Kerntechnische Entsorgung Karlsruhe (KTE) GmbH

Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe (WAK) mit Verglasungseinrichtung (VEK)

Wiederaufbereitungsanlage (WAK) GmbH
Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe (WAK)
Verglasungseinrichtung der Wiederaufbereitungsanlage (WAK) GmbH
Verglasungseinrichtung (VEK)

Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe (WAK)

Die Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe (WAK) wurde von 1971 bis 1990 betrieben, um als Pilotanlage Erfahrungen bei der Wiederaufarbeitung bestrahlter Kernbrennstoffe zu gewinnen. Der Betrieb wurde eingestellt, nachdem mit dem Stopp des Bauprojekts der Wiederaufarbeitungsanlage in Wackersdorf klar war, dass es in Deutschland keine kommerzielle Wiederaufbereitungsanlage geben würde.

In der Betriebszeit der WAK wurden rund 200 Tonnen abgebrannter Kernbrennstoff aufgearbeitet. Der Brennstoff stammte vorwiegend aus den Forschungsreaktoren des damaligen Forschungszentrums Karlsruhe (FR 2 und MZFR), aus dem deutschen Versuchs-Atomschiff Otto Hahn sowie aus den Kernkraftwerken Obrigheim, Stade und Neckarwestheim Block I.

Die WAK soll bis zum Anfang der 2030er Jahre vollständig bis zur „grünen Wiese” abgebaut werden. Dazu wurden bisher 26 Stilllegungsgenehmigungen erteilt. Der Schwerpunkt lag anfangs auf dem Rückbau des Prozessgebäudes, in dem die Wieder­aufarbeitung stattfand. Die rund 60 Kubikmeter hochradioaktive, flüssige Abfalllösung (HAWC) wurden zunächst in zwei Tanks in der Lagereinrichtung für hochradioaktive Abfälle (LAVA) gelagert. 

Die Lösung mit einem Radioaktivitätsinventar von ca. 7×1017 Becquerel (Bq) wurde in den Jahren 2009 und 2010 in der eigens dafür auf dem Gelände der WAK errichteten Verglasungsanlage Karlsruhe (VEK) verglast. Mittlerweile werden auch die Lagerbehälter für hochradioaktive Abfalllösungen abgebaut. Der erste von insgesamt vier Behältern ist seit Mitte 2018 demontiert.

In den nächsten Jahren soll verstärkt der Rückbau der ehemaligen Lagerbereiche für den HAWC und der VEK vorangetrieben werden. Die Demontagen erfolgen, abhängig von den vorliegenden Radioaktivitätswerten, manuell oder fernhantiert. Die anfallenden Reststoffe werden in die Entsorgungsbetriebe (EB) der KTE gebracht.

Verglasungseinrichtung Karlsruhe (VEK)

Bei der Wiederaufarbeitung bestrahlter Brennelemente sind bis zur Einstellung des Anlagenbetriebs im Jahr 1990 ca. 60 m³ hoch­radio­aktives flüssiges Abfallkonzentrat (High Active Waste Concentrate = HAWC) mit einem Radioaktivitätsinventar von ca. 7×1017 Bq angefallen. Es wurde in der Lagereinrichtung für hochradioaktive Abfälle (LAVA) in zwei Lagerbehältern unter ständigem Kühlen und Rühren aufbewahrt.

Voraussetzung für den endgültigen Rückbau der WAK war die Entsorgung des HAWC, da erst danach auch die Lager für hochradioaktive Flüssigabfälle abgebaut werden können. 

Die international bevorzugte Methode, hochradioaktive Flüssigabfälle zu entsorgen, ist die Einbindung der Aktivitätsträger in Form von Oxiden in eine Glasmatrix, da damit ein stabiles Produkt mit sehr geringem Freisetzungspotential entsteht. Aus diesem Grund wurde in den Jahren 1999 bis 2005 die Verglasungseinrichtung Karlsruhe errichtet.

Verglasung des gelagerten hoch­radio­aktiven flüssigen Abfallkonzentrats

Dabei wurden höchste Anforderungen an die Auslegung der Anlage und an ihren Betrieb gestellt. Das Bauwerk und die Prozesskomponenten sind zum Beispiel gegen Erdbeben und Flugzeugabsturz ausgelegt und die Abluft, bzw. das Abgas aus der Anlage werden mehrstufig gereinigt, bevor sie über den Kamin abgeleitet werden.

Zum Nachweis des sicheren Betriebs der Anlage musste die Verglasung außerdem mit einem so genannten „Simulat“ demonstriert werden, das heißt mit einer inaktiven Lösung, die zwar chemisch dem HAWC entsprach, aber keine Aktivitätsträger enthielt. Erst nach dem erfolgreichen Abschluss dieses Testbetriebs konnte der nukleare Betrieb, d.h. die Verglasung des HAWC, im September 2009 aufgenommen werden. Im Juni 2010 war die Verglasung des gelagerten HAWC abgeschlossen.

Dekontaminationsprogramm zum weiteren Rückbau der Anlage

Zur Minimierung des Abfalls und um gute Bedingungen für den noch folgenden Rückbau der Anlage zu schaffen, war danach ein Dekontaminationsprogramm durchgeführt worden, bei der die Komponenten so weit wie möglich von Kontaminationen befreit und die dabei anfallenden Dekontaminationslösungen ebenfalls verglast wurden.

Es gelang, rund 99 Prozent der Spaltstoffe und der Spaltprodukte zu verglasen. Im November 2010 wurden die Verglasung der Dekontaminationslösungen mit der Produktion der 140. Kokille abgeschlossen und im Februar 2011 insgesamt fünf Transport- und Lagerbehälter des Typs CASTOR HAW 20/28 mit den produzierten Glaskokillen in das Zwischenlager Nord abtransportiert.

Ein Rest von rund 3 Kubikmeter Flüssigkeit war nach dem Spülprogramm noch vorhanden. Diese Restlösung wurde auf zwei Behälter in der VEK verteilt und trocknete dort bis zum Ende des Jahres 2012 vollständig ein. Nach ersten Abschätzungen befinden sich jetzt noch radioaktive Stoffe in der Größenordnung von 2×1016 Bq in der Anlage, wobei Cäsium-137 der Hauptradioaktivitätsträger ist.

Nachdem die Reste der Spülflüssigkeit eingetrocknet waren, konnten im Jahr 2013 die restlichen der bereits gestatteten Außerbetriebnahmen in der VEK durchgeführt werden. Der für das Jahr 2013 angekündigte Genehmigungsantrag auf Abbau des Anlageteils VEK wurde nicht gestellt, da im Zuge der Diskussion über die Entsorgung des beim Abbau anfallenden mittelradioaktiven Abfalls eine Neuplanung der Abbaustrategie VEK notwendig wurde.

Mittlerweile wurden mehrere Stilllegungsgenehmigungen zur VEK erteilt. Seit März 2019 liegt die Freigabe zur Durchführung von Phase 1 von Schritt 5, Rückbaubereich 5.8 „Demontage der Einrichtungen in den Prozesszellen der Verglasungseinrichtung Karlsruhe (VEK)“ vor.

Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft ist die zuständige Genehmigungs- und Aufsichtsbehörde.