Herr Dr. Becker, warum muss die BGZ als Betreiberin der Zwischenlager überhaupt forschen?

Die Genehmigungen für unsere Zwischenlager sind auf 40 Jahre befristet und laufen ab 2034 sukzessive aus. Bereits im nächsten Jahr stellen wir den ersten Genehmigungsantrag für die Aufbewahrung der radioaktiven Abfälle am Standort Gorleben über das Jahr 2034 hinaus. In diesen Verfahren werden wir die Sicherheit der Zwischenlagerung nach jeweils aktuellem Stand von Wissenschaft und Technik nachweisen.

Es gibt schon viele Daten und Vorhaben, die wir für diese Nachweise nutzen können. Aber wir haben auch Bereiche identifiziert, in denen die vorhandene Datengrundlage noch nicht ausreicht. In diesen Bereichen forschen wir weiter.

Welche sind das genau?

Grob gesagt erforschen wir das Langzeitverhalten der hochradioaktiven Abfälle, im Fachjargon Inventare genannt, der Transport- und Lagerbehälter sowie der Zwischenlager-gebäude. Wir wollen wissen: Wie verhalten sich Inventare, Behälter und Gebäude in der Zukunft, also in den nächsten Jahrzehnten bis ein Endlager zur Verfügung steht?

Und? Haben Sie schon Antworten darauf?

Forschung ist kein Sprint, sondern eher ein Marathon. Deswegen hat unser Forschungsprogramm auch kein Ablaufdatum. Wir forschen so lange, wie die BGZ die hochradioaktiven Abfälle aufbewahrt. Denn unsere Forschungsaktivitäten sorgen – in Kombination mit unserem Alterungsmanagement und dem robusten Konzept der trockenen Zwischenlagerung – dafür, dass wir möglichen Handlungsbedarf frühzeitig erkennen und erforderliche Maßnahmen jederzeit und rechtzeitig umsetzen können.

Die ersten Erkenntnisse aus unseren Vorhaben stimmen mich sehr zuversichtlich: Diese zeigen unter anderem, dass die Behälter geeignet sind, das radioaktive Material über einen längeren Zeitraum sicher einzuschließen, als ursprünglich vorgesehen. Es wurden keine Cliff-Edge-Effekte – also Effekte, bei denen die Sicherheit plötzlich und unerwartet gefährdet sind –  oder Alterungseffekte identifiziert, die grundsätzlich gegen eine Langzeiteignung der Behälter sprechen.

Das passt zu der Erfahrung aus mehr als drei Jahrzehnten sicherem Zwischenlager-Betrieb in Deutschland, in denen es noch nie ein Ereignis gab, bei dem Menschen und Umwelt gefährdet gewesen wären.

Jetzt sind wir schon mittendrin in der BGZ-Forschung: Woran forschen Sie aktuell konkret? Was hat sich seit der letzten Aktualisierung des Forschungsprojekts getan?

Seit der ersten Aktualisierung im Jahr 2023 ist einiges passiert: Wir haben neue Forschungsprojekte auf den Weg gebracht, andere abgeschlossen und sind in laufenden Vorhaben einige Schritte weitergekommen.

Um zwei Beispiele zu nennen: Ein Highlight der Forschungsarbeiten aus den vergangenen zwei Jahren ist das Projekt LEDA, bei dem Brennstäbe in heißen Zellen in Schweden künstlich gealtert werden, um das Verhalten von Brennelementen über Jahrzehnte in den Transport- und Lagerbehältern vorhersagen zu können. Die erste Wärmebehandlungs-Kampagne über sieben Monate haben wir erfolgreich abgeschlossen, zurzeit laufen die Auswertungen zu den experimentellen Daten. Weitere Brennstäbe aus dem Schweizer Kernkraftwerk Gösgen sind in diesem Jahr in die Labore in Schweden transportiert worden – ein weiterer Meilenstein.

