573 - GRS · Roman Martinek | Page 578 There now remains hardly anyone in Germany who has not yet...

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11/122018

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580 ı Energy Policy, Economy and Law

NIS Directive in the Energy Sector

587 ı Environment and Safety

Release-Category-Oriented Risk

601 ı Decommissioning and Waste Management

Decommissioning: An Interdisciplinary Task for Junior Staff

607 ı Research and Innovation

Kurchatov Institute’s Critical Assemblies

573Should Nuclear Energy Play a Role in a Carbon- Constrained World?

atw Vol. 63 (2018) | Issue 11/12 ı November/December56

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Contents

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Issue 11/12November/December

Editorial2018: A “Quincuplex” for Nuclear Power 5632018: Ein „Quincuplex“ für die Kernenergie 564

Abstracts | English 568Abstracts | German 569

Inside Nuclear with NucNetHow Nuclear Industry Can Solve ‘ Fundamental Obstacle’ of High Capital Cost 570

DAtF Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571

Calendar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572

Energy Policy, Economy and LawShould Nuclear Energy Play a Role in a Carbon-Constrained World? 573

Jacopo Buongiorno, Michael Corradini, John Parsons and David Petti

Talks of an End to Germany’s Nuclear Industry Premature 578

Roman Martinek

Development on NIS Directive in Different EU Countries in the Energy Sector 580

Stefan Loubichi

Spotlight on Nuclear LawArbitrary-peaceful? Consequences of the “Achmea” Decision of the ECJ also for the ICSID Arbitration of Vattenfall? 585Schiedlich-friedlich? – Folgen des „Achmea“-Urteils des EuGH auch für das ICSID-Schiedsgerichtsverfahren von Vattenfall? 585

Ulrike Feldmann

| Development of nuclear technology. Fuel element heads for heavy water reactor fuel elements. (Courtesy: NA-SA)

573

Should Nuclear Energy Play a Role in a Carbon- Constrained World?

| Human Development Index versus per capita electricity consumption

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atw Vol. 63 (2018) | Issue 11/12 ı November/December

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Contents

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Environment and SafetyRelease-Category-Oriented Risk Importance Measure in the Frame of Preventive Nuclear Safety Barriers 587

Juan Carlos de la Rosa Blul and Luca Ammirabilea

Decommissioning and Waste ManagementPosition paper: Probability Classes and Handling of Improbable Developments 593Position des Arbeitskreises „Szenarienentwicklung“ zur Thematik: Wahrscheinlich keitsklassen und Umgang mit unwahrscheinlichen Entwicklungen 593

T. Beuth, G. Bracke, S. Chaudry, A. Lommerzheim, K.-M. Mayer, V. Metz, J. Mönig, S. Mrugalla, J. Orzechowski, E. Plischke, K.-J. Röhlig, A. Rübel, G. Stolzenberg, J. Wolf and J. Wollrath

Decommissioning of Nuclear Facilities: An Interdisciplinary Task for Junior Staff 601Der Rückbau kerntechnischer Anlagen: Eine interdisziplinäre Aufgabe für Nachwuchskräfte 601

David Anton, Manuel Reichardt, Thomas Hassel and Harald Budelmann

Research and InnovationKurchatov Institute’s Critical Assemblies 607

Andrej Yurjewitsch Gagarinskiy

AMNT 2018Key Topic Enhanced Safety & Operation ExcellenceFocus Session “International Operational Experience” 610

Ludger Mohrbach

KTG Inside 613

News 616

Nuclear TodayBrexit and Trump Among Fresh Challenges for Nuclear in Year Ahead 626

John Shepherd

Imprint 614

INFORUM: Seminar Programme 2019 Insert

| Classification of the different scenarios.

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| Classification of the different scenarios.6

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| Relationship between the different Nuclear Safety Pillars.

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How Nuclear Industry can Solve ‘ Fundamental Obstacle’ of High Capital Cost

NucNet | Page 570 History shows that new nuclear generating capacity can be deployed as quickly as coal and gas-fired capacity, but the high capital cost of new nuclear plants remains “a fundamental obstacle” which the industry needs to tackle, a report by the Massachusetts Institute of Technology (MIT) Energy Initiative found. If the global nuclear industry achieved the pace of plant construction and deployment seen in France and the US in the 1970s and 1980s, the world’s energy sector would be completely decarbonised by 2050, Jacopo Buongiorno, a co-director of the study and an associate department head of the Department of Nuclear Science and Engineering at MIT, said during a briefing on the report in Brussels.

Should Nuclear Energy Play a Role in a Carbon-Constrained World?

Jacopo Buongiorno, Michael Corradini, John Parsons and David Petti | Page 573 We summarize the findings of a new MIT study on the future of nuclear energy. The context for the study is the challenge of simultaneously expanding energy access and economic opportunity to billions of people while drastically reducing emissions of greenhouse gases. We find that while decarboniza-tion of the electricity sector can be accomplished employing an assortment of low-carbon technolo-gies in various combinations, nuclear has a uniquely valuable role to play as a dispatchable low-carbon technology. Excluding a dispatchable low-carbon option like nuclear, as the German Energiewende does, significantly increases the cost and difficulty of achieving decarbonization targets. We also find that the high cost of new nuclear plants limits nuclear’s role in a balanced portfolio. Reducing this cost can significantly reduce the total cost of decarboniza-tion. Our study identified the factors driving up cost, and we identify promising approaches to achieving cost reductions. Finally, we identify needed govern-ment policies. These include decarbonization strate-gies that recognize the contribution of all low- carbon energy technologies and treat them equally in the electricity market. These also include policies to accommodate and support development and demonstration of advanced reactor designs.

