TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Anforderungen an Behälter für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein N2 - Bei der Auswahl eines Standortes für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle (Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle und ausgediente Brennelemente) in Deutschland werden auf Grundlage des Standortauswahlgesetzes von 2017 die drei potenziellen Wirtsgesteine Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein in Betracht gezogen. Die Auswahl eines konkreten Endlagerstandortes steht dabei in engem Zusammenhang mit den für die jeweiligen Wirtsgesteine geeignet erscheinender Endlagersystemen. Zentraler Bestandteil dieser Endlagersysteme sind die Endlagerbehälter, deren Gestaltung und Auslegung maßgeblich die Randbedingungen für die Transport- und Einlagerungstechnik vorgibt und zudem die Nachweise zur Betriebs- und Langzeitsicherheit entscheidend prägt. Daher ist es für die Behälterentwicklung erforderlich, die an Endlagerbehälter zu stellenden Anforderungen systematisch herzuleiten. Auf dieser Grundlage können anforderungsgerechte Endlagerbehälter zielgerichtet für die jeweils zu untersuchenden Endlagerstandorte in unterschiedlichen Wirtsgesteinen entwickelt werden. Dieser Beitrag fasst die wesentlichen Ergebnisse des von BAM und BGE TECHNOLOGY GmbH im Zeitraum 2017 bis 2020 bearbeiteten und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsvorhabens KoBrA zusammen, die in einem Abschlussbericht und vier zugehörigen Teilberichten umfassend dokumentiert sind. T2 - Tage der Standortauswahl CY - Freiberg, Germany DA - 11.02.2021 KW - Endlager KW - Behälter KW - Sicherheitsanforderungen KW - hochradioaktive Abfälle PY - 2021 AN - OPUS4-53115 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Zencker, Uwe A1 - Hauer, Katharina A1 - Herz, A. A1 - Kreienmeyer, M. T1 - Aufbau eines Aufprallfundamentes mit reproduzierbaren Eigenschaften für Baumusterprüfungen von Abfallbehältern für das Endlager Konrad N2 - Abgeleitet aus den in Teil 3 der „Systemanalyse Konrad“ [1] definierten Lastannahmen für den „untertägigen Anlagenbereich“ müssen Verpackungen, die der Abfallbehälterklasse I (ABK I) mit dem zusätzlichen Merkmal der störfallfesten (sf) Verpackung oder der ABK II zugeordnet werden, gemäß den „Endlagerungsbedingungen, Endlager Konrad“ [2], nach einem „…Fall aus 5 m Höhe auf eine unnachgiebige Unterlage…“ bestimmten Anforderungen genügen. Eine nähere Beschreibung der Prüfeinrichtung sowie die Definition detaillierter Anforderungen an das Aufprallfundament erfolgen in der „Produktkontrolle, Endlager Konrad“ [3]: „Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einer Hebeeinrichtung und einem Fundament ist so zu gestalten, dass der Fall des Prüfmusters in jeder beliebigen Aufprallorientierung aus 5 m Höhe, gemessen von der Unterkante des Prüfmusters zum Fundament, möglich ist. Das Fundament ist aus Beton der Mindestgüte B 35 herzustellen und muss so beschaffen und verankert sein, dass keine Zerstörung in zahlreiche kleinere Bruchstücke erfolgt und keine horizontale Verschiebung des Fundamentes oder seiner Teile auftritt. Maße und Masse des Fundaments müssen so beschaffen sein, dass der Einfluss des Baugrundes unter dem Fundament auf den Aufprallwiderstand vernachlässigbar ist.“ Im Rahmen der Bauartprüfung für Behälter zur Endlagerung radioaktiver Abfälle mit zu vernachlässigender Wärmeentwicklung im Endlager Konrad wird die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) als Sachverständige hinzugezogen und ist in der Regel auch mit der Durchführung der notwendigen Fallprüfungen auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM TTS) einschließlich der Bereitstellung der benötigten Prüfeinrichtungen sowie des regelkonformen Aufprallfundamentes beauftragt. Der Prozess, beginnend von der Gewährleistung einer von allen Beteiligten als gültig bewerteten Fallprüfung bis hin zur abschließenden Bewertung und Interpretation der Versuchsergebnisse erfordert dabei u.a. eine sorgfältige Planung und Fertigung der für das Endlager Konrad repräsentativen Fundamentplatte und deren Ankopplung an einen Untergrund im Sinne der „Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material“ [4], [5] wie er zum Beispiel auf den beiden Fallversuchsanlagen des BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) zur Verfügung steht. Um diese Anforderungen zu erfüllen muss zum einen der Erhalt der Integrität der Fundamentplatte beim Fallversuch durch eine geeignete Auswahl und kraftflussgerechte Anordnung der Stabstahl-Bewehrung sowie deren Verankerung garantiert und damit eine unzulässige Energieaufnahme durch Risse sowie eine unzulässige „… Zerstörung (der Fundamentplatte) in zahlreiche kleinere Bruchstücke …“, wie in [3] gefordert, verhindert werden. Außerdem ist zu gewährleisten, dass der Beton die Anforderungen an die vorgeschriebene Mindestgüte bzw. -festigkeit zum Zeitpunkt der Fallprüfung erfüllt, die Betonfestigkeit jedoch zur Vermeidung unnötig verschärfter Prüfrandbedingungen eine zu definierende Obergrenze nicht überschreitet. Ausgehend von dem 2009 im Rahmen der KONTEC veröffentlichten Wissensstand [6] präsentiert die BAM im vorliegenden Beitrag die wesentlichen Ergebnisse der zwischenzeitlich bei der Planung und Durchführung von zahlreichen Fallprüfungen gewonnenen Erfahrungen bzgl. Spezifikation und Fertigung der für die Fallversuche notwendigen Fundamentplatten sowie deren Anbindung an den Untergrund. Neben den immer wieder notwendigen Anstrengungen zur Gewährleistung einer im Rahmen der Definition korrekten Betondruckfestigkeit am Tag der Fallprüfung wird die Anpassung der Bewehrungsführung an verschiedene Fallpositionen diskutiert. Zur Ergänzung des gültigen Regelwerks entsteht parallel zu diesem Dokument eine Fachnotiz, in der BGE und BAM die Vorgaben und Spezifikationen zur regelwerkskonformen Herstellung und Montage von Fundamentplatten für Fallprüfungen im Rahmen der Behälterbauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad zusammenfassen und veröffentlichen werden. Diese Fachnotiz soll detaillierte Vorgaben und Spezifikationen zur Planung, Beauftragung, Herstellung und abschließenden Prüfung eines solchen Fundamentes und dessen Anbindung an den Untergrund enthalten. Damit soll allen beteiligten Organisationen wie Antragstellern, Sachverständigen und BGE ein langfristig verlässlicher Leitfaden im Hinblick auf die Durchführung anforderungsgerechter Fallprüfungen unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen im Rahmen der Bauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad an die Hand gegeben werden. T2 - KONTEC 2021 CY - Dresden, Germany DA - 25.08.2021 KW - Endlager Konrad KW - Fallprüfung KW - Aufprallfundament PY - 2021 AN - OPUS4-53374 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Container requirements for high-level radioactive waste disposal in rock salt, claystone, and crystalline rock – Outcomes of the research project KoBrA N2 - Suitable containers for receiving high-level radioactive waste are a key elements of every repository system concerning different host rocks like rock salt, claystone and crystalline rock as being considered in Germany. The disposal container design is decisive regarding boundary conditions for the transport, emplacement techniques, and the operational and long-term safety assessment. The systematic derivation of the requirements to be placed on disposal containers forms the basis for a targeted, comprehensible and transparent development of containers that meet the requirements. The presentation summarizes the outcomes of the research project KoBrA. T2 - IGD-TP Symposium CY - Zurich, Switzerland DA - 20.09.2022 KW - Disposal KW - Container KW - Radioactive waste KW - Safety PY - 2022 AN - OPUS4-57021 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Innovative Disposal Container Materials: Improved Durability and Manufacturing Feasibility N2 - Deep geological disposal of high-level radioactive waste (HLW) is the internationally preferred final waste management option to prevent the biosphere from radiologically relevant release of radioactive nuclides for at least 100,000 to 1 million years. Current repository concepts are based on a multi-barrier system consisting of geological, geo-technical and technical barriers as an engineered barrier system (EBS). Considered host rocks are e.g. crystalline rocks, claystone, or rock salt. In all cases disposal containers are a crucial technical barrier to safely enclose the HLW, either spent nuclear fuel (SNF) or vitrified high-level