Das Projekt "Sicherheitstechnische Untersuchungen zum Schachttransport schwerer Lasten bis zu 175 Tonnen Nutzlast (SULa)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBE TECHNOLOGY GmbH durchgeführt. Der Schachtförderanlage zum Transport radioaktiver Abfälle kommt in einem Endlagerbergwerk neben den betrieblichen Aufgaben auch eine sicherheitstechnische Bedeutung zu. Ihr Versagen kann zu einer Gefährdung von Personen oder zur Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Anlage und in die Umgebung führen. Sie ist daher so auszulegen, dass die nach dem Stand von Wissenschaft und Technik erforderliche Schadensvorsorge getroffen wird. Zielsetzung des vorliegenden Vorhabens ist es, die Grundlagen zum Nachweis der technischen Realisierbarkeit einer Schachtförderanlage mit 175 t Nutzlast (Endlagerung von Transport- und Lagerbehältern) einschließlich der wesentlichen maschinen- und bergtechnischen Komponenten und Anlagenteile sowie zum Nachweis der Sicherheit des Transportbetriebes zu schaffen. Eine Schachtförderung derartiger Nutzlasten ist weltweit nicht Stand der Technik. Deshalb soll in weiterführenden Arbeiten die Genehmigungsfähigkeit für den Einsatz beim Betrieb des Endlagers aufgezeigt werden. Im ersten Schritt wird der aktuelle Stand von probabilistischen Sicherheitsanalysen (PSA) recherchiert und der Vorgehensweise bei der PSA 1994 zur Schachtförderanlage für 85 t Nutzlast bewertend gegenübergestellt. Im zweiten Schritt werden die Methoden und Werkzeuge für PSA für Kernkraftwerke hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf die Schachtförderung schwerer Lasten analysiert. Ein möglicher deterministischer Ansatz für sicherheits- technische Untersuchungen wird beschrieben und seine Anwendbarkeit bewertet. Zu Vergleichszwecken werden internationale Entwicklungen (ANDRA/Frankreich, ONDRAF-NIRAS/Belgien, etc.) bei der Bewertung von Transporttechniken ausgewertet und berücksichtigt. Anhand der Konzeptplanung einer Schachtförderanlage für 175 t Nutzlast werden mögliche Maßnahmen zur Risikominimierung aufgelistet und ihre Realisierbarkeit untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt: Handling-Demontage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ERLOS GmbH durchgeführt. Die Zielstellung des Verbundprojektes besteht in der Entwicklung und Umsetzung einer umweltfreundlichen, nachhaltigen und modernen Recycling-Prozesskette für Lithium-Ionen-Akkus aus Fahrzeugantrieben. Schwerpunkte und wissenschaftlich-technische Arbeitsziele des Vorhabens sind die Entwicklung eines Verfahrens für das Recycling von neuartigen Lithium-Ionen-Batterien aus Automobilen einschließlich geeigneter Logistik (Handling und Lagerung), die sicherheitstechnische Vorbehandlung, die gezielte Demontage und weitere Vorbehandlung für den metallurgischen Prozess, die stoffliche Verwertung der Metallanteile durch Verhüttung, die Verwertung der nichtmetallischen Anteile. Entwicklung Rücknahmesystem incl. Transport- und Lagerbehälter; Entladung, Demontage und Zerlegung; Verhüttung der metallischen Bestandteile (NHA); Verwertung E-Schrott und heizwertreiche Reste. Planung, Errichtung und Betrieb einer Demonstrationsanlage zur Li-Batteriedemontage und Behandlung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Thermographische Messverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, AREVA-Stiftungsprofessur