Talks of an End to Germany’s Nuclear Industry Premature

Roman Martinek | Page 578There now remains hardly anyone in Germany who has not yet dropped in the last few years a single line about how the country is valiantly closing one by one its nuclear power plants. It was difficult to expect anything else, though, if one keeps in mind that the accelerated phase-out of nuclear energy announced by the German political establishment in 2011 became perhaps the most resonant energy policy decision in the country’s recent history. At the same time, it is often overlooked that the “Atomausstieg” (the name given to Germany’s denuclearization) is a like a hat that has a false bottom to it: the issue of disconnection from the grid lying on the surface of public discourse, while behind it (or ‘under’ it, if you will) lies a number of deeper and more far-reaching questions.

Development on NIS Directive in Different EU Countries in the Energy Sector

Stefan Loubichi | Page 580The magnitude, frequency and impact of security in-cidents are increasing, and represent a major threat

to the functioning of network and information systems. These systems may also become a target for deliberate harmful actions intended to damage or interrupt the operation of the systems. Such inci-dents can impede the pursuit of economic activities, generate substantial financial losses, undermine user confidence and cause major damage to the economy of the Union. The answer of the European Union to this challenge was the NIS Directive.

Arbitrary-peaceful? Consequences of the “Achmea” Decision of the ECJ also for the ICSID Arbitration of Vattenfall?

Ulrike Feldmann | Page 585 On 6 March 2018, the European Court of Justice (ECJ, Grand Chamber) issued a serious and contro-versial ruling on the compatibility of investment protection clauses with Union law (C-284/16 – “ Achmea”). Various parties have raised the question of whether the ruling also applies to agreements such as the Energy Charter, to which the EU itself is a contracting party. The Energy Charter is the basis of the Swedish Vattenfall AB and other plaintiffs’ proceedings before the International Centre for Settlement of Investment Disputes (ICSID), which belongs to the World Bank in Washington D.C.. ICSID was established in 1965 by the ICSID Convention, to which 153 states belong.

Release-Category-Oriented Risk Importance Measure in the Frame of Preventive Nuclear Safety Barriers

Juan Carlos de la Rosa Blul and Luca Ammirabile | Page 587After the Fukushima accident, the interest on the field of severe accidents has largely increased, both on the management aspects – to improve the prevention of severe accident progression and mitigate their consequences –, but also in sponsor-ing research activities focused on reducing the uncertainty still present on physical and chemical phenomena and processes taking place during a postulated severe accident. One of the most relevant and comprehensive approaches to look into the field of severe accidents consists of the Level 2 Probabil-istic Risk Assessment (PRA). In order to reveal the relative probabilistic weight each system, structure or component contributes with to the integrated core damage frequency, several consolidated risk measures are available for application, among which Risk Reduction Worth or Fussell-Vesely. This paper discusses the nature of the different approaches underlying the existing nuclear safety barriers and introduces an innovative severe- accident risk importance measure. This innovative risk measure takes into account the entire spectrum of accidents leading to radioactive releases rather than only focusing at large and early releases. By applying this tool, the importance is shifted from a consequence-oriented to a frequency-oriented tool where the contribution of the different elements of the plant will be ranked according to their impact on the total radioactive release frequency.

Position of the Working Group “Scenario Development” on the Topic: Probability Classes and Handling of Improbable Developments

J. Orzechowski, G. Stolzenberg, J. Wollrath, A. Lommerzheim, S. Mrugalla, Th. Beuth, G. Bracke, K.-M. Mayer, J. Mönig, A. Rübel, J. Wolf, V. Metz, S. Chaudry, E. Plischke and K.-J. Röhlig | Page 594 The safety requirements demand the consideration of different probabilities of occurrence in the analysis of future evolutions of a disposal system

and disposal site. Furthermore, the Commission which was established according to the Repository Site Selection Act requires, as stated in the final report , the review of the classification in the probability classes “probable”, “less probable” and “improbable” evolutions as well as of the distinction between “probable” and “less probable” evolutions. In the past, probable and less probable scenarios were derived during research projects related to the scenario development. Furthermore, evolutions on the basis of human intrusion into a disposal system were examined as well. However, improbable evolutions have not been considered so far. The Working Group “Scenario Development” (AKS) dealt with the classification into probability classes and with the derivation and treatment of improbable scenarios. The position was elaborated by the AKS.

Decommissioning of Nuclear Facilities: An Interdisciplinary Task for Junior Staff

David Anton, Manuel Reichardt, Thomas Hassel and Harald Budelmann | Page 602Some challenges and boundary conditions are outlined which accompany the dismantling of nuclear facilities. Compared to the dismantling of conventional facilities, the work in nuclear facilities is considerably impeded by the radiological load. The decommissioning concept has to be individually developed or adapted for each nuclear installation taking into account the various boundary con-ditions. The versatility of the challenges in connec-tion with the dismantling of nuclear facilities and the interim or final disposal of radioactive waste underlines the necessity of an interdisciplinary approach.

Kurchatov Institute’s Critical Assemblies

Andrej Yurjewitsch Gagarinskiy | Page 607Since its establishment, the Kurchatov Institute of Atomic Energy (now National Research Centre “ Kurchatov Institute”) was always involved in R&D on nuclear reactors for various applications. This activity required dedicated critical facilities (whose number, design and purpose naturally varied with time). This paper reviews the status of the Kurchatov Institute’s experimental park that includes more than ten critical assemblies intended for R&D for power (VVER, RBMK, HTGR), ship and space reactors.

49th Annual Meeting on Nuclear Technology (AMNT 2018) Key Topic | Enhanced Safety & Operation Excellence

Ludger Mohrbach | Page 610The report summarises the presentations of the Focus Session “International Operational Experience” Key Topic “Enhanced Safety & Operation Excellence” presented at the AMNT 2018, Berlin, 29 to 30 May 2018.

Brexit and Trump Among Fresh Challenges for Nuclear in Year Ahead

John Shepherd | Page 626As 2018 draws to a close, there have been several developments that will mean the new year dawning with fresh uncertainties on the horizon for the global nuclear energy industry: Brexit and announcement of the Trump administration for a new policy framework for curtailing civil nuclear commerce with China are two of them.


