Abbau- und Dekontaminationstechniken für die Stilllegung kerntechnischer Anlagen

Abstract

Nach der Einstellung des Leistungsbetriebes gehen kerntechnische Anlagen in ihre letzte Phase – die Stilllegung – über, die mit dem Erreichen des Stilllegungsziels – in Deutschland ist dies oftmals die „Grüne Wiese“ oder eine industrielle Nachnutzung – endet. Eine erfolgreiche Stilllegung ist das Ergebnis vieler, einzelner (Abbau-)Maßnahmen, bei denen das unter den gegebenen Randbedingungen geeignetste technische Verfahren zunächst ausgewählt und anschließend erfolgreich angewendet wird. Zu den wichtigsten technischen Aufgaben in der Stilllegung gehören u. a. das Trennen, das Dekontaminieren und der Abbruch. Für diese Aufgaben existieren industriebewährte technische Verfahren, mit denen nachweislich eine sichere Stilllegung kerntechnischer Anlagen nach deren Betriebsende gewährleistet werden kann. In diesem Bericht werden zunächst allgemeine Informationen zu Trenn- und Dekontaminationsaufgaben gegeben und regulatorische Aspekte, wie sie sich aus dem nationalen und internationalen Regelwerk ergeben, beschrieben. Ein wesentlicher Aspekt dieses Berichts betrifft die Diskussion etablierter Trenn- und Dekontaminationsverfahren, zu denen im Falle des Trennens beispielsweise das Brennschneiden und das Seilschleifen gehören. Hierbei werden auch Kriterien für die fallbezogene Verfahrensauswahl aufgezeigt und anhand von Anwendungsbeispielen auf die Bedeutung individueller Verfahren für die Stilllegung hingedeutet. Aufgrund von Sicherheitsaspekten gehört die kerntechnische Industrie zu den am stärksten regulierten Industriezweigen. Für die Nutzung innovativer Verfahren in sicherheitsrelevanten Arbeitsbereichen sind vor deren erstmaliger Verwendung aufgrund der regulatorischen Randbedingungen beispielsweise Sicherheitsnachweise zu erbringen. Insbesondere erstmalige Anwendungen neuer Verfahren sind mit einem entsprechenden Mehraufwand verbunden, was in manchen Fällen als Hürde interpretiert werden kann. Trotzdem finden sich auch für die deutschen Stilllegungslandschaft Beispiele für Innovationen, die zum Teil über das Förderkonzept FORKA finanzielle Unterstützung erfahren /BMBF 23/. Einige solcher innovativen Trenn- und Dekontaminationsverfahren werden in dem vorliegenden Bericht vorgestellt. Zudem gibt es industrieübergreifende Entwicklungen, die auch in der Stilllegung Verwendung finden. In diesem Bericht werden solche innovativen Entwicklungen skizziert und ihre Anwendung – insbesondere vor dem kerntechnischen Hintergrund – diskutiert. In einigen Ländern existieren Netzwerke und Förderstrukturen, die einen branchenübergreifenden Austausch fördern, beispielsweise zur Unterstützung bei der Überführung neuer technischer Verfahren in andere Industriezweige. Ein Beispiel für ein solches Netzwerk mit Blick auf die Stilllegung ist das Förderprogramm Gamechangers in Großbritannien. In diesem Bericht werden Aspekte des industrieübergreifenden Austauschs als unterstützende Maßnahme bei der Überführung innovativer Verfahren in die kerntechnische Stilllegungslandschaft aufgegriffen und aus einer innerdeutschen Perspektive diskutiert. Der vorliegende Bericht ist das Ergebnis eines Eigenforschungsvorhaben, das durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) finanziell unterstützt wurde (Forschungskennzahl 4721R01380). Datei-Upload durch TIB After the termination of power operation, nuclear facilities enter their decommissioning phase - which ends with reaching the decommissioning target - in Germany this is usually the so-called greenfield site. Successful decommissioning is the result of many individual dismantling measures in which the most suitable technical method under the given boundary conditions is first selected and then applied. The most important technical tasks include separation, decontamination, and demolition. Industry-proven technical processes exist for these tasks, which allow to ensure the safe decommissioning of nuclear facilities after their end of operation. This report provides, amongst others, general information on separation and decontamination tasks and describes regulatory aspects as they result from national and international regulations. An essential aspect of this report concerns the description and discussion of established separation and decontamination procedures, which in the case of separation include, for example, flame cutting and wire sawing. Criteria for case-specific process selection are also shown and the importance of individual processes for decommissioning is pointed out based on application examples. Due to safety aspects, the nuclear industry is one of the most heavily regulated industries. Before innovative processes can be used in safety-relevant areas of work, for example, safety certificates must be provided before they can be used for the first time due to the regulatory framework conditions. In particular, first-time applications of new processes are associated with corresponding additional efforts, which can be interpreted as a hurdle in some cases. Nevertheless, there are also examples of innovations in the German decommissioning landscape, some of which have received or are receiving financial support via the FORKA funding programme /BMBF 23/. Some of these innovative separation and decontamination processes are presented in this report. In addition, there are cross-industry developments that are also used in decommissioning. This report outlines such innovative developments and discusses their application - particularly against the background of nuclear technology. In some countries, networks and funding structures exist that promote cross-industry exchange, for example to support the transfer of new technical processes to other industries. One example of such a network with a focus on decommissioning is the Gamechangers funding programme in the UK. This report addresses and discusses aspects of cross-industry exchange in Germany with a view to transferring innovative processes to the nuclear decommissioning landscape. This report is the result of a research project funded by the German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety (BMUV) (research code 4721R01380).