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acatech STUDIE

Dezember 2013

> Partitionierung und

Transmutation

Forschung - Entwicklung -

Gesellschaftliche Implikationen

Ortwin Renn (Hrsg.)

Autoren/Herausgeber:

Prof. Dr. Dr. hc Ortwin Renn

Seidenstraße 36

70174 Stuttgart

ortwin.renn@sowi.uni-stuttgart.de

Reihenherausgeber:

acatech - DEUTSCHE AKADEMIE DER TECHNIKWISSENSCHAFTEN, 2014

Hauptstadtbüro Brüssel-Büro

Residenz München

Unter den Linden 14 Rue d'Egmont/Egmontstraat 13

Hofgartenstraße 2

10117 Berlin 1000 Brüssel

80539 München

Belgien

T +49 (0) 89
5 20 30
90
T +49 (0) 30 / 2 06 30 96 0 T +32 (0) 2 / 2 13 81 80 F +49 (0) 89
5 20 30
99
F +49 (0) 30 / 2 06 30 96 11 F +32 (0) 2 / 2 13 81 89

E-Mail: info@acatech.de

Internet: www.acatech.de

Koordination: Dr. Marc-Denis Weitze

Redaktion: Maximilian Hagn, Grit Zacharias

Layout-Konzeption: acatech

Konvertierung und Satz: Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS,

Sankt Augustin

Die Originalfassung der Publikation ist verfügbar auf www.utzverlag.de > DIE REIHE acatech STUDIE In dieser Reihe erscheinen die Ergebnisberichte von Projekten der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften. Die Studien haben das Ziel der Politik- und Gesellschaftsberatung zu technikwissenschaftlichen und technologie politischen Zukunftsfragen. 5

Autoren

AUTOREN

KAPITEL 1.1, 1.4 BIS 1.7:

—Dr. Maarten Becker, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Concetta Fazio, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Prof. Dr. Horst Geckeis, Karlsruher Institut für Techno- logie (KIT) —Dr. Andreas Geist, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Klaus Gompper, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

—Dipl.-Ing. Andreas Havenith, RWTH Aachen

—Dr. John Kettler, RWTH Aachen

—Dr. Werner Maschek, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Bruno Merk, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) —Dr. Andrei Rineiski, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Prof. Dr. Massimo Salvatores, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Aleksandra Schwenk-Ferrero, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

KAPITEL 1.2, 1.3:

—Dipl.-Ing. Wilhelm Bollingerfehr, DBE TECHNOLOGY GmbH

—Dr. Dieter Buhmann, GRS mbH

KAPITEL 2:

—Dr. Concetta Fazio, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

—Dr. Fabrizio Gabrielli, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Andrei Rineiski, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

—Prof. Dr. Massimo Salvatores, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Barbara Vezzoni, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

KAPITEL 3:

—Dr. Andreas Geist, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

—Dipl.-Ing. Andreas Havenith, RWTH Aachen

—Dr. John Kettler, RWTH Aachen

—Dr. Bruno Merk, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) —Dr. Giuseppe Modolo, Forschungszentrum Jülich GmbH —Dr. Andrei Rineiski, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

KAPITEL 4:

—Dr. Andreas Geist, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Gunter Gerbeth, Helmholtz-Zentrum Dresden-

Rossen

dorf (HZDR)

—Dr. Bernhard Gmal, GRS mbH

—Dr. John Kettler, RWTH Aachen

—Dr. Werner Maschek, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Bruno Merk, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) —Dr. Giuseppe Modolo, Forschungszentrum Jülich GmbH —Dr. Georg Müller, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Stefan Neumeier, Forschungszentrum Jülich GmbH

—Dr. Federico Puente-Espel, GRS mbH

—Dr. Andrei Rineiski, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) 6

Partitionierung und Transmutation

—Dr. Armin Seubert, GRS mbH

—Prof. Dr.-Ing. Thomas Wetzel, Karlsruher Institut für

Technologie (KIT)

KAPITEL 5:

