Rückbau und Stilllegung von Atomkraftwerken

Deutschland ist aufgrund des im Jahr 2000 beschlossenen Kernenergie-Ausstiegs weltweit eines der Länder mit den meisten Projekten und Erfahrungen im Rückbau kerntechnischer Anlagen.

Derzeit befinden sich 22 Kernreaktorblöcke in Deutschland im genehmigten Rückbau: Grafenrheinfeld, Biblis Block A und Block B, Isar 1, Gundremmingen B, Philippsburg 1 und 2, Neckarwestheim 1, Unterweser, Brunsbüttel, Mülheim-Kärlich, Stade, Obrigheim, Lingen, Hamm-Uentrop und Würgassen sowie das Kernkraftwerk Rheinsberg mit einem und das Kernkraftwerk Greifswald mit fünf Blöcken aus der ehemaligen DDR. Die Genehmigung zum Abbau des Kernkraftwerks Krümmel steht noch aus. Auch die Anlagen Neckarwestheim 2, Isar 2, Gundremmingen C, Brokdorf, Grohnde und Emsland, die in den nächsten Jahren ihren Betrieb beenden, haben bereits einen Antrag auf Stilllegung und Abbau gestellt.

Als alternative Möglichkeit zum direkten Abbau wurde früher der so genannte „sichere Einschluss“ eines Kernkraftwerks für eine Dauer von rund 30 Jahren mit anschließendem Abbau verfolgt. Man hoffte, mit dem Abklingen der Radioaktivität weniger radioaktive Abfälle zu erhalten. Allerdings zeigten die Erfahrungen, dass beim Rückbau das im Betrieb erfahrene Personal, das die Anlagenhistorie kennt, sehr wichtig ist. Das Konzept des sicheren Einschlusses wird nur beim Kernkraftwerk Lingen und dem Thorium-Hochtemperatur-Reaktor in Hamm-Uentrop realisiert.

Seit der Atomgesetznovelle im Jahr 2017 wird in Deutschland nur noch der „direkte Abbau“ genehmigt, der sich auch sicherheitstechnisch, verwaltungstechnisch und wirtschaftlich als sinnvoller erwiesen hat. Der Abbau erfolgt mit dem Ziel, die kerntechnische Anlage aus der atom- und strahlenschutzrechtlichen Überwachung zu entlassen. Das Öko-Institut begleitet alle diese Prozesse als Gutachter.

Vom Kernkraftwerk ins Endlager: Wege des radioaktiven Abfalls

Vorbereitung und Genehmigungsverfahren für den direkten Abbau

Ist der Betrieb beendet, tritt ein Kernkraftwerk in die Nachbetriebsphase ein. Diese dauert, bis die Abbaugenehmigung erteilt ist und in Anspruch genommen wird. In dieser Zeit können die zuletzt aus dem Reaktordruckbehälter entladenen Brennelemente im Lagerbecken abklingen, ältere Brennelemente in Castor-Behälter verladen und ins Zwischenlager transportiert werden. Ziel ist es, alle Kernbrennstoffe aus dem Kernkraftwerk zu entfernen, noch bevor die Stilllegung beginnt.

Befinden sich keine Brennelemente mehr im Reaktorbecken, sinken die Sicherheitsanforderungen erheblich. Das Brennelement-Lagerbecken kann für Zerlegearbeiten genutzt werden und der Abbau ohne Einschränkungen beginnen.

Der Nachbetrieb eines Atomkraftwerks

Technische Komponenten oder Gebäudeteile werden in der Betriebszeit umso radioaktiver, je näher sie mit dem nuklearen Kernbrennstoff in Berührung gekommen sind. Der Reaktordruckbehälter und seine metallischen Einbauten sind durch die alles durchdringende Neutronenstrahlung selbst aktiviert und strahlend geworden. Aber auch Rohrleitungen, durch die Kühlmittel geflossen ist, können durch absinkende radioaktive Substanzen kontaminiert sein.

Eine weitere wichtige Aufgabe des Nachbetriebs ist es deshalb, alle Räume und Anlagenkomponenten hinsichtlich der zu erwartenden Radioaktivität oder Kontamination detailliert einzuordnen. Eine gute Kenntnis der Anlage und der Betriebshistorie sind wichtig, um beispielsweise Anlagenbereiche, in denen Kontaminationen vorliegen könnten, zu identifizieren und genauer zu messen. Die radiologische Charakterisierung ist deshalb wichtig, weil so die Reihenfolge des Abbaus optimiert, nötige Strahlenschutzvorkehrungen getroffen sowie Abfallmengen abgeschätzt werden können.

Weitere Arbeiten sind die Entleerung und Dekontamination von Rohrleitungen und der Abbau nicht mehr benötigter konventioneller Anlagenbereiche. Für den späteren Abbau der Anlagenteile muss einerseits genug Platz für die Bearbeitung der anfallenden radioaktiven Reststoffe sein, andererseits für ihre Lagerung. Teilweise werden hierzu Reststoff-Bearbeitungszentren innerhalb bestehender Gebäude oder auch vollständig neu auf dem Anlagengelände errichtet. Fast alle Kernkraftwerke errichten neue Gebäude für die Zwischenlagerung schwach- und mittelradioaktiver Abfälle.