waste (VHLW) from reprocessing. Depending on the repository concept and the respective safety case disposal containers guarantee the safe confinement of their radioactive inventory not just during handling, emplacement, and potential retrieval but also during the post-closure phase of the repository for a certain period. Required container lifetimes usually vary between 1,000 and 100,000 years depending on the selected host rock and repository concept. During container operation and their long-term disposal, they are subject to various mechanical, thermal, radiological, and geo-chemical/biological loads. Thus, mechanical stability and corrosion resistance in the long-term are among the most crucial challenges. Disposal container components lifetimes are typically calculated based on their time-dependent corrosion behaviour, with the implicit assumption that the design remains structurally stable for the required period. Even though, the durability of several component materials subjected to corrosion processes have been previously studied in detail, the interaction of mechanical processes and corrosion calls for further study, and assessment of the impact of joint degradation modes on component lifetimes will result in a more robust and defensible safety case. Besides, as corrosion occurs in a thin interfacial surface layer between the component outermost surface and the environment, specific R&D work is required to understand the long-term performance controlled by the entire engineered barrier system (EBS) and to feed simulation and extrapolations tools by representative experimental data for validation. Another approach to tackle the corrosion issue is to prevent and/or minimize it, thereby ensuring an even safer disposal. In this approach, materials much less prone to corrosion (e.g., copper, ceramic materials) can be used to fabricate the containers. Alternatively, protective coatings (e.g. copper coating) can be applied to current selected reference materials like steels. Both ways require validation of the materials durability under realistic, accelerated field conditions. The InCoManD work package 9 (Innovative and new Container/canister materials under disposal field conditions), part of the EURAD-2 European Partnership on Radioactive Waste Management (2024 – 2029), will address these issues through a collaborative project involving many countries across Europe (and beyond) with a shared goal. Building on the results of the ConCorD work package 15 (Container Corrosion under Disposal Conditions), part of the EURAD-1 programme (2019 - 2024), the InCoManD work package specifically aims to: (i) provide a better understanding of material degradation mechanisms, (ii) define optimised and innovative material solutions, (iii) develop comprehensive predictive models and common methodologies to enhance confidence in the results produced by each partner, and (iv) train new scientists in this field. T2 - safeND 2025 CY - Berlin, Germany DA - 17.09.2025 KW - Radioactive Waste Disposal KW - Disposal Container KW - Deep Geological Repository KW - Engineered Barrier System PY - 2025 DO - https://doi.org/10.5194/safend2025-40 AN - OPUS4-64254 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Research at BAM on Metal Seal Performance and Fuel Rod Integrity N2 - The presentation provides an update on preliminary results from research projects in the area of long term performance of metal seals and fuel rod integrity as safety relevant components of spent fuel transport and storage casks for spent nuclear fuel. T2 - Extended Storage Collaboration Program (ESCP) Winter Meeting 2020 CY - Online meeting DA - 09.11.2020 KW - Metal seal KW - Safety KW - Interim storage KW - Spent nuclear fuel KW - Fuel rod PY - 2020 AN - OPUS4-51615 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Update on the German Spent Fuel Management Strategy N2 - The presentation provides an update on the German spent fuel Management strategy in the areas of transportation, dry interim storage and deep geological disposal. T2 - IAEA 18th TWG-NFCO CY - Online meeting DA - 07.09.2020 KW - Spent nuclear fuel KW - Final disposal KW - Safety KW - Transport and storage cask PY - 2020 AN - OPUS4-51616 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -