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Pilot – Konditionierungsanlage Gorleben (PKA)

Pilot-Konditionierungsanlage in Gorleben
Pilot-Konditionierungsanlage in Gorleben

Die Errichtung einer Konditionierungsanlage für abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken im Pilotmaßstab geht auf politische Entscheidungen Ende der 70er bis Mitte der 80er Jahre zurück.

Im Beschluss der Regierungschefs von Bund und Ländern zur Entsorgung der Kernkraftwerke vom 28. September 1979 kamen die Regierungschefs unter anderem darüber überein, "andere Entsorgungstechniken, wie zum Beispiel die direkte Endlagerung von abgebrannten Brennelementen ohne Wiederaufarbeitung, auf ihre Realisierbarkeit und sicherheitstechnische Bewertung zu untersuchen. Diese Untersuchungen sollten so zügig durchgeführt werden, dass ein abschließendes Urteil darüber, ob sich hieraus entscheidende sicherheitsmäßige Vorteile ergeben können, in der Mitte der 80er Jahre möglich wird."

In diesem Beschluss heißt es weiter: "Die oberirdischen Fabrikationsanlagen für die eine oder andere Entsorgungstechnik sowie die Anlagen des Bundes zur Sicherstellung und Endlagerung der radioaktiven Abfälle werden spätestens zum Ende der 90er Jahre betriebsbereit gemacht."

Im Beschluss des Bundeskabinetts vom 23. Januar 1985 bestätigte die Bundesregierung den Vorrang der Wiederaufarbeitung vor der direkten Endlagerung, "da entscheidende sicherheitsmäßige Vorteile sich aus der direkten Endlagerung abgebrannter Brennelemente aus Leichtwasserreaktoren nicht ergeben können, hielt es aber für zweckmäßig, dass in Ergänzung zur Realisierung der Entsorgung mit Wiederaufarbeitung auch die direkte Endlagerung von Brennelementen weiterentwickelt wird."

Erst durch das Artikelgesetz zur Änderung des Atomgesetzes vom 19.07.1994 ist die direkte Endlagerung als gleichwertiger Entsorgungsweg anerkannt worden.

Durch die Novellierung des Atomgesetzes im Jahr 2002 ist die Abgabe von Kernbrennstoffen zur Wiederaufarbeitung im Ausland seit dem 01.07.2005 unzulässig (§ 9 a Abs. 1 AtG). Seitdem werden die abgebrannten Brennelemente an den Standorten der Kernkraftwerke in Zwischenlagern aufbewahrt (§ 9 b Abs. 2 AtG).

Genehmigungsverfahren

Bei der niedersächsischen atomrechtlichen Genehmigungs- und Aufsichtsbehörde wurde 1986 der Antrag nach § 7 Atomgesetz zum Bau und Betrieb einer Pilot - Konditionierungsanlage für radioaktive Reststoffe am Standort Gorleben gestellt.

Die erste atomrechtliche Teilgenehmigung zur Errichtung der PKA (1. TG) wurde vom damaligen Niedersächsischen Umweltministerium 1990 erteilt. Sie beinhaltete im Wesentlichen den Rohbau des Konditionierungsgebäudes. Mit der 2. TG wurden 1994 die maschinen-, verfahrens-, elektro- und leittechnischen Einrichtungen und deren vorbetriebliche Erprobung genehmigt. Mit der 3. TG zum Betrieb der PKA wurde im Jahr 2000 die Konditionierung von LWR - Brennelementen mit einem maximalen Durchsatz von 35 t Schwermetall (SM) pro Jahr genehmigt. Bis zur Benennung eines Endlagerstandortes durch den Bund ist der Betrieb der PKA durch eine Nebenbestimmung der erteilten Genehmigung auf die Reparatur schadhafter Transport- und Lagerbehälter beschränkt. Dies wurde zwischen der Bundesregierung und den Energieversorgungsunternehmen in der am 14. Juni 2000 geschlossenen und am 11. Juni 2001 unterzeichneten Konsensvereinbarung zur PKA festgelegt.

Alle drei Teilgenehmigungen sind bestandskräftig.

Derzeit werden in der PKA nur die Systeme betrieben, die für die Reparatur eines Behälters sowie den Erhalt der Anlage einschließlich Wiederkehrender Prüfungen sowie der Fachkunde des Personals erforderlich sind.

Pilotcharakter der Anlage

Die PKA wurde geplant und errichtet, um neben dem Entsorgungsweg der Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrennstoffe aus deutschen Kernkraftwerken auch die Direkte Endlagerung bis zur Anwendungsreife zu erproben und zu entwickeln. Dabei beschritt man den in der Kerntechnik üblichen Weg, zunächst über den Bau und Betrieb einer Pilotanlage in kleinerem Maßstab die Erfahrungen zu erlangen, die zur kommerziellen Einführung einer Technik erforderlich sein würden.

Die Durchführung des Konditionierungsbetriebes, d.h. die Bearbeitung und Verpackung der abgebrannten Brennelemente aus Kernkraftwerken, dient somit der Entwicklung und Erprobung der für die direkte Endlagerung erforderlichen Techniken und Verfahrensschritte. Kernstück des Pilotbetriebes ist insoweit die Zerlegung von abgebrannten Brennelementen in Brennstäbe und Strukturmaterialien sowie deren endlagergerechte Verpackung. Dabei sollen die Brennstäbe konsolidiert werden, d.h. in ihrer vollen Länge ohne Zerschneiden der Brennstäbe in möglichst platzsparender Form in Büchsen eingebracht werden. Diese Büchsen werden je nach Endlagerkonzept in Behälter oder Kokillen eingebracht.

Der Konditionierungsvorgang setzt die Entwicklung entsprechender Endlagerbehälter und Handhabungseinrichtungen voraus. Die Erprobung dieser Einrichtungen kann sinnvoll nur in einer zu diesem Zweck geplanten und errichteten Heiße-Zellen-Anlage erfolgen.

Die Erprobung von Endlagerbehältern in der PKA dient der erforderlichen Auslegung der Handhabungseinrichtungen zur Beladung und zum Verschluss der Behälter.

Die Pilotanlage unterliegt den gleichen hohen atomrechtlichen Anforderungen, wie sie an andere kerntechnische Anlagen gestellt werden, die nach § 7 AtG genehmigt werden. Der Pilotbetrieb eröffnet allerdings ein größeres Arbeitsspektrum als es für eine Produktionsanlage aus wirtschaftlichen Gründen möglich wäre.

Zerlegezelle
Blick in die Zerlegezelle der PKA

Anlagenbeschreibung

Die Pilot - Konditionierungsanlage Gorleben ist eine kerntechnische Einrichtung, die zur Erfüllung von Aufgaben der Entsorgung deutscher Kernkraftwerke, Versuchsreaktoren oder sonstiger kerntechnischer Anlagen betrieben werden soll. Angepasst an das vorgesehene Aufgabenspektrum, ist die Pilot - Konditionierungsanlage als Mehrzweckanlage konzipiert, in der verschiedene Techniken der Konditionierung von radioaktiven Abfälle angewendet werden sollen. Unter Konditionierung sind verfahrenstechnische Schritte zu verstehen, mit deren Hilfe z. B. abgebrannten Brennelemente derart in spezielle Behälter verpackt werden, dass die entstandenen Gebinde für die längerfristige Zwischenlagerung oder für die Endlagerung geeignet sind.

Darüber hinaus sollen Brennelemente sowie Gebinde mit festen radioaktiven Abfällen in Transport- und Lagerbehälter umgeladen werden. Auch sonstige feste radioaktive Abfälle, wie zum Beispiel Steuer- und Absorberelemente, Brennelementkästen und sonstige Strukturteile sowie flüssige radioaktive Abfälle müssen so konditioniert und verpackt werden, dass zwischen- oder endlagerfähige Gebinde entstehen.

Die Pilot-Konditionierungsanlage befindet sich auf dem Gelände des Werkes Gorleben der Gesellschaft für Nuklear-Service mbH (GNS) und besteht aus dem Konditionierungsgebäude, dem Stromversorgungsgebäude, dem Versorgungsgebäude für die Versorgung mit Medien sowie den zugehörigen Infrastruktureinrichtungen.

Grundriss  
Grundriss des Konditionierungsgebäudes (ZFA)

Sämtliche Tätigkeiten und Verfahrensabläufe, die der Konditionierung der Brennelemente oder der Abfallbehandlung dienen, sind im Konditionierungsgebäude (ZFA) zusammengefasst. Das Konditionierungsgebäude gliedert sich in die drei Bereiche: Behältertrakt, Zellentrakt sowie Versorgungs- und Sozialtrakt.

Zelle  
Struktur der Zellenbereiche in der PKA

Im Zellentrakt sind zentral in T-Form die Entladezelle, die Beladezelle und die Zerlegezelle angeordnet. Unterhalb der Zerlegezelle befindet sich die Abfallbehandlungszelle.

Bis auf den Versorgungs- und Sozialtrakt sind die beiden übrigen Trakte sog. Kontrollbereiche. In diesen Bereichen sind Beschäftigte einer gewissen Strahlung ausgesetzt, so dass dort strenge Zutrittregelungen sowie eine Überwachung des Personals erforderlich sind. Im Kontrollbereich des Konditionierungsgebäudes ist durch Unterdruckstaffelung und entsprechenden Luftabzug eine gerichtete Luftströmung von außen bzw. aus kontaminationsfreien Räumen zu Räumen mit höherem Kontaminationspotential vorhanden. Mit zunehmendem Kontaminationspotential nimmt der Unterdruck zu, wobei in den Heißen Zellen der höchste Unterdruck herrscht.

Die Ableitung der Abluft aus evtl. kontaminierten Betriebsräumen des Kontrollbereiches erfolgt über eine Filterung. Die Abluft aus Zellen, in denen betriebsmäßig offene Radioaktivität vorhanden ist, wird am Absaugort noch über zusätzliche Filtereinheiten geführt. Die Filter in den Zellen sind - wie der gesamte Kontrollbereich - gegen Erdbeben und induzierte Erschütterungen ausgelegt.

Im Rahmen der betrieblichen Überwachung werden die zulässigen radioaktiven Ableitungen mit der Fortluft, die in der Genehmigung festgelegt sind, bestimmt und bilanziert. Neben der betreiberseitigen Emissionsüberwachung ist ein landeseigenes Fernüberwachungs-System, das Kernreaktor-Fernüberwachungssystem Niedersachsen (KFÜ), vorhanden. Mehr zur Überwachung kerntechnischer Anlagen...

Am Standort des Werkes Gorleben der GNS wird ein Messprogramm zur Überwachung der Radioaktivität in der Umgebung durchgeführt, das sich an der BMU-Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung kerntechnischer Anlagen orientiert. Mehr zur Umgebungsüberwachung....

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