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Wie kann die Nuklearindustrie mit der Herausforderung hoher Kapitalkosten umgehen?

NucNet | Seite 570 Die Geschichte zeigt, dass neue Kernkraftwerke schnell hinzu gebaut werden können, aber die hohen Investitionskosten für neue Kernkraftwerke „eine grundlegende Herausforderung“ sind, mit dem die Industrie konfrontiert wird. Ein Bericht der Massachusetts Institute of Technology (MIT) Energy Initiative kommt fasst dies zusammen. Wenn die Nuklearindustrie das Tempo des Anlagen-baus und der Inbetriebnahme in Frankreich und den USA in den 1970er und 1980er Jahren erreichen würde, könnte der weltweite Energiesektor bis 2050 vollständig dekarbonisiert sein, sagte Jacopo Buongiorno, Co-Direktor der Studie und stellver-tretender Abteilungsleiter des Department of Nuclear Science and Engineering am MIT, während eines Briefings über den Bericht in Brüssel.

Sollte die Kernenergie eine Rolle bei der weltweiten Dekarbonisierung spielen?

Jacopo Buongiorno, Michael Corradini, John Parsons und David Petti | Seite 573 Zusammengefasst sind die Ergebnisse einer neuen MIT-Studie zur Zukunft der Kernenergie. Der Kontext für die Studie ist die Herausforderung, den Zugang zu Energie und die wirtschaftlichen Möglichkeiten für Milliarden von Menschen zu erweitern und gleichzeitig die Emissionen von Treibhausgasen drastisch zu reduzieren. Die Dekar-bonisierung des Elektrizitätssektors kann zwar durch den Einsatz einer Reihe von kohlenstoff-armen Technologien in verschiedenen Kombina-tionen erreicht werden, Kernkraft ist jedoch die einzig ausreichend verfügbare kohlenstoffarme Technologie. Der Ausschluss einer leistungsfähigen kohlenstoffarmen Option wie der Kernenergie, wie es bei der deutschen Energiewende der Fall ist, ist mit erheblichen Herausforderungen verbunden. Hohe Kapitalkosten für neue Kernkraftwerke schränken allerdings auch die Investitionsbereit-schaft ein. Die Reduzierung dieser Kosten kann die Gesamtkosten der Dekarbonisierung erheblich reduzieren. Abschließend werden Regierungs-politiken analysiert. Dazu gehören auch Dekarbo-nisierungsstrategien, die den Beitrag aller kohlen-stoffarmen Energietechnologien gleich behandeln, auch den der Kernenergie.

Kein weitere Diskurs zur deutschen Nukleartechnik

Roman Martinek | Seite 578In Deutschland gibt es heute kaum noch jemanden, der in den letzten Jahren darüber schreibt, wie das Land seine Kernkraftwerke nacheinander stilllegt. Es war kaum etwas anderes zu erwarten, denn der von der deutschen Politik im Jahr 2011 beschlossene beschleunigte Ausstieg aus der Kernenergie wurde medial zustimmend begleitet und ist sicherlich eine bedeutende energiepolitische Entscheidung in der jüngeren Geschichte des Landes. Es muss dennoch mit allen Fragen und Herausforderungen des „Atom-ausstiegs“, auch öffentlich, umgegangen werden.

Die Anwendung der NIS Direktive im Energiesektor in einigen EU-Staaten

Stefan Loubichi | Seite 580Die so genannte NIS RICHTLINIE (EU) 2016/1148 war der erste wichtige Schritt in Richtung der Implementierun eines gemeinsamen Standards der Informationssicherheit für die gesamte EU. Die Richtlinie wird in allen EU Ländern unterschiedlich

umgesetzt. Das nächste Problem besteht darin, dass die Umsetzung in den einzelnen Ländern auch sehr unterschiedlich ist. Zusammenhänge und Details dazu werden vorgestellt.

Schiedlich-friedlich? – Folgen des „Achmea“-Urteils des EuGH auch für das ICSID-Schiedsgerichtsverfahren von Vattenfall?

Ulrike Feldmann | Seite 585Am 6. März 2018 hat der Europäische Gerichtshof (EuGH, Große Kammer) ein folgenschweres und umstrittenes Urteil zur Vereinbarkeit von Inves titionsschutzklauseln mit Unionsrecht gefällt (Rechtssache C-284/16 - „Achmea“). Es wird von verschiedenen Seiten die Frage aufgeworfen worden, ob das Urteil auch für Abkommen wie z.B. die Energiecharta gilt, bei denen die EU selber Vertragspartei ist. Die Energiecharta ist Grundlage des Verfahrens der schwedischen Vattenfall AB und weiterer Kläger vor dem Internationalen Zentrum zur Beilegung von Investitionsstreitigkeiten/Inter-national Centre for Settlement of Investment Disputes (ICSID), das zur Weltbank in Washington D.C. gehört. Das ICSID wurde 1965 durch die ICSID-Konvention gegründet, der 153 Staaten angehören.

Freisetzungskategorie-orientierte Risikobetrachtung zur Beurteilung vorsorglicher Sicherheitsbarrieren

Juan Carlos de la Rosa Blul und Luca Ammirabile | Seite 587Nach dem Unfall von Fukushima hat das Interesse an Analysen zu schweren Unfällen stark zuge-nommen, sowohl hinsichtlich administrativer Maß-nahmen – zur Verbesserung der Prävention und Minimierung schwerer Unfallfolgen – als auch bei der Förderung von Forschungsaktivitäten, die sich auf noch bestehende Unsicherheiten zu physika-lischen und chemischen Phänomene und Prozesse konzentrieren, die während eines postulierten schweren Unfalls eine Rolle spielen können. Ein relevante und umfassender Ansatz zur Unter-suchung schwerer Unfälle ist das Level 2 Probabi-listic Risk Assessment (PRA). Um die relative wahr-scheinlichkeitsbezogene Gewichtung zu ermitteln, die jedes System, jede Struktur oder Komponente zur Kernschadenshäufigkeit beiträgt, stehen mehrere Risikomaßstäbe zur Disposition. Die ver-schiedenen Ansätze dafür werden diskutiert und ein innovatives Maß für die jeweilige Bedeutung des Beitrags zum Schwerstörfallrisiko wird eingeführt. Diese Verfahren berücksichtigt das gesamte Spektrum von Unfällen, die zu radioaktiven Frei-setzungen führen. Durch die Anwendung des Tools kann der Beitrag zum Risiko der verschiedenen Komponenten einer Anlage ermittelt werden.

