Einleitung
Im Blog-Beitrag vom 16. Juli 2017 haben wir darauf hingewiesen, dass der Bericht der KNS wichtige kritische Punkte im laufenden Entsorgungsverfahren herauskristallisiert. Er formuliert eine Anzahl von Nachforderungen an die Nagra, welche über die Forderungen des ENSI hinausgehen.[1] In diesem Sinne verdient der Bericht Beachtung.
An dieser Stelle möchten wir die Konsequenzen aus zwei Schwächen des KNS-Berichtes ziehen:
- Die Formulierung des Berichtes: Der Bericht bietet den Argumentationen von Nagra und ENSI sehr viel Platz. Die darüber hinaus gehenden Befunde der Kommission sind hinter diesen „Vorbauten“ versteckt und so formuliert, als wären es fast nebensächliche Anmerkungen und Forderungen, was ihre Wichtigkeit hinter einer Nebelwand versteckt; fast als ob sich die KNS darüber geniert, Lücken und Fehler in Nagra- und ENSI-Berichten gefunden zu haben. Kenner der Materie werden sich durch diese Schreibweise allerdings nicht täuschen lassen. Auch nicht durch den durch die KNS gewählten Fachjargon. Das Nachsehen haben Personen, welche mit den Fachfragen weniger vertraut sind.
- Die Einschränkung des Blickwinkels: Der Bericht der KNS beschränkt sich weitgehend auf eine kritische Expertise der Aussagen von Nagra und ENSI. Hin und wieder gehen aber die durch die Entsorgung und den Sachplan aufgeworfenen Fragen über das derart eingeschränkte Feld hinaus.
Wir bemühen uns im Folgenden den Aussagen der KNS einen Schritt weiter zu Klartext und Beachtung zu verhelfen.
Kritische Analyse des Berichtes der KNS
(Nummerierung und Titel, sowie Text gemäss Bericht der KNS)
3.1 Methodik für die Auswahl von mindestens zwei Standortgebieten in Etappe 2 SGT
KNS: „. . . Vor diesem Hintergrund und hinsichtlich einer transparenten Standortbestimmung empfiehlt die KNS, dass frühzeitig, d. h. vor Beginn von Etappe 3 SGT, die Methodik des Standortvergleichs präzisiert bzw. konkretisiert wird sowie die erforderlichen Vorgaben festgelegt werden.“
Kommentar: In Etappe 3 des Sachplans werden diejenigen Lagerstandorte (oder derjenige) festgelegt, für welche schlussendlich ein Rahmenbewilligungsgesuch eingegeben wird. Die KNS fordert vor der Festlegung der zusätzlich durchzuführenden Untersuchungen, dass die Methodik der Festlegung und die hierzu notwendigen Vorgaben präzisiert werden. Die Kommission erachtet also die heute durch die Nagra vorgeschlagenen und durch das ENSI akzeptierten Vorschläge als ungenügend. Die KNS wird aber nicht konkreter. Aus unserer Sicht ist die KNS-Forderung berechtigt. Hier einige Forderungen, welche konkret formuliert werden sollten:
- Formulierung von Ausschlusskriterien, welche einen Standort definitiv aus der Auswahl ausschliessen
- Abfolge der Untersuchungsschritte, von der Interpretation der 3D-Seismik, über die Formulierung der ergänzenden Sondierbohrungen, etc.
- Untersuchung des Permokarbon-Troges
- Hydrogeologische Untersuchungen
- Sodann muss klar festgelegt werden, wie weit die in späteren Kapiteln des KNS-Berichtes formulierte Untersuchungen und Entwicklungen abgeschlossen sein müssen (Anpassungen des Lagerkonzepts), und auf welche Weise diese Resultate in den Auswahlprozess einbezogen werden.