Unabhängig von den Arbeiten des Nachbetriebs sind die erforderlichen technischen Unterlagen bei der zuständigen Aufsichtsbehörde des jeweiligen Bundeslandes zur Prüfung einzureichen. Bestandteile dieses Verfahrens sind

Klassen und Eigenschaften radioaktiver Abfälle

Stilllegung und Abbau eines Atomkraftwerks: der Prozess im Detail

1. Die Stilllegungs- und Abbaugenehmigung

Eine Stilllegungs- und Abbaugenehmigung löst viele parallel ablaufende Tätigkeiten aus: Einerseits müssen Transportwege eingerichtet werden: Aufzüge, Schleusen, Pufferlagerplätze und Platz für Zerlegeeinrichtungen. In der Regel arbeitet man sich aus den Bereichen mit niedriger Radioaktivität in stärker kontaminierte und aktivierte vor.

Meistens geschieht das in zwei Phasen: In der ersten Phase werden die hochaktivierten Teile aus dem Reaktordruckbehälter (RDB) ausgebaut, ebenso wie die Großkomponenten Dampferzeuger, Druckhalter, Kühlmittelpumpen und Hauptkühlmittelleitungen. Hier werden schwere, große und strahlenschutzrelevante Teile zerlegt und zur Reststoffbearbeitung transportiert.

Sind die Brennelemente und die Reaktordruckbehälter-Einbauten entfernt, hat der größte Teil der Radioaktivität das Reaktorgebäude verlassen. In der zweiten Phase wird der Reaktordruckbehälter abgebaut, sein biologischer Schutzschild sowie das Brennelement-Lagerbecken.

2. Reststoffkonzept und Bearbeitung der Reststoffe

Mithilfe einer sorgfältigen radiologischen Charakterisierung lassen sich die anfallenden Reststoffe abschätzen, die sich aufteilen in: (1) radioaktiver Abfall, (2) Abfälle zur kerntechnischen Wiederverwertung, (3) Stoffe, die spezifisch freigegeben werden können, (4) Stoffe, die uneingeschränkt freigeben werden können und (5) Anlagenteile, Gebäude und Geländebereiche außerhalb des Kontrollbereichs, die nicht kontaminiert wurden. Das Öko-Institut berät insbesondere zur spezifischen und zur uneingeschränkten Freigabe.

Nach den vorläufigen Angaben der Sicherheitsberichte macht der radioaktive Abfall bei einem 1.300 Megawatt-Reaktor zwischen 3.000 und 5.000 Tonnen aus. Beim Kernkraftwerk Unterweser wird derzeit davon ausgegangen, dass dies zwei Prozent der Kontrollbereichsmasse sind, während sechs Prozent zweckgerichtet und 92 Prozent uneingeschränkt freigegeben werden sollen. Die tatsächlichen Mengen wird man erst kennen, wenn der Rückbau abgeschlossen ist.

3. Die Rolle des Öko-Instituts

Die weitaus meisten Bestandteile eines Kernkraftwerks sind Gebäude und Einrichtungen, die niemals radioaktiv kontaminiert wurden, wie beispielsweise die Sozialgebäude, Pumpenbauwerke für Flusswasser und Notstromdieselgebäude. Sie befinden sich außerhalb des Kontrollbereichs und wurden auch laut der Prüfung der Betriebshistorie niemals kontaminiert. Sie werden auf der Basis von Plausibilitätsbetrachtungen und Stichproben- Messungen herausgegeben.

Alle Bestandteile des Kontrollbereichs müssen dagegen dem behördlichen Verfahren der Freigabe aus dem Strahlenschutz und dem Atomgesetz unterzogen werden. Hierzu werden die einzelnen Bestandteile zerlegt, dekontaminiert, das heißt von Radioaktivität gereinigt, und freigemessen. Eine Freigabe ist nur möglich, wenn die Materialien im gesetzlich regulierten und gutachterlich geprüften Verfahren nachweislich unterhalb bestimmter Freigabewerte liegen. Diese garantieren, dass sie für die Bevölkerung unschädlich sind. Die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Öko-Instituts beraten das Bundesumweltministerium bei den gesetzlichen Regelungen und die Länderbehörden bei der Aufsicht der praktischen Umsetzung dieser Regelungen.