Position des Arbeitskreises „Szenarien-entwicklung“ zur Thematik: Wahrschein-lichkeitsklassen und Umgang mit unwahrscheinlichen Entwicklungen

J. Orzechowski, G. Stolzenberg, J. Wollrath, A. Lommerzheim, S. Mrugalla, Th. Beuth, G. Bracke, K.-M. Mayer, J. Mönig, A. Rübel, J. Wolf, V. Metz, S. Chaudry, E. Plischke und K.-J. Röhlig | Seite 594 Die Sicherheitsanforderungen verlangen bei der Analyse von zukünftigen Entwicklungen eines End-lagers und Endlagerstandortes die Unter scheidung hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit ihres Eintretens. Darüber hinaus forderte die nach dem Standort-auswahlgesetz in 2013 eingesetzte Endlagerkom-mission in ihrem Abschlussbericht die Überprüfung der Einteilung in die Wahrscheinlichkeitsklassen

„wahrscheinliche“, „we niger wahrscheinliche“ und „unwahrschein liche“ Entwicklungen und der Trennung in „wahrscheinliche“ und „weniger wahr-scheinliche“ Entwicklungen.Der Arbeitskreis „Szenarienentwicklung“ (AKS) hat sich mit der Einteilung von Entwicklungen in Wahrscheinlichkeitsklassen, der Ableitung von unwahrscheinlichen Szenarien sowie mit deren Behandlung auseinandergesetzt und die vorge-stellte Position formuliert.

Der Rückbau kerntechnischer Anlagen: Eine interdisziplinäre Aufgabe für Nachwuchskräfte

David Anton, Manuel Reichardt, Thomas Hassel und Harald Budelmann | Seite 602 Einige Herausforderungen und Randbedingungen werden skizziert, die mit dem Rückbau kerntech-nischer Anlagen einhergehen. Im Vergleich zum Rückbau konventioneller Anlagen werden die Arbeiten in kerntechnischen Anlagen durch die radiologische Belastung erschwert. Das Rückbau-konzept muss unter Berücksichtigung der viel-fältigen Randbedingungen für jede kerntechnische Anlage individuell erarbeitet bzw. angepasst werden. Die Vielseitigkeit der Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Rückbau kerntech-nischer Anlagen und der Zwischen- bzw. End-lagerung der radioaktiven Abfälle unterstreicht die Notwendigkeit einer interdisziplinären Heran-gehensweise.

Kritische Anordnungen des Kurchatov Instituts

Andrej Yurjewitsch Gagarinskiy | Seite 607Seit seiner Gründung ist das Kurchatov Institute of Atomic Energy (heute National Research Centre „Kurchatov Institute“) an der Erforschung und Ent-wicklung von Kernreaktoren für verschiedene Anwendungen beteiligt. Dies erforderte auch Planung, Bau und Betrieb von speziellen Kritischen Anordnungen. Dieses Papier gibt einen Überblick über den Status des Einrichtungen des Kurchatov Institute mit mehr als zehn Kritischen Anord-nungen, die für die Forschung und Entwicklung von Leistungs- (VVER, RBMK, HTGR), Schiffs- und Weltraumreaktoren vorgesehen sind.

49th Annual Meeting on Nuclear Technology (AMNT 2018) Key Topic | Enhanced Safety & Operation Excellence

Ludger Mohrbach | Seite 610Der Bericht fasst die Vorträge der Focus Session „International Operational Experience” des Key Topic „Enhanced Safety & Operation Excellence“ zusammen, die auf der 49. Jahrestagung Kern-technik (AMNT 2018) präsentiert wurden.

Brexit und die Trump-Administration: Neue Herausforderungen für die Kernenergie im kommenden Jahr

John Shepherd | Seite 626Zum Ende des Jahres 2018 gab es mehrere Ent-wicklungen, die möglicherweise dazu führen werden, dass das neue Jahr mit neuen Unsicher-heiten im Kontext der globalen Kernenergie-entwicklung beginnt. Es sind dies der Brexit mit seinen Unsicherheiten und die Ankündigung der Trump-Administration für einen neuen politischen Rahmen zur Beschränkung des Handels mit Kernenergietechnologie mit China.


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Decommissioning and Waste ManagementPosition paper: Probability Classes and Handling of Improbable Developments ı


Position des Arbeitskreises „Szenarienentwicklung“ zur Thematik:

Wahrscheinlichkeitsklassen und Umgang mit unwahrscheinlichen EntwicklungenT. Beuth, G. Bracke, S. Chaudry, A. Lommerzheim, K.-M. Mayer, V. Metz, J. Mönig, S. Mrugalla, J. Orzechowski, E. Plischke, K.-J. Röhlig, A. Rübel, G. Stolzenberg, J. Wolf und J. Wollrath

Zusammenfassung Die Sicherheitsanforderungen [BMU 10] verlangen bei der Analyse von zukünftigen Entwicklungen eines Endlagers und Endlagerstandortes die Unterscheidung hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit ihres Eintretens. Darüber hinaus forderte die nach dem Standortauswahlgesetz [STA 13] in 2013 eingesetzte Endlager-kommission in ihrem Abschluss bericht [KOM 16] die Überprüfung der Einteilung in die Wahrscheinlichkeitsklassen „wahrscheinliche“, „weniger wahrscheinliche“ und „unwahrscheinliche“ Entwicklungen und der Trennung in „ wahrscheinliche“ und „weniger wahrscheinliche“ Entwicklungen.