3.2 Lagerkonzept
KNS: . . . . „Positiv ist aus Sicht der KNS der neue mögliche Kavernentyp K04a für SMA- bzw. LMA-Lagerkammern zu bewerten, der aufgrund seines kreisrunden Querschnitts geringerer Grösse bei Annahme von schonendem Ausbruch und raschem Einbau der Ausbruchsicherung vergleichsweise geringe Gebirgsdeformationen nach sich ziehen sollte.“
Kommentar: In ihrem Lagerprojekt im Opalinuston operiert die Nagra noch immer mit Kavernengrössen, wie sie zur Zeit von „Projekt Gewähr“ (1980-er Jahre) in kristallinen Gesteinen geplant wurden. Diese Anlagengrössen, ebenso wie die dabei vorgesehenen grossen Abfallgebinde sind im Opalinuston als Wirtsgestein nicht angebracht. Die KNS fordert deshalb, dass Lagerkavernen mit kleineren Durchmessern und dementsprechend kleinere und leichtere Abfallbehälter verwendet werden. Dardurch verbessert sich die Standfestigkeit der Anlage. Ausserdem können die technischen Einbauten kleiner gehalten werden (unser Blogbeitrag im Archiv vom 17.September 2015).
Das Einlagerungs-Konzept sollte aber auch grundlegender überprüft werden. Die KNS (und ihr damals angehöriger Blog-Autor) empfahlen im Jahr 2010 „die Überprüfung der Lagerkonzepte im Hinblick auf die lagerbedingten Einflüsse, die minimale Verletzung der Wirtgesteine und die mögliche Tieferlegung des HAA-Lagers“ gemäss EKRA-Konzept.[2] Die Empfehlung wurde auch in der Stellungnahme der KNS im Juni 2011 wiederholt (siehe weiter hinten). Die Nagra ist der Empfehlung nicht im erforderlichen Ausmass gefolgt. Auch das ENSI hat eine Auslegung von grundlegend anderen Lagerkonzeptionen bisher nicht verlangt (siehe weiter unten).
KNS: „In welcher Form die abgebrannten Brennelemente nach der verlängerten Zwischenlagerung in entsprechende Endlagerbehälter transferiert werden (können), und welche Anforderungen sich daraus an die Endlagerbehälter ergeben, kann in der aktuellen Projektphase noch nicht verlässlich abgeschätzt werden. Aus diesem Grund könnten auch kleiner dimensionierte Behälter als die aktuell von der Nagra vorgesehenen eine plausible Variante darstellen, was Auswirkungen auf den Platzbedarf haben kann.
Kommentar: Dieser Abschnitt enthält zwei Aussagen. Der zweite Teil betrifft wiederum die Abmessungen der Lagergebinde (siehe oben). Der erste Teil bezieht sich auf die Frage der Bedeutung und die Auswirkungen auf die Abfallgebinde der durch die Verzögerung der Tiefenlagerung verlängerten Zwischenlagerung: Wie verändern sich die Abfälle? Wie verändern sich die Abfallkanister? Was bedeutet ein abgeändertes Verpackungskonzept für die Konditionierung und für potentielle Emissionen/Immissionen? Welche Möglichkeiten ergeben sich aus diesen Abänderungen für die Lagerkonzeptionen und die Tiefe des Lagers? Was bedeuten kleinere Gebinde für Ausbruchs-, Platzierungs- und Rückholungstechniken? Wie verändert sich der Platzbedarf und welche Konsequenzen ergeben sich auf die Planung, den Bau, den Betrieb und Verschluss einer solchen Anlage? Und schliesslich: was für Folgen hätten andere Konzeptionen auf die Kosten der Errichtung des Tiefenlagers, im Vergleich zum heutigen Nagra-Konzept? Oder anders formuliert: was kostet Langzeitsicherheit wirklich?
