Umgang mit Parameterwerten zur Herleitung und Bedingungen für die Anwendung von Freigabewerten zur Beseitigung geringfügig radioaktiver Stoffe auf Deponien im Freigabeverfahren

Mit der Abschaltung der letzten drei Kernkraftwerke in Deutschland im April 2023 ist der Atomausstieg in Deutschland vollzogen. Inzwischen gibt es in Deutschland rund 30 stillgelegte Kernkraftwerksblöcke, die abzubauen sind. Dabei fallen in großen Mengen Abfälle an, die freigegeben werden können. Insbesondere die Einlagerung freigegebener Abfälle auf Deponien steht dabei im Fokus der Öffentlichkeit und wird von Teilen der Bevölkerung kritisch hinterfragt. Es gibt intensive Bemühungen bei zuständigen Landesbehörden und Deponiebetreibern, die Schadlosigkeit der Entsorgung auf den jeweiligen Deponien zusätzlich zur Einhaltung der Freigabewerte durch besondere Nachweise zu belegen. Damit verbundene aufwendige behördliche Überprüfungen können zwar zur Akzeptanz in der Öffentlichkeit beitragen, führen aber auch zu Verzögerungen, die sich auf den Abbaufortschritt eines Kernkraftwerks auswirken können.

Vor diesem Hintergrund hat die Strahlenschutzkommission (SSK) im Jahr 2021 beschlossen, eine Handreichung zu erstellen, die den zuständigen Behörden im Vollzug der Freigabe zur Beseitigung auf Deponien eine Hilfestellung bei der Beurteilung der Einhaltung des Dosis-kriteriums für die Freigabe – die effektive Dosis darf nur im Bereich von 10 µSv im Kalender-jahr liegen – geben soll. Die SSK beabsichtigt damit eine Verbesserung der Freigabeverfahrensabläufe insbesondere beim Abbau der Kernkraftwerke. Im Zuge der Anwendung und Diskussion der Anfang 2024 verabschiedeten Fassung der Handreichung zeigte sich, dass einzelne Aspekte einer vertieften fachlichen Klärung und Präzisierung bedurften. Anfang 2026 hat die SSK daher eine erweiterte Fassung der Handreichung verabschiedet, die sich detaillierter mit dem Grundwasserpfad (Brunnenszenario) befasst. Zur Beurteilung der Relevanz des Brunnenszenarios für konkrete Freigaben steht nun ein Rechentool zur Verfügung. Die Bedeutung auch der übrigen Szenarien lässt sich nun für alle Radionuklide, für die durch die Strahlenschutzverordnung ein Freigabewert zur Beseitigung festlegt ist, aus zusätzlichen Tabellen ablesen. Eine neue Sensitivitätsanalyse wurde mit wesentlich erhöhter Zahl an Rechenläufen durchgeführt, so dass die Aussagekraft der statistischen Ergebnisse noch einmal verbessert werden konnte.

Die Handreichung befasst sich mit der Freigabe zur Beseitigung auf Deponien, nicht aber mit der Freigabe zur Beseitigung in Verbrennungsanlagen oder weiteren Freigabeoptionen der Strahlenschutzverordnung.

Die Anwendung der Freigabewerte für die Beseitigung auf einer Deponie erfordert stets eine behördliche Befassung mit der für den Einbau der Abfälle vorgesehenen Deponie. Die StrlSchV stellt Anforderungen an die Deponieklasse und die durchschnittliche jährliche Gesamteinlagerungsmenge, so dass diese Voraussetzungen behördlich zu überprüfen sind. Ist eine der Voraussetzungen der StrlSchV zur Freigabe nicht erfüllt, so ist ein Einzelfallnachweis der Einhaltung des Dosiskriteriums erforderlich. Neben einem solchen Einzelfallnachweis können gemäß StrlSchV weitergehende behördliche Überprüfungen notwendig sein, wenn der zuständigen Behörde Anhaltspunkte dafür vorliegen, dass das Dosiskriterium für die Freigabe am Standort der Entsorgungsanlage nicht eingehalten wird. Das Dosiskriterium für die Freigabe muss nach deutschem Strahlenschutzrecht eingehalten werden; die bloße Einhaltung der Freigabewerte genügt zum Nachweis nicht. Neben den rechtlich geforderten Überprüfungen können weitere Prüfungen eine Erhöhung der Transparenz bewirken, die zur Erhöhung der Akzeptanz in der Öffentlichkeit beitragen kann.