In der Vergangenheit wurden in Vorhaben zur Szenarienentwicklung zwar wahrscheinliche und weniger wahrscheinliche Szenarien abgeleitet und auch das menschliche Eindringen in ein Endlager untersucht, jedoch keine unwahrscheinlichen Entwick-lungen berücksichtigt.

Der Arbeitskreis „Szenarienent-wicklung“ (AKS) hat sich mit der Ein-teilung von Entwicklungen in Wahr-scheinlichkeitsklassen, der Ableitung von unwahrscheinlichen Szenarien sowie mit deren Behandlung aus-einandergesetzt und die folgende Position formuliert:

Der AKS vertritt die Auffassung, dass die Einteilung von Entwick-lungen in Wahrscheinlichkeitsklassen eine übliche Vorgehensweise ist und dass eine solche Klassifizierung einen wesentlichen Aspekt für die Optimie-rung der Endlagerauslegung und die Zusammenstellung von Argumenten im Rahmen des Langzeitsicherheits-nachweises darstellt sowie für die allgemeine Diskussion ein hilfreiches Unterscheidungsmerkmal sein kann. Insgesamt ist die Einteilung in drei Klassen ausreichend. Um eine weitere Differenzierung in Klassen vorzu-nehmen, sind verlässliche Daten not-wendig, die oftmals nicht vorliegen. Die quantitative Vorgabe von Wahr-scheinlichkeiten für alle Aspekte der unterschiedlichen Entwicklungen hält der AKS für nicht praktikabel.

Nach Auffassung des AKS ist eine umfassende, systematische Erfassung von unwahrscheinlichen Szenarien nicht möglich. Aus diesem Grund empfiehlt der AKS, unwahrschein liche Szenarien getrennt von einer systema-tischen Entwicklung wahrscheinlicher

und weniger wahrscheinlicher Szena-rien zu behandeln.

In den Sicherheitsanforderungen [BMU 10] wird für unwahrscheinliche Entwicklungen, die zu hohen Strah-lenexpositionen führen können, eine Optimierungsprüfung dahingehend gefordert, ob eine Reduzierung der Auswirkungen mit vertretbarem Auf-wand möglich ist. Hier vertritt der AKS die Auffassung, dass Entwick-lungen im Zusammenhang mit Ereig-nissen und Prozessen, die aufgrund der Anwendung von Ausschluss-kriterien und Mindestanforderungen im Standortauswahlverfahren am zu untersuchenden Endlagerstandort ausgeschlossen werden, im Rahmen der geforderten Optimierungsprü-fung nicht weiter zu berücksichtigen sind.

Der AKS hält es für zwingend notwendig, eine Unterscheidung zwischen unwahrscheinlichen Ent-wicklungen mit einer Restwahr-scheinlichkeit und ausgeschlossenen Entwicklungen vorzunehmen.

Der AKS stützt die Festlegungen in den Sicherheitsanforderungen [BMU 10], für unwahrscheinliche Szenarien und Szenarien aufgrund eines unbeabsichtigten menschlichen Eindringens in ein Endlager auf Grenzwerte für zumutbare Risiken oder zumutbare Strahlenexpositionen zu verzichten.

Stattdessen schlägt der AKS vor, über folgende Optionen unwahr-scheinliche Entwicklungen mit einer Restwahrscheinlichkeit abzuleiten:

� Unwahrscheinliche Ereignisse und Prozesse, die im Rahmen der Einteilung in Wahrscheinlichkeits-klassen identifiziert wurden.

� Unwahrscheinliche Ausprägung von Ereignissen und Prozessen, die auf die Barrieren des Endlager-systems wirken.

� Gleichzeitiges Versagen mehrerer technischer Komponenten auf-grund voneinander unabhängiger Ursachen.

Über den Optimierungsgedanken hinaus erscheint es nach Ansicht des AKS zu Anschauungszwecken prakti-kabel, eine begrenzte Auswahl von unwahrscheinlichen Szenarien und/oder What-If Fällen zusammenzu-stellen und die Robustheit des End-lagersystems und einzelner Kompo-nenten zu testen und darzustellen. Für die What-If Fälle sind keine regu-latorischen Vorgaben notwendig.

Motivation/Sachstand zur ThematikDie Szenarienentwicklung ist die Ableitung von potenziellen Entwick-lungen eines Endlagers für radio-aktive Abfälle, die hinsichtlich ihres Eintretens, gemäß den Sicherheitsan-forderungen des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und nukleare Sicherheit (BMU) [BMU 10]in die folgenden Wahrscheinlichkeits-klassen eingeteilt werden:

� wahrscheinlich, � weniger wahrscheinlich und � unwahrscheinlich.

Die im Jahr 2013 nach dem Standort-auswahlgesetz eingesetzte Kommis-sion „Lagerung hoch radioaktiver Ab-fallstoffe“ (im Folgenden kurz Kom-mission genannt) hat unter anderem diskutiert, ob die bestehenden Sicher-heitsanforderungen [BMU 10] dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen. Eine Empfehlung mit

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Decommissioning and Waste ManagementPosition paper: Probability Classes and Handling of Improbable Developments ı T. Beuth, G. Bracke, S. Chaudry, A. Lommerzheim, K.-M. Mayer, V. Metz, J. Mönig, S. Mrugalla, J. Orzechowski, E. Plischke, K.-J. Röhlig, A. Rübel, G. Stolzenberg, J. Wolf and J. Wollrath

direktem Bezug zur Szenarienent-wicklung [KOM 16] lautet:

„Überprüfung der Einteilung in die Wahrscheinlichkeitsklassen „wahr-scheinliche Entwicklungen“, „weniger wahrscheinliche Entwicklungen“ und „unwahrscheinliche Entwicklungen“, insbesondere ob die Trennung in „ wahrscheinliche Entwicklungen“ und „weniger wahrscheinliche Entwick-lungen“ gerechtfertigt ist.“