KNS: – Auch wenn die Festlegung der zu verwendenden Materialien für die HAA-Lagerbehälter erst in einer späteren Projektphase, wenn die Konkretisierung der Lagerauslegung weiter fortgeschritten ist, erfolgen wird, sollten aus Sicht der KNS die materialtechnischen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Hinblick auf sicherheitstechnisch vorteilhafte HAA-Lagerbehälter zielgerichtet fortgeführt werden. Entsprechende von der Nagra in ihrem aktuellen Forschungs- und Entwicklungsprogramm [NTB 16-02] vorgesehene Arbeiten sind grundsätzlich zu begrüssen; es sollten aber technologische Fortschritte auch bei von der Nagra nicht favorisierten Materialvarianten wie beispielsweise bei keramischen Werkstoffen weiter verfolgt werden.
Kommentar: Seit dem „Projekt Gewähr“ plant die Nagra die Verwendung von Stahlkanistern zur Verpackung der hoch radioaktiven Abfälle. Finden sich diese im geologischen Tiefenlager in Kontakt mit Grundwasser, so kann es zur Korrosion (Oxydation) der Kanister kommen, wobei durch Katalyse oder Radiolyse gebildetes Gas freigesetzt werden kann, v.a. Wasserstoff. Katalyse kann verzögert werden, indem die Stahlkanister beispielsweise durch einen Kupfermantel umgeben werden. Dies ist eine der alternativen Varianten, welche durch die Nagra in ihrem Bericht genannt wird. Allerdings bietet auch Kupfer bei basischen geochemischen Verhältnissen nicht optimale Resistenz gegen Korrosion.
Nicht metallische Materialien kennen diese Nachteile nicht. V.a. zwei Varianten wurden bis anhin in Betracht gezogen:
- Synroc ist künstliches Gestein; die aktiven Radioisotope werden in den Mineralien eingeschlossen. Sie werden allenfalls durch Auflösung im Grundwasser freigesetzt. Dies ist allerdings ein sehr langsamer Prozess, sodass die Biosphäre kaum gefährdet werden könnte. Kritisch ist allenfalls die Freisetzung über Spalten im Kristallgefüge. Synroc ist industriell nicht zur Reife gelangt, sondern einzig im Labor in kleinem Massstab getestet worden.
- Keramik ist ein Werkstoff, der industriell produziert und vielerorts eingesetzt wird. So entwickelte die Automobilindustrie etwa Motorblöcke aus Keramik. Diese haben den Vorteil, dass sie aufgrund der isolierenden Eigenschaften weniger Energie verlieren, als metallische Blöcke. Keramik wird durch die Industrie aktiv als Material zur Fertigung von Kanistern für radioaktive Abfälle entwickelt. Industrielle Produkte wurden auch schon in der Schweiz evaluiert, sind aber namentlich deshalb wieder ausgeschieden, weil Keramik ein sprödes Verhalten aufweist und folglich Gebirgsdruck eventuell nicht widerstehen würde. Inwiefern dieses Argument bei einer Stollenverfüllung mit Bentonit oder Zement stichhaltig ist, wurde unseres Wissens nicht untersucht.
Angesichts der Gasprobleme in einem Tiefenlager wie auch der Langzeitsicherheit ist eine starke Ausweitung der Forschung im Bereich alternativer Werkstoffe für die Konditionierung und Verpackung von Abfällen unerlässlich.
KNS: – Die KNS unterstützt die Empfehlung des ENSI, in Etappe 3 SGT die Auswirkungen einer zementbasierten Verfüllung der HAA-Lagerstollen für Bau, Betrieb und Langzeitsicherheit vertieft zu untersuchen. Im Hinblick auf eine Minimierung der Gasbildung könnte eine zementbasierte Verfüllung der Lagerstollen für abgebrannte Brennelemente (BE) wegen der zu erwartenden kleinen Korrosionsrate für Stahl und der fehlenden bzw. sehr geringen mikrobiellen Aktivität allenfalls eine interessante Alternative zur Bentonitverfüllung darstellen. Um dies abschliessend beurteilen zu können, sind aber noch weitere Untersuchungen notwendig.