Denn nun können dutzende Brennstäbe aus verschiedenen Materialien und mit unterschiedlichen Eigenschaften, die den Charakteristika der Brennelemente in unseren Zwischenlagern entsprechen, untersucht werden. Ein Umfang, der auch international seinesgleichen sucht. Zum nächsten Fachworkshop werden bereits erste Ergebnisse vorliegen.

Das zweite Beispiel: Um nachzuweisen, dass die radioaktiven Abfälle dauerhaft dicht in den Behältern verschlossen gelagert werden können, liegt ein Schwerpunkt unserer Forschung auf dem Langzeitverhalten der Metalldichtungen im so genannten Doppeldeckel-Dichtsystem. Das wird unter anderem im Projekt MSTOR untersucht. Obwohl das Vorhaben noch mindestens bis 2031 läuft, stellen die bisher ermittelten Messwerte bereits eine einzigartige Basis für die Entwicklung von Prognosemodellen zum Langzeitverhalten der Dichtungen dar. Wie LEDA ist MSTOR ein Projekt, an dem viele nationale und internationale Partner beteiligt sind – ein charakteristisches Merkmal unserer Arbeit, auf das wir besonders stolz sind.

Außerdem haben wir das BGZ.lab auf dem Campus der TU München in Garching gegründet, um im universitären Umfeld arbeiten zu können und unser wissenschaftliches Netzwerk auszubauen. Dort forschen Kolleg*innen zusammen mit Studierenden zum Langzeitverhalten der hochradioaktiven Abfälle.

Und wie geht’s weiter mit der BGZ-Forschung?

Der Austausch in der Wissenschafts-Community ist für uns als Forschungsabteilung essenziell und wird weiter ausgebaut. Mit SCIP V startet bereits die fünfte Runde eines internationalen Forschungsprojekts, an dem auch die BGZ wieder beteiligt ist. Hinzu kommen Brennstabversuche am Joint Research Center der Europäischen Kommission in Karlsruhe und eine Zusammenarbeit mit der Pariser Ingenieurhochschule MINES Paris – zur Simulation des Dichtungsverhaltens.

Und in absehbarer Zeit werden bereits die ersten Forschungsergebnisse in die sicherheitstechnischen Nachweise einfließen: Am Standort Gorleben stellt die BGZ bereits nächstes Jahr den Genehmigungsantrag für die verlängerte Zwischenlagerung.

Vielen Dank für das Gespräch!

Bayerische Vertreter*innen aus der Politik sowie von der TU München informierten sich in den Räumen des BGZ.lab über die Aufgaben der Forschungsgruppe, tauschten sich mit den Expert*innen aus und erhielten Einblicke in aktuelle Projekte. „Für uns ist es wichtig, im universitären Umfeld arbeiten zu können, einen engen Austausch zu pflegen und unser wissenschaftliches Netzwerk auszubauen“, sagt Dr. Maik Stuke, Leiter des BGZ.lab. „Dafür bietet der Campus der TUM optimale Rahmenbedingungen.“

Das interdisziplinäre Team untersucht das Langzeitverhalten von bestrahlten Brennelementen, die das bundeseigene Unternehmen bis zur Abgabe an ein Endlager sicher aufbewahren wird. „Das BGZ.lab ist dabei das Bindeglied zwischen universitärer und schutzzielorientierter Forschung“, betont Dr. Jörn Becker, Leiter der BGZ-Forschungsabteilung. „Für uns ist Forschung kein Selbstzweck. Mit den Projekten, die wir gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern durchführen, können wir nachweisen, dass die Zwischenlagerung auch deutlich über einen Zeitraum von 40 Jahren hinaus möglich ist.“ Hintergrund ist die notwendige Verlängerung der Zwischenlagerung hochradioaktiver Abfälle, da noch kein Endlager zur Verfügung steht.

Das BGZ.lab wurde 2023 auf dem Campus in Garching gegründet und hatte in einem ersten Schritt einen Kooperationsvertrag mit dem Lehrstuhl für Nukleartechnik der TUM unterzeichnet. Seitdem hat die Gruppe ihre Aktivitäten sowie die Zahl der Mitarbeitenden sukzessive ausgebaut und wird die Vernetzung mit den Institutionen der Universität weiter vorantreiben.