Über die nationalen Empfehlungen hinaus sind Szenarien und damit verbundene Wahrscheinlichkeitsbe-trachtungen auch Gegenstand der internationalen Fachdiskussion. Der internationale Stand wurde 2015 auf dem IGSC Scenario Development Workshop OECD/NEA vorgestellt und erläutert [NEA 16]. In der Vergangen-heit sind in verschiedenen nationalen Vorhaben bereits Arbeiten wie z. B. „Überprüfung und Bewertung des bereits verfügbaren Instrumenta-riums für eine sicherheitliche Be-wertung von Endlagern für HAW“ ( ISIBEL) [BUH 08], „Vorläufige Sicher heitsanalyse für den Standort Gorleben“ (VSG) [BEU 12] und „ Methodik und Anwendungsbezug eines Sicherheits- und Nachweis kon-zeptes für ein HAW-Endlager im Ton-stein“ (ANSICHT) [LOM 15,LOM 18] im Zusammenhang mit Szenarienent-wicklungen durchgeführt worden. Der Fokus in diesen Vorhaben lag auf der Zusammenstellung von wirts-gesteinsspezifischen FEP-Katalogen (Features, Events and Processes) und einer darauf basierenden transpa-renten und nachvollziehbaren Metho-dik zur Ableitung von Szenarien. Die zugrunde liegende Methodik in den genannten Vorhaben war lediglich auf die Ableitung wahrscheinlicher und weniger wahrscheinlicher Szenarien ausgerichtet. Die unwahrscheinlichen Entwicklungen wurden bisher nicht betrachtet.

Das vorliegende Positionspapier befasst sich im Wesentlichen mit dem Umgang mit unwahrscheinlichen Ent-wicklungen. Darüber hinaus wird allgemein auf unterschiedliche zu betrachtende Entwicklungen sowie deren Einteilung und auf die o. g. Überprüfungsforderung der Kommis-sion eingegangen.

Nationale und internationale Regularien / Empfehlungen

Nationale Anforderungen und EmpfehlungenDie Sicherheitsanforderungen [BMU 10] sind maßgeblich für die Nach-weisführung der Einhaltung des

vorgegebenen Sicherheitsniveaus zur Erfüllung der atomrechtlichen Anfor-derungen an ein Endlager für wärme-entwickelnde radioaktive Abfälle in tiefen geologischen Formationen. In den Sicherheitsanforderungen wird eine Reihe von Vorgaben zur Berück-sichtigung und Behandlung unter-schiedlich wahrscheinlicher Entwick-lungen gemacht.

So werden für die wahrschein-lichen und weniger wahrscheinlichen Entwicklungen einzuhaltende zusätz-liche effektive Dosisgrenzwerte für Einzelpersonen der Bevölkerung festgelegt (Absatz 6.2 und 6.3 in [BMU 10]). Für unwahrscheinliche Entwicklungen sowie für Entwicklun-gen aufgrund eines unbeabsichtigten menschlichen Eindringens in ein Endlager wird auf die Festlegung von Werten für zumutbare Risiken oder zumutbare Strahlenexpositionen verzichtet (Absatz 6.4 und 6.5 in [BMU 10]).

In Absatz 7.2 in [BMU 10] werden Forderungen nach einer umfassenden Identifizierung und Analyse sicher-heitsrelevanter Szenarien und deren Einordnung in die vorgegebenen Wahrscheinlichkeitsklassen erhoben. In nachgeordneten Anforderungen werden für wahrscheinliche und weniger wahrscheinliche Entwick-lungen spezifische Nachweise zur Einhaltung der Dosisgrenzwerte ( Absatz 7.2.2 in [BMU 10]) und zum Ausschluss der Kritikalität (Absatz 7.2.4 in [BMU 10]) gefordert. Für wahrscheinliche Entwicklungen sind spezifische Nachweise zur Integrität des einschlusswirksamen Gebirgs-bereiches und der geotechnischen Barrieren über den Nachweiszeitraum (Absatz 7.2.1 und 7.2.3 in [BMU 10]) zu erbringen. Weiterhin ist ein Nachweis zur Handhabbarkeit der Abfallbehälter bei einer eventuellen Bergung in der Nachverschlussphase aus dem stillgelegten und verschlos-senen Endlager für einen Zeitraum von 500 Jahren (Absatz 8.6 in [BMU 10]) zu führen.

Begriffsbestimmungen zu un-terschiedlich wahrscheinlichen Ent wicklungen [BMU 10]:„Wahrscheinliche Entwicklungen sind die für diesen Standort prog-nostizierten normalen Entwick-lungen und für vergleichbare Standorte oder ähnliche geolo gische Situationen normalerweise beob-achtete Entwicklungen. Dabei ist für die technischen Komponenten

