Um während der gesamten Betriebszeit der BEVA einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, d. h. den sicheren Einschluss der radioaktiven Stoffe und die Begrenzung der Strahlenexposition von Mensch und Umwelt jederzeit sicherzustellen, werden die radioaktiven Stoffe durch ein gestaffeltes Barrierenkonzept aus folgenden, voneinander unabhängigen Barrieren (vgl. Fig. 5‑1) eingeschlossen:
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Abfall- oder Brennstoffmatrix: Die Radionuklide sind in einer wasserunlöslichen Matrix (Glas- oder Keramikmatrix für WA-HAA bzw. BE) fest eingebunden.
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Umschliessung: Die Matrix ist entweder in einem Hüllrohr (BE)25 oder in einem Stahl- zylinder (WA-HAA) eingeschlossen. Das Hüllrohr bzw. der Stahlzylinder sind gasdicht verschweisst. Zudem zeigen sie ein duktiles26 Materialverhalten und weisen damit eine entsprechende Robustheit gegenüber mechanischen Belastungen auf.
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Behälter oder Umladezelle:
- Die BE und die Stahlzylinder sind – ausserhalb der Umladezelle – immer in einem robust ausgelegten und ausreichend technisch dicht verschlossenen Behälter eingeschlossen. Als Behälter zählen die TLB sowie die ELB, die zusätzlich zum Schutz gegen äussere Einflüsse und zur Abschirmung in robusten Transportbehältern verpackt sind. Die Behälter dienen dem Schutz der Barrieren (Matrix und Umschliessung) und stellen sowohl den Einschluss bzw. die Rückhaltung von radioaktiven Stoffen im Ereignissfall als auch die erforderliche Abschirmung der Direktstrahlung sicher.
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Die BE und Stahlzylinder werden nur in der ausgekleideten Umladezelle (z. B. Auskleidung aus Edelstahl), an der die Behälter dicht angedockt sind, gehandhabt. Die aus massiven Stahlbetonstrukturen bestehende Umladezelle dient dem Schutz der Barrieren (Matrix und Umschliessung) und stellt den Einschluss bzw. die Rückhaltung von radioaktiven Stoffen im Ereignisfall als auch die Abschirmung der Direktstrahlung sicher.
Fig. 5‑1: Gestaffeltes Barrieren- und Schutzkonzept für den Einschluss und die Rückhaltung der Nuklide sowie den Schutz der Barrieren untereinander
Die radioaktiven Stoffe sind durch dieses gestaffelte Barrieren- und Schutzkonzept durch mehrere Barrieren von der Umwelt isoliert, eingeschlossen und abgeschirmt. Aus diesem Grund werden die BE und WA-HAA in entsprechend verschlossenen Behältern transportiert (TLB und ELB in TB), die selbst einen wirksamen Schutz darstellen. Der Zugang zum Inhalt dieser Behälter kann nur in den dafür vorgesehenen Einrichtungen, d. h. der Umladezelle, erfolgen (vgl. Kap. 3.1). Das Innere der Umladezelle ist der einzige Ort, an dem Direktstrahlung und Kontaminationen während der Umladevorgänge im Normalbetrieb bei geöffneten Behältern prozessbedingt auftreten.
Neben diesen Barrieren und Systemen (Behälter oder Umladezelle) sind weitere Systeme bzw. Massnahmen für die Rückhaltung von radioaktiven Stoffen vorhanden. Hierzu zählen die entsprechend dem Strahlenschutzkonzept (vgl. Kap. 6) erforderliche Einrichtung von kontrollierten Zonen27 inkl. einer Unterdruckstaffelung und Abluftfilterung sowie eine radiologische Überwachung der Abluft. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass nur in der Umladezelle Kontamination vorkommt. In den anderen Bereichen der BEVA sind die radioaktiven Stoffe in Behältern dicht eingeschlossen.
Die Abfallmatrix (keramische Brennstofftabletten) und das sie umschliessende, dicht verschweisste Hüllrohr bilden den sogenannten Brennstab. Mehrere Brennstäbe werden in einem Brennelement zusammengefasst, welches in der Umladezelle der BEVA gehandhabt wird. ↩
Duktilität ist die Eigenschaft eines Materials, sich infolge einer Belastung nach der Elastizitätsgrenze plastisch zu verformen, bevor es zu dessen Versagen kommt. Je höher die Duktilität, desto besser ist die Verformbarkeit. ↩
Abhängig von der erwarteten Dosisleistung (Einrichtung von Überwachungsbereichen) und Kontaminationsgefahr (Einrichtung von kontrollierten Zonen). ↩