Diese aus Sicht des Strahlenschutzes optimierte Vorgehensweise ist oftmals von Seiten der Bevölkerung schwer zu akzeptieren, insbesondere bei der zweckgerichteten Freigabe zur Deponierung oder Sondermüllverbrennung. An dieser Schnittstelle zwischen Betreibern, Behörden und Öffentlichkeit bemüht sich das Öko-Institut um Transparenz, Aufklärung und die Erarbeitung von Lösungsmöglichkeiten, die für alle Parteien annehmbar sind. mehr dazu

4. Zwischenlagerung: Wer zuständig ist

Grundsätzlich sind die Abfallverursacher, also die Kernkraftwerksbetreiber und die Energieversorgungsunternehmen für die Entsorgung abgebrannter Brennelemente, hochaktiver Abfälle aus der Wiederaufarbeitung sowie schwach- und mittelradioaktiver Abfälle aus dem Betrieb ihrer Kernkraftwerke verantwortlich. Nach dem Gesetz zur Regelung des Übergangs der Finanzierungs- und Handlungspflichten für die Entsorgung radioaktiver Abfälle der Betreiber von Kernkraftwerken.

(Entsorgungsübergangsgesetz - EntsorgÜG) vom 16. Juni 2017 können diese Abfälle an die vom Bund mit der Wahrnehmung der Zwischenlagerung beauftragte Gesellschaft für Zwischenlagerung mbH (BGZ) abgegeben werden, sobald sie fachgerecht konditioniert sind. Die Übergabe fand und findet innerhalb der Zwischenlager statt, die mittlerweile fast alle dem Bund gehören. Hierfür haben die Betreiber bereits 23,75 Milliarden Euro in einen Fonds gezahlt und damit die Handlungspflicht für die Entsorgung der radioaktiven Abfälle an den Bund übertragen.

Nach Inbetriebnahme des Endlagers Konrad in der Nähe von Wolfenbüttel können alle schwach- und mittelradioaktiven Abfälle dorthin gebracht werden.

5. Rückbauziel und Abriss

Die meisten Kernkraftwerksstandorte geben in ihren Anträgen als Rückbauziel an, dass ihre Anlage aus der atom- und strahlenschutzrechtlichen Aufsicht entlassen wird. Sie betonen jedoch, dass der Abriss der Anlagen nach konventionellem Recht erfolge. Bisher wurde noch kein Reaktorgebäude eines großen Leistungsreaktors abgerissen. Da sowohl die Standortzwischenlager für abgebrannte Brennelemente als auch die Zwischenlager für schwach- und mittelaktive Abfälle auch nach der Entlassung der anderen Anlagenbereiche weiter bestehen, wird sich die Freigabe der Kraftwerksstandorte noch einige Jahrzehnte hinziehen.

Noch nicht gefunden: Endlager

Immer noch nicht gelöst ist, wo die abgebrannten Brennelemente und andere hochradioaktive Abfälle eingelagert werden. Die Standortauswahl und der Langzeitsicherheitsnachweis für ein derartiges Endlager stehen noch aus. Das Standortauswahlgesetz von 2017 regelt verbindlich und detailliert, wie der Ort für das Endlager gefunden werden soll. Es muss eine für die Gesellschaft akzeptierbare Lösung gefunden und die Genehmigung für die Endlagerung erlangt werden.

Rückbau des Aktiven Lagers für Reststoffe am ehemaligen Kernkraftwerk in Rheinsberg

Seit 23 Jahren – von 1997 an bis heute – begleiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Öko-Instituts den Rückbau der früheren Lagereinrichtungen für radioaktive Abfälle am Kernkraftwerk Rheinsberg. In den 1970er und 80er Jahren kam es während der Betriebszeit zu Havarien, bei denen Gebäude mit radioaktiven Flüssigkeiten erheblich verunreinigt wurden. Dabei gelangte die radioaktive Strahlung auch in den Boden und ins Grundwasser.

Die wichtigste Forderung des Öko-Instituts war deshalb im Jahr 1997 mit dem sofortigen Abbau zu beginnen, damit keine radioaktiv belasteten Stoffe mehr in Böden und Grundwasser eindringen können.

Als Gutachter begleitet das Öko-Institut seither den Rückbauprozess. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben die wichtigsten Aufgaben für den Boden- und Grundwassersschutz formuliert. Dazu gehört, Strategien zu etablieren, um die strengen radiologischen Schutzziele einzuhalten. Deren Umsetzung wird während des Verfahrens ständig kontrolliert. Hierfür stehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in engem Austausch mit der Atomaufsicht des Landes Brandenburg. Sie begutachten die Anträge der Betreibergesellschaft im laufenden Verfahren, werten Ergebnisse aus und erstellen fachliche Stellungnahmen zu methodischen Grundsätzen.

Ein wichtiges radiologisches Schutzziel beim Rückbau ist es, die Verschleppung radioaktiver Kontaminationen in den Boden und in das Grundwasser zu vermeiden. Da aber bereits erhebliche Mengen radioaktiver Isotope in Boden und Grundwasser gelangt sind, erarbeitet das Öko-Institut Lösungen für eine möglichst vollständige Sanierung mit dem Ziel, eines Tages einen Ort zu hinterlassen, von dem keine gesundheitlichen Gefahren für Mensch und Umwelt mehr ausgehen werden.