des Endlagers die als normal prog-nostizierte Entwicklung ihrer Eigenschaften zugrunde zu legen. Falls eine quantitative Angabe zur Eintrittswahrscheinlichkeit einer bestimmten Entwicklung möglich ist, und ihre Eintritts wahrschein-lichkeit bezogen auf den Nachweis-zeitraum mindestens 10 % beträgt, gilt diese als wahr schein liche Ent-wicklung.“„Weniger wahrscheinliche Entwick-lungen sind solche, die für diesen Standort unter ungünstigen geo-logischen oder klimatischen An-nahmen eintreten können und die bei vergleichbaren Standorten oder vergleichbaren geologischen Situa-tionen selten aufgetreten sind. Für die technischen Komponenten des Endlagers ist dabei eine als normal prognostizierte Entwicklung ihrer Eigenschaften bei Eintreten der jeweiligen geolo gischen Entwicklung zugrunde zu legen. Außerdem sind auch von der normalen Entwicklung ab weichende ungünstige Entwick-lungen der Eigenschaften der tech-nischen Komponenten zu unter-suchen. Rückwirkungen auf das geologische Umfeld sind zu betrachten. Abgesehen von diesen Rückwirkungen sind dabei die jeweilig erwarteten geologischen Entwicklungen zu berücksich tigen. Innerhalb einer derartigen Ent-wicklung ist das gleichzeitige Auftreten mehrerer unabhängiger Fehler nicht zu unterstellen. Falls eine quantitative Angabe zur Wahr scheinlichkeit einer bestimm-ten Entwicklung oder einer un-günstigen Entwicklung der Eigen-schaften einer technischen Kom-ponente möglich ist, sind diese hier zu betrachten, wenn diese Wahr-scheinlichkeit bezogen auf den Nachweiszeitraum mindestens 1 % beträgt.“„Unwahrscheinliche Entwicklungen sind Entwicklungen, deren Eintreten am Standort selbst unter un-günstigen Annahmen nicht erwartet wird und die bei ver gleichbaren Standorten oder vergleichbaren geologischen Situa tionen nicht beobachtet wurden. Zustände und Entwicklungen für technische Komponenten, die durch zu treffende Maßnahmen praktisch ausgeschlossen werden können sowie das gleichzeitige unabhängige Versagen von meh reren Kom-ponenten werden den unwahr-scheinlichen Entwicklungen zuge-ordnet.“


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Dem Begriff Entwicklung kommen in den Sicherheitsanforderungen /BMU 10/ verschiedene Bedeutungen zu:1. Beschreibung von Prozessen an

einem bestimmten Ort über einen bestimmten Zeitraum.

2. Szenarium, das Wechselwirkungen von verschiedenen Prozessen be-schreibt.

Die jeweilige Wortbedeutung er-schließt sich aus dem Sinnzusammen-hang. Hier sollte dennoch aus der Sicht des AKS zur Vermeidung von Missverständnissen eine klarere sprachliche Abgrenzung der genann-ten verschiedenen Bedeutungen im Zuge einer Aktualisierung der Sicher-heitsanforderungen vorgenommen werden.

Darüber hinaus hat sich die Ent-sorgungskommission (ESK) mit der Thematik „Einordnung von Entwick-lungen in Wahrscheinlichkeits klassen“ und dem „unbeabsichtigten mensch-lichen Eindringen in ein Endlager“ auseinandergesetzt und entsprechen-de Empfehlungen bzw. Leitlinien ver-fasst [ESK 12a,ESK 12b].

Internationale Regelungen / EmpfehlungenAuch internationale Regelungen bzw. Empfehlungen differenzieren hin-sichtlich Eintrittswahrscheinlichkei-ten. So geben die von der Western European Nuclear Regulators Associa-tion (WENRA) ausgegebenen Safety Reference Level (SRL) die Durch-führung einer Szenarienentwicklung bzw. -analyse vor, die mögliche FEP inklusive derjenigen Ereignisse mit einer geringen Wahrscheinlichkeit zu berücksichtigen hat, die die Sicher-heit eines Endlagersystems gefährden [WEN 14].

Den von der WENRA erarbeiteten SRL liegen die Empfehlungen der International Atomic Energy Agency (IAEA) [IAEA 11] und [IAEA 12] zu-grunde. Herauszustellen ist allerdings noch die folgende Empfehlung der IAEA in Bezug auf den Vergleich von kalkulierten Werten mit vorgegebe-nen Grenzwerten oder Risiken, die u. a. bei sehr seltenen Ereignissen mit Vorsicht zu behandeln sind ([IAEA 11]):

“The robustness of the disposal system can be demonstrated, however, by making an assessment of reference events that are typical of very low frequency natural events.”

Die o. g. Aussagen werden in gleicher Weise durch die Ergebnisse des internationalen Workshops der OECD/NEA zur Szenarienentwicklung

gestützt [NEA 16]. Aus den Ergebnis-sen bzw. Vergleichen wird deutlich, dass nahezu alle Nationen eine Klassi-fizierung der zu untersuchenden Szenarien vornehmen. Darüber hin-aus berücksichtigen die Nationen, bis auf sehr wenige Ausnahmen, un-wahrscheinliche Entwicklungen. Bei den Ausnahmen handelt es sich um Nationen, die in den entsprechenden Regularien Schwellwerte für Wahr-scheinlichkeiten (probability cut-offs) vorgeben, unter denen z. B. sehr un-wahrscheinliche FEP und Szenarien nicht weiter zu berücksichtigen sind. So brauchen exemplarisch, gemäß der Regularien in der Tschechischen Re-publik, Szenarien mit einer Wahr-scheinlichkeit von 10-7 pro Jahr nicht weiter betrachtet werden[NEA 16].

Unwahrscheinliche Szenarien und Einteilung von EntwicklungenIn der Realität wird ein Endlager-system nur eine Entwicklung durch-laufen, die aufgrund von Prognose-unsicherheiten nicht exakt bestimmt werden kann. Aus diesem Grund hat die Szenarienentwicklung alle für das Endlagersystem sicherheitstechnisch relevanten potenziellen FEP zu erfas-sen. Die so erfassten FEP haben unter-schiedliche Eintrittswahrscheinlich-keiten, die in den Szenarien berück-sichtigt werden müssen.

Von den meisten Nationen, die sich mit der Endlagerung von radioaktiven Abfällen auseinandersetzen, werden unterschiedliche Szenarien in den Sicherheitsanalysen zugrunde gelegt. Ausgehend von einer wahrschein-lichen Entwicklung des Endlager-systems werden davon abweichende Szenarien identifiziert. Die Nomen-klatur der unterschiedlichen Wahr-scheinlichkeitsklassen variiert dabei (vgl. Tabelle 3 in [NEA 16]). Wahr-scheinliche Szenarien werden z. B. als Normalentwicklung, Referenz-szenarium, erwartete Entwicklung, Nominalszenarium und Hauptszena-rium bezeichnet. Davon abweichende Szenarien erhalten z. B. die Bezeich-nung alternative Szenarien, weniger wahrscheinliche Szenarien, zusätz-liche Szenarien und Nebenszenarien. Szenarien, die gemäß [NEA 16] z. B. zur Untersuchung oder Demonstra-tion der Systemrobustheit herange-zogen werden, werden als What-If Szenarien oder What-If Fälle, sehr unwahrscheinliche Szenarien oder übrige Szenarien bezeichnet.