für Bildgebende Messverfahren für die Energie- und Verfahrenstechnik durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in einer Bewertung verschiedener physikalischer Messprinzipien, Verfahren und Methoden zur nichtinvasiven Überwachung des Zustandes des Inventars von Transport- und Lagerbehältern bei verlängerter Zwischenlagerung. Damit sollen Veränderungen der Brennelemente bzw. der Behälterstrukturen über Zeiträume von mehreren Jahrzehnten erkannt werden können, ohne die Behälter zu öffnen, um Aussagen über die Transport- und Konditionierungsfähigkeit der Abfälle vor Verbringung im Endlager zu ermöglichen. Dazu werden durch den Antragsteller die Messverfahren Strahlungsemissionsmessung (Gammastrahlung, Neutronen), Thermographie und Myonenabbildung näher untersucht. Beim Projektpartner HSZG erfolgen Untersuchungen zur akustischen Spektroskopie. Im 1. Jahr werden diese Messverfahren im Rahmen eines vertieften Methoden-Screenings mittels grundlegender physikalischer und technischer Betrachtungen bewertet. Im 2. und 3. Jahr schließt sich eine vertiefte Analyse, Methodenbewertung und Verfahrenskonzeption an. Das Verbundvorhaben ist in die folgenden 10 Arbeitspakete gegliedert (Bearbeitungsmonate in Klammern): AP1: Allgemeine Analyse des Standes von Wissenschaft und Technik (M1-6, TUD, HSZG) AP2: Methodenscreening für Strahlungsemission, Myonen und Thermographie (M5-12, TUD) AP3: Methodenscreening für Schwingungsspektroskopie (M5-12, HSZG) AP4: Analysen zum Gamma- und Neutronenstrahlungsfeld mittels Monte-Carlo-Simulation (M13-M33, TUD) AP5: Monte-Carlo-basierte Analysen zur Bewertung der Myonen-Radiographie (M13-M33, TUD) AP6: FEM-Analysen zur Bewertung der Thermographie (M13-M33, TUD) AP7: Entwicklung von Zustandserkennungsmethoden für multimodale Behälterüberwachungsdaten (M13-M33, HSZG) AP8: Experimentelle Analysen für Gammastrahlung und Thermographie (M13-M33, HSZG) AP9: Experimentelle Analysen zur Schwingungsspektroskopie (M13-M33, HSZG) AP10: Entwicklung von Verfahrenskonzepten zur Behälterüberwachung (M31-M36,TUD, HSZG).
Das Projekt "Quantifizierung der Anwendbarkeit und Rechengenauigkeit moderner Methoden und Rechensysteme für Abschirmrechnungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Trotz weiterentwickelter Rechenmethoden und neuer evaluierter Daten sind Dosisleistungsberechnungen z. B. an Transport- und Lagerbehältern oder Gebinden mit radioaktiven Abfällen nach wie vor mit hohen Unsicherheiten behaftet: Unsicherheiten in der Quelltermerstellung, in den Querschnittsdaten, in der Rechenmethodik selbst, unvollständige Erfassung aller auftretenden Effekte (z. B. Bremsstrahlung), sowie Ungenauigkeiten in der Modellierung. Neuentwicklungen im Bereich der Strahlungstransportrechnungen zeigen hier wesentliche Fortschritte bei bisherigen Problemen wie z. B. bei dicken Abschirmungen oder Streuung an Luft. Zur Qualifizierung von Rechenverfahren müssen die Unsicherheiten in der Rechnung, in den verwendeten Wirkungsquerschnittsdaten und in der Quelltermerstellung bekannt oder konservativ abschätzbar sein. Die internationale Datenbank für Benchmarkexperimente SINBAD als Grundlage zur Validierung von Rechensystemen zur Abschirmung wurde in jüngerer Zeit ebenfalls wesentlich erweitert. Die Anforderungen an Genauigkeit und Qualifizierung steigen auch bei einsetzbaren Rechenverfahren zur Abschirmung stetig. Der mögliche Nutzen verschiedener neuerer Entwicklungen wird durch die angestrebte Qualifizierung deutlich gesteigert. Handlungsbedarf ergibt sich aus den aktuellen Neuentwicklungen bei Rechencodes und der zunehmenden Verfügbarkeit relevanter experimenteller Daten und Informationen zur Validierung. Ziel des Vorhabens ist ein bewertender Vergleich ausgewählter, moderner Methoden und Rechensysteme für Abschirmrechnungen, vor allem im Hinblick auf spezielle Probleme wie Streuung an Luft, dicke Abschirmungen und labyrinthartige Strukturen. Stärken und Schwächen der Systeme werden identifiziert und diskutiert. Unsicherheiten und die Möglichkeiten zu deren systematischer Quantifizierung (z. B. mittels stochastischer Methoden) und Übertragbarkeit auf Anwendungsfälle werden untersucht. Handlungsbedarf ... (Text abgebrochen)
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung und Erprobung des intelligenten und autonomen Gefahrstofflagers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DENIOS AG durchgeführt. Itsowl-IGel ist ein Innovationsprojekt im Spitzencluster it's OWL. Gesamtziel ist es, durch die Fusion multimodaler Sensorik und neuer mechatronischer Entwurfstechniken ein Gefahrstofflager zu entwickeln, das einen Automaten zur sicheren Abfüllung von Gefahrstoffen enthält sowie in der Lage ist Schäden an eingestellten Gebinden zu erkennen und autonom darauf zu reagieren. Das Teilziel von DENIOS ist es, zusammen mit den beiden Forschungspartnern neue Produkte für die Lagerung, Überwachung und Abfüllung von Gefahrstoffen zu entwickeln, die sich durch einen hohen Automatisierungsgrad und eine intelligente Informationsverarbeitung auszeichnen. Das Vorhaben untergliedert sich in folgende vier Querschnittsprojekte: QP1: Szenario-Analyse. QP2: Sensor- und Informationsfusion. QP3: Mechatronischer Systementwurf. QP4: Entwurf Gesamtsysteme. Zudem wird in drei Pilotprojekten die Realisierung und Erprobung von neuen Produkten und neuen Technologien verfolgt: PP1: Integriertes und sensorbasiertes Frühwarnsystem. PP2: Teilautomatisierter Gefahrstoffautomat. PP3: Integration Gesamtsystem. Weitere Arbeitspakete sind das Projektmanagement und der Ergebnistransfer. DENIOS ist verantwortlich für QP 1, QP 4, PP3 sowie für das Projektmanagement. DENIOS wirkt zudem bei allen anderen Teilprojekten maßgeblich mit.
Das Projekt "Längerfristige trockene Zwischenlagerung von abgebrannten Brennelementen und verglasten hochradioaktiven Abfällen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. In Deutschland wird das Konzept der trockenen Zwischenlagerung bestrahlter Brennelemente aus Leichtwasser-, Hochtemperatur- sowie Prototyp- und Forschungsreaktoren, ebenso wie die Aufbewahrung der Kokillen mit verglasten Spaltproduktlösungen aus der Wiederaufarbeitung von bestrahlten Brennelementen in dicht verschlossenen metallischen Transport- und Lagerbehältern (TLB) verfolgt, bis ein Endlager zur Verfügung steht. Durch das Standortauswahlgesetz wurde festgeschrieben, dass der Standort für ein solches Endlager bis zum Jahr 2031 gesetzlich festgelegt sein wird. Im Anschluss daran erfolgt dann die Errichtung des Endlagers. Aus diesem Grund kann aus heutiger Sicht nicht mehr ausgeschlossen werden, dass die genehmigte Zwischenlagerzeit von 40 Jahren, zumindest für einen Teil der Behälter, überschritten