Hintergrund:

Die Aufbewahrung hochradioaktiver Abfälle ist in Deutschland auf 40 Jahre befristet, die Genehmigungen für die Zwischenlager der BGZ laufen ab 2034 sukzessive aus. Eine verlängerte Zwischenlagerung ist notwendig, da erst Mitte des Jahrhunderts ein Endlagerstandort benannt werden soll. Anschließend wird es noch mehrere Dekaden dauern, bis alle Behälter mit hochradioaktiven Abfällen an das Endlager abgegeben sind. Auf die verlängerte Zwischenlagerung bereitet sich die BGZ seit ihrer Gründung im Jahr 2017 vor. Zentraler Baustein dafür ist ihr Forschungsprogramm, in dem unter anderem das Langzeitverhalten von Brennelementen und Behältern untersucht wird.

„Eine Wärmebehandlung der Brennstäbe über mehrere Monate hinweg ermöglicht uns völlig neue Untersuchungsmöglichkeiten und Erkenntnisse zum Langzeitverhalten bestrahlter Brennelemente“, sagt Dr. Maik Stuke, Leiter des BGZ-Forschungsprojekts LEDA (Long-Term Experimental Dry Storage Analysis). Bislang wurden solche Wärmebehandlungen nur über wenige Stunden oder Tage durchgeführt. „Das liegt daran, dass eine solche Behandlung sehr aufwendig und fehleranfällig ist“, erläutert Stuke. Eine detaillierte Planung und umfangreiche Tests im Vorfeld sorgten für einen reibungslosen Ablauf und erfolgreichen Abschluss der Wärmebehandlung.

Dabei wurden Abschnitte von sechs bestrahlten Brennstäben über sieben Monate in den Laboren der Firma Studsvik in Schweden einem bestimmten Temperaturverlauf ausgesetzt. Dieser folgt dem Temperaturverlauf, der im Inneren der Behälter herrscht, die die BGZ in ihren Zwischenlagern aufbewahrt. So können Alterungseffekte der Brennstäbe detailliert untersucht werden, ohne Behälter öffnen zu müssen.

Im nächsten Schritt werden nun die mit Wärme behandelten Brennstäbe analysiert und die daraus gewonnenen Daten interpretiert. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden weitere bestrahlte Brennstäbe untersucht, darunter auch solche aus deutschen Kernkraftwerken.

Mit dem Vorhaben möchte die BGZ die Frage beantworten, wie sich bestrahlte Brennelemente in der trockenen Zwischenlagerung über einen langen Zeitraum verhalten. Die Ergebnisse aus den Untersuchungen fließen in die Nachweisführung der Genehmigungsanträge für die verlängerte Zwischenlagerung ein, in denen das bundeseigene Unternehmen die Sicherheit der Aufbewahrung der hochradioaktiven Abfälle nach dem jeweils aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik nachweisen muss.

Hintergrund:

Die Aufbewahrung radioaktiver Abfälle ist in Deutschland auf 40 Jahre befristet, die Genehmigungen für die Zwischenlager der BGZ laufen ab 2034 sukzessive aus. Eine verlängerte Zwischenlagerung ist notwendig, da erst Mitte des Jahrhunderts ein Endlagerstandort benannt werden soll. Anschließend wird es noch mehrere Dekaden dauern, bis alle Behälter mit hochradioaktiven Abfällen an das betriebsbereite Endlager abgegeben sind. Auf die verlängerte Zwischenlagerung bereitet sich die BGZ seit ihrer Gründung im Jahr 2017 vor. Zentraler Baustein dafür ist ihr Forschungsprogramm, in dem unter anderem das Langzeitverhalten von Brennelementen und Behältern untersucht wird.

Das Forschungsprojekt LEDA konzentriert sich auf die Untersuchung von Alterungseffekten bestrahlter Brennelemente unter Bedingungen der verlängerten Zwischenlagerung. Das BGZ-geführte Projekt mit internationaler Beteiligung ist 2021 gestartet. Weitere Informationen sind hier erhältlich.