlager HAA

  1. BE/HAA-Verpackungsanlage
  2. Werkstatt 
  3. Feuerwehrgebäude
  4. Transportbehälterreinigungsanlage
  5. Betriebsabfallbehandlungsanlage und Garagen
  6. Zugang zu geologischem Tiefenlager
  7. Elektrogebäude
  8. Lüftungsanlage
  9. LMA-Verpackungsanlage
  10. Aufbereitungsanlage Verfüll- und Versiegelungsmaterialien
  11. Administrationsgebäude
  12. Besucherzentrum
  13. Anlieferungsterminal
  14. Zugschleuse
  15. Fahrzeugschleuse

Das Tiefenlager für hochaktive Abfälle umfasst Lagerstollen von 2,5 Metern Durchmesser für die Einlagerung der Behälter mit verbrauchten Brennelementen und verglasten hochaktiven Abfällen.

Im Pilotlager wird die Funktion des Lagers anhand einer repräsentativen Abfallmenge überwacht.

Im Testbereich werden Untersuchungen zum Bau und Betrieb des Tiefenlagers durchgeführt.

Alle Lagerbereiche befinden sich in einer Tiefe von etwa 600 Metern. Der Zugang erfolgt über einen Zugangstunnel und über einen Schacht. 

Hochaktive Abfälle werden bevorzugt mit der Bahn vom Zwischenlager in Würenlingen zur Oberflächenanlage des Tiefenlagers transportiert. Dazu werden massive Transportbehälter verwendet.

Nach einer Eingangskontrolle werden die Transportbehälter mit den hochaktiven Abfällen in die Verpackungsanlage gebracht. Dort werden sie überprüft und vom Bahnwagen abgeladen. In einem weiteren Schritt werden die Abfälle aus den Transportbehältern entnommen und in bereitstehende, dickwandige Endlagerbehälter umgeladen und eingeschweisst. Der Vorgang erfolgt ferngesteuert und unter sehr hohen Sicherheitsvorkehrungen.

Anschliessend werden die Endlagerbehälter einzeln auf die Stollenbahn verladen.

Die Stollenbahn fährt durch den Zugangstunnel zu den unterirdischen Lagerstollen hinunter.

Im Lagerstollen wird der Lagerbehälter auf einen Einlagerungstrolley mit einer Auflage aus Tonblöcken geladen und zum Lagerort gebracht.

Am Lagerort wird der Behälter mitsamt den Tonblöcken im Lagerstollen abgesetzt und der Trolley zurückgezogen.

Die Behälter werden einzeln mit Zwischenraum hintereinander in die Lagerstollen eingebettet. 

Der Stollen wird fortlaufend mit abdichtendem Bentonitgranulat verfüllt.

Nach der Einlagerungsphase werden die noch offenen Zugänge zu den Lagerstollen und der Zugangstunnel verfüllt und verschlossen.

Mit dem Entscheid zum endgültigen Verschluss der gesamten Anlage werden die noch offenen Stollen und der Schacht verfüllt und verschlossen.

Die Lagerbehälter können jederzeit auch wieder zurückgeholt werden.

In einem geologischen Tiefenlager sind die Abfälle durch ein System von Barrieren langfristig sicher eingeschlossen. Man unterscheidet dabei drei technische und eine geologische Barriere.

Bei verbrauchten Brennelementen gelten die Hüllrohre, in denen die Uranpellets sitzen, als erste technische Barriere. Eingepackt in einen dicken Metallbehälter (zweite technische Barriere), werden die Brennelemente im Lagertunnel auf einen Bentonitsockel gelagert und anschliessend der gesamte Tunnel mit Bentonitgranulat verfüllt (dritte technische Barriere).

Das Wirtgestein bildet zusammen mit den überlagernden Gesteinen die geologische Barriere.

Bei der Wiederaufarbeitung werden die hochaktiven Spaltproduktlösungen in Glas eingeschmolzen, welches sehr schwer korrodiert. Der Metallbehälter und die Verfüllung aus Bentonit bilden auch hier die weiteren technischen Sicherheitsbarrieren (Bild).

 

Sicherheitsbarrieren in einem Lager für hochaktive Abfälle

HAA Siba

  1. Glaskörper, der die radioaktiven Stoffe enthält
  2. Metallbehälter
  3. Bentonitverfüllung
  4. Wirtgestein

Betriebsablauf in der Oberflächenanlage eines Lagers HAA

Film ©Nagra