Auswahl aktueller Projekte

Egal, ob ein Endlager für hochradioaktive Abfälle in Deutschland im Kristallin, im Steinsalz oder im Tongestein umgesetzt werden wird, für das jeweilige Wirtsgestein muss ein geeignetes Endlagerkonzept entwickelt werden. Ein wesentlicher Bestandteil eines solchen Endlagerkonzeptes ist der Endlagerbehälter. Bei der Entwicklung von Endlagerbehältern müssen unter anderem Kriterien wie Handhabbarkeit, Einschlussvermögen und Abschirmung beachtet werden.

Fachleute der GRS arbeiten mit Verbundpartnern in einem durch das Bundesforschungsministerium geförderten Forschungsprojekt daran, das Wissens- und Projektmanagement im Bereich Rückbau- und Genehmigungswesen zu verbessern und die Prozessführung mit praxisnahen Lösungen auf heutige Gegebenheiten anzupassen. Konkret werden eine hybride Lernplattform mit Virtual- und Augmented-Reality-Elementen für die Aus- und Weiterbildung von Fachpersonal, eine KI-basiertes System für ein rückbauspezifisches Wissensmanagement und eine digitale Plattform für Genehmigungsprozesse entwickelt.

Sogenannte Small Modular Reactors (SMR) oder auch Micro Modular Reactors (MMR) werden derzeit von vielen Ländern für eine CO2-arme Energieerzeugung in Betracht gezogen – auch bei unseren direkten Nachbarn wie Frankreich, Polen oder Tschechien. Aufgrund der räumlichen Nähe benötigt Deutschland fachliche Kompetenz in diesem Themengebiet. Einerseits, um offene sicherheitstechnische Fragen zu klären und andererseits, um diese Konzepte eigenständig analysieren und bewerten zu können – zum Beispiel, wenn es zu einem Ereignis in einer grenznahen Anlage kommt.

Die GRS entwickelt zusammen mit der DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH und dem Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. (DVGW) im Verbundprojekt „PORTAL GREEN II“ Leitfäden zu genehmigungsrechtlichen und technischen Aspekten der Umstellung des Erdgasnetzes auf Wasserstoff.

Das Strahlenschutzgesetz sieht vor, dass der Bund für radiologische Notfälle Pläne zum Schutz der Bevölkerung ausarbeiten muss. Während ein allgemeiner, übergreifender Notfallplan die grundsätzlichen Regelungen zusammenfasst, sind in den besonderen Notfallplänen Regelungen für spezielle Bereiche des Lebens festgehalten. GRS-Fachleute unterstützen das Bundesumweltministerium derzeit dabei, diese besonderen Pläne zu erstellen.

In der Abteilung Strahlen- und Umweltschutz befassen sich Kolleginnen und Kollegen in einem Forschungsprojekt mit der Frage, mit welchen Analysemethoden sich am effektivsten radioaktive Verunreinigungen in Radiopharmaka nachweisen lassen.

Die Zwischenlagerung hochradioaktiver Abfälle wird sich in Deutschland bis in die zweite Hälfte dieses Jahrhunderts hineinziehen, da ein geeignetes Endlager Stand heute vorher nicht zur Verfügung stehen wird. Sowohl die derzeit zwischengelagerten Brennelemente als auch die Strukturkomponenten der verwendeten Transport- und Lagerbehälter sind daher der Strahlung, aber auch thermischen oder mechanischen Belastungen deutlich länger ausgesetzt, als man ursprünglich angenommen hatte. Kolleginnen und Kollegen aus der Abteilung Stilllegung und Zwischenlagerung beschäftigen sich daher in einem laufenden Forschungsprojekt damit, wie sich die Belastung von Brennelementen und deren Komponenten während einer verlängerten Zwischenlagerung bewerten lässt.

Viele Länder versprechen sich, dass Small Modular Reactors (SMR) ihren Teil dazu beizutragen, sich bei der Stromerzeugung von fossilen Energieträgern unabhängiger zu machen. Die meisten SMR-Konzepte stecken allerdings noch in unterschiedlichen Stadien der Entwicklung. Während sicherheitstechnische Aspekte bereits ab den ersten Ideenskizzen eine Rolle spielen, werden Maßnahmen zur Sicherung (erforderlicher Schutz gegen Störmaßnahmen und sonstige Einwirkungen Dritter (SEWD)) oftmals nur nachrangig berücksichtigt. Die GRS beschäftigt sich daher in einem gerade angelaufenen Forschungsprojekt damit, welche Merkmale der Sicherung und der IT-Sicherheit verschiedene SMR-Konzepte aufweisen und inwiefern sich Sicherungsanforderungen und -konzepte von konventionellen kerntechnischen Anlagen auf SMR übertragen lassen. Dadurch will die GRS Fachwissen aufbauen und offene Fragestellungen bei der Anwendung bestehenden Regelwerks identifizieren.

Endlagerforschende zeichnen mit Simulationsprogrammen ein Bild der Zukunft eines Endlagersystems. Wie präzise und realitätsnah die Prognose ist, hängt ganz wesentlich von den verwendeten Eingabedaten für die Berechnungen ab. Der von der GRS entwickelte Simulationscode Radi berechnet die Zerfallsketten der radioaktiven Stoffe aus den eingelagerten Abfällen. Er beantwortet die Frage, wie viel 'Radioaktivität' nach einem bestimmten Zeitraum noch vorhanden ist und stellt somit die Grundlage für weitere Simulationen dar.

Hochradioaktive Abfälle geben Energie in Form von Wärme ab. Bei der Planung eines sicheren Endlagers spielt deshalb auch das Thema Wärme eine entscheidende Rolle. Die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) hat nun festgelegt, welche Temperaturen die eingelagerten Behälter an ihrer Oberfläche maximal erreichen dürfen. Die Temperaturen sind auch auf der Basis von Forschungsergebnissen der GRS bestimmt worden. Die Forscherinnen und Forscher der GRS haben hierfür eine neue Methodik entwickelt, mit der sich Aussagen über die Temperaturverträglichkeit treffen lassen.