wird. Zusätzlich hat mit der Neuordnung der Verantwortung der kerntechnischen Entsorgung der Bund den Großteil der Zwischenlager in einer Betriebsgesellschaft (BGZ) übernommen. Der Erkenntnisstand baut auf den Vorgängervorhaben auf und ist durch die vorangegangenen Vorhaben dokumentiert, zuletzt im Rahmen des Vorgängervorhabens 4718E03310. Der Übergang der Zwischenlager und Abfälle auf die BGZ schafft die Möglichkeit, Daten zu den gelagerten Brennelementen zu erhalten und den Bestand der Zwischenlager genauer zu analysieren. Die Aufbereitung neuer Erkenntnisse zum Alterungsmanagement sowie zur Regelwerksentwicklung im Hinblick auf technische Anforderungen wird vorgenommen. Die Voraussetzungen für die Nachweisführung zu längeren Lagerzeiten sollen in Bezug auf die sicherheitstechnischen Randbedingungen beurteilt werden. Die Erkenntnisse aus aktuellen Forschungsarbeiten sollen ausgewertet und entsprechende Rückschlüsse bewertet werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Mechatronischer Gefahrstoffautomat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik durchgeführt. Itsowl-IGel ist ein Innovationsprojekt im Spitzencluster it's OWL. Gesamtziel ist es, durch die Fusion multimodaler Sensorik und neuer mechatronischer Entwurfstechniken ein Gefahrstofflager zu entwickeln, das einen Automaten zur sicheren Abfüllung von Gefahrstoffen enthält sowie in der Lage ist, Schäden an eingestellten Gebinden zu erkennen und autonom darauf zu reagieren. Das Teilziel des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie ist die modellbasierte Entwicklung eines Mechatroniksystems mit hohem Automatisierungsgrad im Bereich der Handhabung und dabei insbesondere der Abfüllung von Gefahrstoffen. Das Vorhaben untergliedert sich in folgende vier Querschnittsprojekte: QP1: Szenario-Analyse. QP2: Sensor- und Informationsfusion. QP3: Mechatronischer Systementwurf. QP4: Entwurf Gesamtsysteme. Zudem wird in drei Pilotprojekten die Realisierung und Erprobung von neuen Produkten und neuen Technologien verfolgt: PP1: Integriertes und sensorbasiertes Frühwarnsystem. PP2: Teilautomatisierter Gefahrstoffautomat. PP3: Integration Gesamtsystem. Weitere Arbeitspakete sind das Projektmanagement und der Ergebnistransfer. Das Fraunhofer IPT ist verantwortlich für das QP3 und wirkt maßgeblich in den Teilprojekten QP1, QP4, PP2 und PP3 mit.
Das Projekt "Neuartiges Konzept für kosteneffiziente erdvergrabene Heißwasserspeicher (KES) - TP 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Solarenergieforschung GmbH durchgeführt. Im Projekt sind erdvergrabene Wärmespeicher für den dezentralen Einsatz in solarthermischen und anderen Anwendungen im Bereich von 3 bis 30 m3 entwickelt worden. Die Installation außerhalb des Gebäudes erlaubt größere Volumina, so dass in solarthermisch unterstützten Heizungssystemen solare Deckungen von 50% erreicht werden. Es sind 4 Prototypen entwickelt und untersucht worden, basierend auf einer Betonzisterne, einer innen liegenden hochtemperaturbeständigen Wärmedämmung auf XPS-Basis und einer Kombination aus EPDM- und Aluverbundfolie. Der Prototyp mit 5 m3 Wasservolumen besitzt einen Wärmeverlust von 5 W/K und liegt nur 5% über dem theoretischen UA-Wert. Mit Hilfe des neu entwickelten TRNSYS-Type für das Erdreich um den Wärmespeicher sind umfangreiche Simulationen durchgeführt worden.