Eine Überprüfung der Einhaltung des Dosiskriteriums in konkreten Freigabeverfahren setzt Kenntnisse der mathematischen Modellstruktur, der getroffenen Modellannahmen sowie der Parameter und ihrer gewählten Werte bei der Herleitung der Freigabewerte voraus. Diese Herleitung ist komplex und Konsequenzen von Abweichungen einzelner Bedingungen oder Parameter von den generischen Modellannahmen und Modellparametern sind im Einzelfall nicht leicht zu beurteilen. Deshalb lassen sich aus einer isolierten Betrachtung einzelner Annahmen oder Parameterwerte noch keine Schlussfolgerungen im Hinblick auf die Einhaltung des Dosiskriteriums ziehen. Im Allgemeinen müssen sich Abweichungen nicht zwingend auf die Einhaltung des Dosiskriteriums auswirken, insbesondere wenn sie keinen für den Freigabewert maßgeblichen Expositionspfad betreffen oder die Abweichungen durch Konservativitäten an anderen Stellen des Modells kompensiert werden. Daher hat hier die Sensitivitätsanalyse einen besonderen Stellenwert, da sie die einzelnen Annahmen und Parameterwerte nuklidspezifisch in ihren Zusammenhängen betrachtet. Sie identifiziert nuklidspezifisch die tatsächlich ungünstigsten Konstellationen der Parameterwerte und Radionuklide, welche sich auf die Einhaltung des Dosiskriteriums ungünstig auswirken könnten. Die Sensitivitätsanalyse zeigt die Robustheit der Herleitung der Freigabewerte hinsichtlich abweichender Einzelparameter.

Die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse zeigen aber auch, welche Parameter im Hinblick auf das Dosiskriterium entscheidend sind und daher bei einer Überprüfung vorrangig beachtet werden sollten. Dies sind vor allem die jährlichen Arbeitszeiten einer einzelnen Person beim Einbau von freigegebenem Abfall auf der Deponie sowie die Fahrtzeiten beim Transport zur Deponie, wenn diese mehr als etwa 100 km vom Abfallerzeuger entfernt ist. Bei gegenüber den Modellannahmen geringerem Abfluss des Vorfluters einer Kläranlage, die die Sickerwässer einer Deponie behandelt, ist die Radionuklidkonzentration im Vorfluter erhöht. Es sollte dann die mögliche Nutzung des Vorfluterwassers hinter der Kläranlage angesehen werden, da sich die mögliche Dosis aus Art und Umfang der Nutzung sowie der Radionuklidkonzentration ergibt. Die Modellierung der Dosis über den Grundwasserpfad weist eine besonders hohe Konservativität auf, die im Detail dargestellt wird.

Da diese Ergebnisse von charakteristischen Eigenschaften der Radionuklide wie Halbwertszeit, Strahlungsart sowie Migration und Transfer in der Umwelt abhängen, wurde die Sensitivitätsanalyse für eine Reihe von Radionukliden durchgeführt, die das gesamte Spektrum der in der Praxis bedeutsamen Radionuklide abdecken. Dabei sind von der Betrachtung auch Radionuklide abgedeckt, die bei der Freigabe von Abfällen aus der Medizin, Technik und Forschung zu berücksichtigen sind. Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse, dass erhebliche Abweichungen von den Annahmen und Parametern der Herleitung der Freigabewerte vorliegen müssen, bevor es zu einer Verletzung des Dosiskriteriums kommen könnte.

Ausgehend von den Ergebnissen der Sensitivitätsanalyse und bisherigen Erfahrungen aus der Praxis wird ein schrittweises Vorgehen vorgeschlagen, mit dem behördliche Untersuchungen zielgerichtet auf sensitive Modellannahmen ausgerichtet werden können, um die Einhaltung des Dosiskriteriums zu belegen. Neben Abweichungen von den sensitiven Modellannahmen und Parametern können dabei auch tatsächliche Massenströme und Ausschöpfungsgrade der Freigabewerte sowie die jeweiligen Nuklidvektoren berücksichtigt werden.

Rechentool

Das Rechentool (MS-EXCEL-Datei) ermöglicht eine schnelle Beurteilung, ob für eine konkret geplante Freigabe zur Beseitigung auf einer Deponie der Grundwasserpfad (Brunnenszenario) im Hinblick auf die Einhaltung des Dosiskriteriums der Strahlenschutzverordnung relevant ist. Im Rechentool können der Nuklidvektor, der über die in einem Jahr freigegebene Masse gemittelte Ausschöpfungsgrad der Summenformel sowie die jährlich auf einer Deponie abgelagerte Masse variiert werden.

Detailliertere Erläuterungen zur Anwendung sind im Rechentool selbst enthalten. Außerdem finden sich zwei Berechnungsbeispiele in Abschnitt 4.4 der Handreichung „Umgang mit Parameterwerten zur Herleitung und Bedingungen für die Anwendung von Freigabewerten zur Beseitigung geringfügig radioaktiver Stoffe auf Deponien im Freigabeverfahren“ der SSK.
[Link zur Excel-Datei mit Rechentool [XLSX, 69 KB] ]

Die Echtheit des zur Verfügung gestellten Berechnungstools kann nur über den Download von der Webseite der SSK (http://www.ssk.de) garantiert werden. Etwaige Änderungen am Tool können zu fehlerhaften Berechnungsergebnissen führen. Das bereitgestellte Rechentool wurde von der SSK ausführlich getestet. Die Verantwortung zur Prüfung der korrekten Berechnung verbleibt beim Anwendenden.