Kommentar: Die Fragestellung ist relativ heikel. Auch Zementmörtel hat seine Tücken, wenn er in ein besser formbares („plastisch“ dehnbares) Gestein eingebracht wird. Die Verfüllung mit Zementmörtel sollte nicht allein unter geochemischen, sondern genauso unter geomechanischen Gesichtspunkten gesamthaft betrachtet werden. Hier ist noch viel grundsätzliche konzeptionelle und experimentelle Arbeit erforderlich.
KNS: – Die KNS nimmt befriedigt zur Kenntnis, dass die Nagra nach Prüfung zum Schluss kommt, dass eine Erschliessung eines Tiefenlagers sowohl über einen Schacht als auch über eine Rampe oder Kombinationen von beiden sicher erfolgen kann (Bau- und Betriebsphase) und keine negative Auswirkungen auf die Langzeitsicherheit damit verbunden sind. Diese Einschätzung wird vom ENSI geteilt. Die KNS bewertet damit ihre Empfehlung zur Abklärung von Erschliessungsvarianten mit Vertikalschächten [KNS 23/247] als stufengerecht umgesetzt.
Kommentar: Diese Beurteilung ist ein deutlicher Rückschritt gegenüber früheren Positionen, welche die KNS in der „Stellungnahme zur Notwendigkeit ergänzender geologischer Untersuchungen in Etappe 2“[3] vertrat. Sie schrieb in dem im Juni 2011 publizierten Bericht:
„Bei der Erschliessung der Untertagebauten betrachtet die Nagra neu auch Varianten, bei welchen die Erschliessung ausschliesslich mit Vertikalschächten erfolgt. Die KNS erwartet bei diesen Varianten Vorteile gegenüber solchen mit Rampen. So kann bei einem Schacht eine vorgängige Erkundung zuverlässig und ohne grossen Aufwand mit einer Bohrung erfolgen. Auch die Abdichtung von wasserführenden Zonen ist bei einem Schacht weniger anspruchsvoll als bei einer Rampe.“
Die KNS empfahl deshalb:
„Empfehlung 4: Erschliessungsvarianten ohne Rampen sollen umfassend abgeklärt werden“.
Der dichte Verschluss von Untertagebauwerken ist eine Herausforderung bezüglich der hydraulischen Langzeitisolierung eines Tiefenlagers. Heute liegen keine experimentell validierten Erfahrungen für dauerhafte Verschlüsse von Bergwerken in hunderten bis 1000 m Tiefe vor. Schon gar nicht in Tongesteinen. Es ist notwendig, Schwachstellenanalysen von Rampen und Schächten zu erarbeiten, um die Erschliessungsvarianten für den Opalinuston risikomässig überhaupt vergleichen zu können. Diese Arbeiten wurden vom ENSI bisher – wenn überhaupt – nicht im gewünschten Ausmass verlangt. Der vom ENSI bestellte Bericht „Ergänzende Sicherheitsbetrachtungen für die Zugangswerke“ von Basler+Hoffmann zum Beispiel gibt genau auf diese Fragen keine Antworten.[4] Das ENSI hat keine Möglichkeit, von den Entsorgungspflichtigen entsprechende Konzepte mittels Verfügung zu verlangen. Auf diesen konkreten Missstand, dass die Aufsichtsbehörden die Entsorgungspflichtigen nicht via Verfügung dazu verpflichten können, solch offensichtliche konzeptionelle Schwachstellen zu beheben, dürfte eines der fundamentalen Probleme im Organisationsmodell des Schweizer Entsorgungsprogramms sein. Wir berichten ausführlicher in unserem Beitrag im Monat September. Im Ergebnis hat die KNS ihre klare Haltung in Sachen Erschliessung Schacht bzw. Rampe in ihrer Stellungnahme 2017 verwässert.
