Published November 2019 | Version v1
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Investigations into the "maximum physically possible temperatures" pursuant to Section 27 StandAG with regard to the limit temperature at the outer surface of waste containers

Description

The §27(4) of the Act on the Search for and Selection of a Site for a Disposal Facility for High-Level Radioactive Waste (Site Selection Act - StandAG 2017) sets a draft temperature limit of 100°C on the outer surface of the containers with highly radioactive waste in a disposal facility. This draft limit shall be applied in preliminary safety analyses if the "maximum physically possible temperatures" in the respective host rocks have not yet been determined due to pending research work. This study looked at thermohydraulic, mechanical, chemical and biological processes as well as at issues related to retrievability and recovery, and wether limiting temperatures can be deduced for disposal facilities in the host rocks rock salt, claystone and crystalline rock. Based on FEP databases, several temperature-dependent processes have been identified and assessed for possible impacts to derive temperature limits from different components. The interactions of these processes must be considered to determine a temperature limit on the outer surface of the containers. Limiting temperatures to 200 °C could be feasible but a limiting temperature depends strongly on safety concept and design of the disposal facility. No temperature limits could be deduced from issues of retrieval and recovery. Technical solutions for retrieval and design options for recovery seem to be viable up to 200 °C with different penalties. Technical solutions and design options for containers still must be developed and checked for their practicability. Temperature limits on the outer surface of the containers should be derived for a specific safety concept for design of the disposal facility and the respective host rock. Any general temperature limits could hinder the site selection process due to the restricted possibilities of optimization of the disposal facility.

Availability note (English)

Also available from: https://www.base.bund.de/SharedDocs/Downloads/BASE/DE/fachinfo/fa/forschungsprojekt_grenztemperatur.pdf?__blob=publicationFile&v=2; Available from: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0221-2019111520402

Abstract (German)

Der §27(4) des Gesetzes zur Suche und Auswahl eines Standortes für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle (StandAG) sagt aus, dass solange die "maximalen physikalisch möglichen Temperaturen" in den jeweiligen Wirtsgesteinen aufgrund ausstehender Forschungsarbeiten noch nicht festgelegt worden sind, aus Vorsorgegründen von einer Grenztemperatur von 100 Grad Celsius an der Außenfläche der Behälter ausgegangen wird. Diese "Grenztemperatur" soll in vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen angewendet werden. Diese Studie betrachtete thermohydraulische, mechanische, chemische und biologische Prozesse und Fragestellungen zur Rückholbarkeit und Bergung, ob daraus "Grenztemperaturen" für Endlager in den Wirtsgesteinen Steinsalz, Ton- und Kristallingestein abgeleitet werden können. Basierend auf FEP-Datenbanken wurden zahlreiche temperaturabhängige Prozesse identifiziert und im Hinblick auf die Ableitung einer "Grenztemperatur" betrachtet. Die Wechselwirkung dieser Prozesse muss berücksichtigt werden, um eine "Grenztemperatur" für die Außenfläche der Behälter zu bestimmen. "Grenztemperaturen" bis in eine Größenordnung von 200 °C erscheinen machbar, aber eine konkrete Festlegung hängt stark vom gewählten Sicherheits- und Endlagerkonzept ab. "Grenztemperaturen" konnten nicht aus Fragestellungen zur Rückholbarkeit und Bergung abgeleitet werden, da technische Lösungen und Konzepte für eine Rückholung bis 200 °C mit unterschiedlichen Nachteilen machbar erscheinen. Jedoch müssen die technischen Lösungen und Konzepte für Behälter noch entwickelt werden und auf Anwendbarkeit geprüft werden. Daher sollten "Grenztemperaturen" für die Außenfläche von Abfallbehältern für das jeweilige Sicherheits-, Endlagerkonzept und Wirtsgestein abgeleitet werden. Eine generelle "Grenztemperatur" könnte den Standortauswahlprozess wegen der eingeschränkten Möglichkeiten einer Optimierung des Endlagers erschweren.

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Original title (German)
Untersuchungen zu den "maximalen physikalisch möglichen Temperaturen" gemäß § 27 StandAG im Hinblick auf die Grenztemperatur an der Außenfläche von Abfallbehältern

Publishing Information

Imprint Pagination
370 p.
Report number
BfE-RESFOR--003/19