Das Projekt "Längerfristige trockene Zwischenlagerung von abgebrannten Brennelementen und verglasten hochradioaktiven Abfällen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. In Deutschland wird das Konzept der trockenen Zwischenlagerung bestrahlter Brennelemente aus Leichtwasser-, Hochtemperatur- sowie Prototyp- und Forschungsreaktoren, ebenso wie die Aufbewahrung der Kokillen mit verglasten Spaltproduktlösungen aus der Wiederaufarbeitung von bestrahlten Brennelementen in dicht verschlossenen metallischen Transport- und Lagerbehältern (TLB) verfolgt, bis ein Endlager zur Verfügung steht. Durch das Standortauswahlgesetz wurde festgeschrieben, dass der Standort für ein solches Endlager bis zum Jahr 2031 gesetzlich festgelegt sein wird. Im Anschluss daran erfolgt dann die Errichtung des Endlagers. Aus diesem Grund kann aus heutiger Sicht nicht mehr ausgeschlossen werden, dass die genehmigte Zwischenlagerzeit von 40 Jahren, zumindest für einen Teil der Behälter, überschritten wird. Zusätzlich wird mit der Neuordnung der Verantwortung der kerntechnischen Entsorgung der Bund die Zwischenlager in einer Betriebsgesellschaft (BGZ) übernehmen. Vor diesem Hintergrund sollen im Rahmen des Vorhabens zusätzliche Informationen und Daten erfasst, bereitgestellt und fortgeschrieben werden, um mögliche Konzepte und Strategien einer künftigen Zwischenlagerung sicherheitstechnisch umfassend bewerten zu können. Anknüpfend insbesondere an die Untersuchungen in den Jahren seit 2009 sollen darüber hinaus die einzelnen Themenbereiche dem fortschreitenden Stand von Wissenschaft und Technik folgend auch in internationaler Zusammenarbeit vertieft werden. Insbesondere sind entsprechende Wissenslücken zu identifizieren und Wege aufzuzeigen, diese zu schließen. Für eine verlängerte Zwischenlagerung sind darüber hinaus die der Nachweismethodik zu Grunde gelegten Effekte bezüglich der Integrität der Inventare auf ihre weitere Gültigkeit hin zu überprüfen. Die Integrität der Inventare sowie der Erhalt der Geometrie bilden die Grundlage für andere Analysebereiche wie Kritikalitätssicherheit, Wärmeabfuhr und Strahlenschutz.
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzeption und Errichtung eines automatisierten Strahlungsmesssystems zur Durchführung von Experimenten und Zustandsanalyse v. TLB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Zittau,Görlitz, Institut für Prozeßtechnik, Prozeßautomatisierung und Meßtechnik durchgeführt. Im abgeschlossenen Vorhaben DCS-MONITOR (BMWI FKZ 1501518, Laufzeit 02/2015-06/2019) wurden durch die Antragsteller Machbarkeitsstudien zur nichtinvasiven Überwachung des Behälterinhalts unter Einsatz numerischer und laborexperimenteller Werkzeuge durchgeführt. Dabei wurden strahlungsbasierte Messverfahren, Thermographie, akustische Spektroskopie und technische Schwingungsanalyse auf ihre Eignung untersucht. Die bisherigen Analysen zeigten, dass das Photonen- und Neutronenfeld um den Behälter, die Myonenbildgebung und die passive akustische Spektroskopie für ein Monitoring des Behälterinventars prinzipiell geeignet sind, sich aber auch in ihrer Aussagekraft unterscheiden. Für die Thermo-graphie wurde eine aus physikalischen Gründen mangelnde Aussagekraft festgestellt. Für die aktive Schwingungsdiagnostik wurden technische Hürden und Aussagekraft negativ bewertet. Bezgl. der passiven akustischen Spektroskopie ist es aus Expertensicht darüber hinaus strittig, ob es überhaupt zum Bersten von versprödeten Hüllrohren mit einer entsprechenden Schallemission im Behälter kommt. Auf Basis dieser Ergebnisse ist es das Ziel des hier beantragten Vorhabens, die Ansätze der strahlungsfeldbasierten Diagnostik mit Gammastrahlung, Neutronen und Myonen vertieft zu untersuchen und in Richtung eines einsetzbaren Monitoringverfahrens speziell für CASTOR-Behälter zu qualifizieren. Dies schließt erstmals Feldstudien an realen Behältern und im Zwischenlager ein. Das Vorhaben befasst sich nicht mit der Untersuchung von möglichen Veränderungs- oder Schädigungsmechanismen für die zwischengelagerten Brennelemente.
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