KNS: – Die Empfehlungen des ENSI zur verstärkten Berücksichtigung der Aspekte „Unabhängige Fluchtwege zur Oberfläche“, „Bautechnik in Bereichen mit sich ändernden Querschnitten“ und „Einsatz von Tunnelbohrmaschinen in Blindstollen“ können von der KNS unterstützt werden. So erachtet die KNS insbesondere die mit dem Einsatz einer Tunnelbohrmaschine verbundene Logistik, die sich aus dem Auffahren der HAA-Lagerstollen mit einer Länge von mehreren 100 m bis zu 1‘000 m ergibt, vor dem Hintergrund eines möglichst gebirgsschonenden Ausbruchs als herausfordernd.“
Kommentar: Die Frage unabhängiger Fluchtwege kann erst im Rahmen einer Gesamtkonzeption eines Tiefenlagers angegangen werden. Diese liegt heute weiterhin nicht vor.
Zum Szenario Brand: Untertagebrände werden in der Regel massiv unterschätzt, wie in eindrücklicher Weise das Beispiel des Brandes vom September 2002 in der Untertagedeponie Stocamine (Elsass, Frankreich) zeigt. Allerdings waren dort keine Detektionsmassnahmen im Lagerbereich installiert (z.B. Rauchmelder) und die Interventions-Massnahmen kamen erst, als sich der Rauch in das angrenzende Kalirevier ausbreitete. Brände in Untertagedeponien für chemo-toxische Abfälle (z.B. UTD Herfa-Neurode), welche ausschliesslich mit Schächten erschlossen sind, sind bekannt. Sie konnten rechtzeitig gelöscht werden, weil entsprechende Überwachungs- und Interventionsdispositive installiert und funktionsfähig waren. Das Argument des Fluchtwegs via Rampe, das von Nagra und ENSI vertreten wird, ist deshalb nicht stichhaltig. Aber dieser Aspekt ist einer unter vielen nicht gelösten Punkten der Lagerplanung.
Bezüglich der Diskussion der Lagerkonzepte und der Querschnitte ist eine grundsätzliche Auslegeordnung von möglichen Konfigurationen weiterhin erforderlich. Wir möchten einmal mehr auf Hannah Arends Formulierung des „Denkens ohne Geländer“ verweisen. Denken ohne Geländer ist nie stufengerecht. Es geht wesentlichen Problemen nach.
Zu den Lagerkonzepten ist vor allem eines festzustellen: die Konzeption von 100 bis 1000 m langen Lagerstollen („Stumpen-Stollen“) ist allein schon aus dem Blickwinkel der Rückholbarkeit von eingelagerten Kanistern eine Fehlkonzeption. Der Ausbruch solcher Stollen ist nicht nur herausfordernd, wie dies die KNS feststellt. Er muss erst überhaupt von der Logistik her bewiesen werden. Das Management des Ausbruchs solcher Gesteinsmengen, die Problematik der Feinstaubentwicklung (auch auf die Funktionsfähigkeit von elektronischen Geräten und Installationen), die parallele Führung von Einlagerungsbetrieb und Bauphasen (nach Konzept der Nagra) usw. müssten möglichst rasch bearbeitet werden. Dazu schrieb die KNS in ihrer Stellungnahme von 2011:
„Empfehlung 5: Lagerkonzepte
Die Lagerkonzepte sollen noch in Etappe 2 einer grundsätzlichen Überprüfung unterzogen und die entsprechenden Forschungsprojekte mit hoher Priorität bearbeitet werden. In die Überprüfung soll das gesamte Spektrum von machbaren Konzepten einbezogen werden, die dem EKRA-Konzept genügen. Die Ergebnisse dieser Überprüfung sollen den im Sachplanverfahren involvierten Fachgremien des Bundes und der Kantone zur Beurteilung unterbreitet werden.
Auch in diesem Punkt ist die KNS hinter ihren früheren Empfehlungen zurückgeblieben. Weshalb?
Im nächsten Blogbeitrag werden wir diesen Fragen weiter nachgehen!
Kommentar verfassen