—Dipl.-Ing. Wilhelm Bollingerfehr, DBE TECHNOLOGY GmbH

—Dr. Dieter Buhmann, GRS mbH

—Dr. Andreas Geist, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

—Dr. Bernhard Gmal, GRS mbH

—Dr. Volker Hannstein, GRS mbH

—Dr. John Kettler, RWTH Aachen

—Dr. Werner Maschek, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Bruno Merk, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) —Dr. Giuseppe Modolo, Forschungszentrum Jülich GmbH

—Dr. Federico Puente-Espel, GRS mbH

—Dr. Andrei Rineiski, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) —Dr. Victor Hugo Sanchez-Espinoza, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

—Dr. Armin Seubert, GRS mbH

—Dr. Heinz-Günther Sonnenburg, GRS mbH

—Dr. Kiril Velkov, GRS mbH

—Prof. Dr. Frank Peter Weiß, GRS mbHKAPITEL 6: —Dr. Andreas Geist, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

—Dipl.-Ing. Andreas Havenith, RWTH Aachen

—Dr. John Kettler, RWTH Aachen

—Dr. Bruno Merk, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) —Dr. Andreas Wilden, Forschungszentrum Jülich GmbH

KAPITEL 7:

—Dipl.-Ing. Andreas Havenith, RWTH Aachen

—Dr. John Kettler, RWTH Aachen

—Dr. Bruno Merk, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)

KAPITEL 8:

Auf Grundlage dieser Studie entstand in dem Projekt auch die acatech POSITION

Partitionierung und Transmutation

Anwendung

(acatech 2014). >PROJEKTLEITUNG >PROJEKTGRUPPE —Prof. Dr. Armin Grunwald, Karlsruher Institut für Techno- logie (KIT) acatech

—Prof. Dr. Helmut Jungermann, TU Berlin

—Prof. Dr. Alex C. Mueller, CNRS, Paris

—Dr. André Reichel, Zeppelin University Friedrichshafen >AUFTRÄGE UND WEITERE BETEILIGTE —Prof. Dr. Tobias Kronenberg, Kronenberg Institut für Wirtschaftsforschung (KIWi), Aachen

—Dr. Norbert Peinsipp, MinR a. D., Meckenheim

—Wolfgang Neumann, intac - Beratung, Konzepte, Gut- achten zu Technik und Umwelt GmbH, Hannover

Beate Kallenbach-Herbert, Öko-Institut e.

V., hat als externe

Expertin an Sitzungen der Projektgruppe teilgenommen und im Experten-Delphi mitgewirkt. >WISSENSCHAFTLICHE MITARBEITER >PROJEKTKOORDINATION >PROJEKTVERLAUF

Projektlaufzeit: 09

2012 - 06

2014
zwei Teilprojekte: In Modul Federführung durch das KIT) waren als Projektpartner DBE TECHNOLOGY GmbH, die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das Karlsruher Institut für

Hochschule (RWTH) Aachen und das Forschungs

zentrum

Jülich (FZJ) beteiligt. Modul

BMBF, Federführung durch acatech) wurde vom Zentrum koordination von Modul

A und Modul B erfolgte durch die

Deutsche Akademie der Technik

wissenschaften (acatech).

Projekt

PROJEKT

Partitionierung und Transmutation

>FINANZIERUNG Das diesem Bericht zugrundeliegende Projekt wurde mit

Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und

Forschung

lichung liegt bei den Autoren.

Die Arbeiten in Modul

seine Unterstützung. > INHALT

Inhalt

ZUSAMMENFASSUNG

15

EINLEITUNG

23

Literatur

25
1 RANDBEDINGUNGEN FÜR DIE ANWENDUNG VON P&T IN DEUTSCHLAND 27 1.1 Gesetzlicher Rahmen und Kernkraftwerke zur kommerziellen Stromerzeugung in Deutschland 28 1.2

Abfallaufkommen ohne P&T 30

1.2.1 1.2.2

Radionuklidinventar 32

1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.3

Endlagerung

41
1.3.1

Anforderungen an die Endlagerung 42

1.3.2

Sicherheits- und Nachweiskonzept 43

1.3.3

Abfallgebindetypen 46

1.3.4

Brennelemente) in Salzformationen 46

1.4

Partitionierung und Transmutation 56

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