Die in deutschen Vorhaben [BUH 08, BEU 12] und [LOM 15, LOM 18] entwickelte Methode sieht die

Entwicklung eines Referenzszena-riums und davon abweichender alter-nativer Szenarien, die wahrscheinlich oder weniger wahrscheinlich sein können, vor. Sowohl die Ableitung des Referenzszenariums als auch der Alternativszenarien erfolgt unter Zu-grundelegung einer systematischen Vorgehensweise, die die Berücksich-tigung von spezifischen Ansatz-punkten vorgibt. Die Übertragung dieser Methode zur Ableitung von unwahrscheinlichen Szenarien ist nur eingeschränkt möglich. Der AKS empfiehlt, unwahrscheinliche Szena-rien getrennt von einer systema-tischen Entwicklung wahrschein-licher und weniger wahrscheinlicher Szenarien zu behandeln (s. u.).

Die Sicherheitsanforderungen sind aus Sicht des AKS bezüglich des Begriffes unwahrscheinliche Szena-rien und deren geforderter Behand-lung mehrdeutig. Im Folgenden wird auf zu klärende Fragen im Zusam-menhang mit den Anforderungen zur Behandlung von unwahrscheinlichen Szenarien näher eingegangen. Die wesentlichen Ergebnisse des AKS zur jeweiligen Fragestellung sind im weiteren Verlauf unterhalb der zu klärenden Fragen eingefügt.

Ableitung von unwahr-scheinlichen EntwicklungenUnter Berücksichtigung der o. g. Be-griffsbestimmung zu unwahrschein-lichen Entwicklungen aus [BMU 10] lässt sich eine Charakterisierung von Entwicklungen (unwahrschein-lich und nicht unwahrscheinlich) gemäß der Abbildung 1 vornehmen.

Um eine Einordnung nach diesem Schema vornehmen zu können, müssen eine Reihe von Fragen geklärt werden. Zunächst erfolgt eine Fokus-sierung auf die (a) Begrifflichkeiten im Entscheidungsablauf (Abbildung 1). Anschließend wird auf die (b) Ver-knüpfungen der Entscheidungsfelder eingegangen. Darüber hinaus wird eine zusätzliche Option für die Ableitung von unwahrscheinlichen Szenarien vorgeschlagen.

a) Begrifflichkeiten im Ent scheidungsablauf:

� Was heißt: „vergleichbarer Stand ort“ bzw. „vergleichbare geolo gische Situation“ (Ent-scheidungsfeld 1.3)?Vergleichbare Standorte sind solche, die eine ähnliche Ent wick-lungs geschichte durchlaufen haben und dadurch eine ähnliche geolo-gische Situation aufweisen. Eine Ver gleichbarkeit ist auch gegeben,


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wenn Hinweise für die Möglichkeit des Auftretens ähnlicher Entwick-lungen in der Zukunft vorliegen.

� Welcher Zeitraum in der Ver-gangenheit ist für das Auftreten von Prozessen am Vergleichs-standort zu betrachten (Ent-scheidungsfeld 1.3)?Die Wahl des zu betrachtenden Zeitraums ist in Abhängigkeit vom jeweiligen betrachteten Prozess zu treffen. Beispiele hierfür sind die Prozesse Halokinese und Inland-vereisung. Für den Prozess der Halokinese ist der Zeitraum von der Ablagerung der betrachteten Salzformation bis zur Gegenwart (ca. 250 Mio. Jahre für Salzfor-mationen des Zechsteins) zu be-trachten, während für den Prozess der Inlandvereisung das Quartär (ca. 2 Mio. Jahre) zu betrachten ist.

� Was heißt: Die Entwicklung kann durch Maßnahmen prak-tisch ausgeschlossen werden (Entscheidungsfeld 1.4)?Praktisch ausgeschlossen bedeu-tet, dass trotz getroffener Maß-nahmen immer noch eine Rest-wahrscheinlichkeit bestehen kann, dass die betrachtete Entwicklung eintritt. Es bedeutet nicht not-wendiger Weise: vollständig aus-schließbar.

� Was ist unter einer Komponente zu verstehen (Entscheidungsfeld 1.1)?Eine Komponente ist ein Bestand-teil des Endlagersystems, sie kann natürlichen oder technischen Ur-sprungs sein.

� Was bedeutet: gleichzeitiges unabhängiges Versagen von mehreren Komponenten (Ent-scheidungsfeld 1.5)?Innerhalb einer kurzen Zeitspanne erfüllen mehrere Komponenten aufgrund voneinander unabhängi-ger Ursachen ihre Sicherheitsfunk-tion nicht mehr.

b) VerknüpfungIn Abbildung 1 werden Verknüpfun-gen zwischen Entscheidungsfeldern dargestellt. Diese Verknüpfungen stel-len keine kausalen Zusammenhänge dar, sondern Entscheidungswege. Die Definition zu unwahrscheinlichen Entwicklungen [BMU 10] lässt aus der Sicht des AKS hinsichtlich der technischen Komponenten mehrere Interpretationen zu, die zu unter-schiedlichen Entscheidungsabläufen führen können. Der dargestellte Ent-scheidungsbaum in Abbildung 1 ist eine Interpretationsmöglichkeit. Der AKS empfiehlt, die Definition in den Sicherheitsanforderungen ent-sprechend zu konkretisieren.

Aus den Verknüpfungen ergibt sich, dass geologische Prozesse, die nicht am Standort selbst und an ver-gleichbaren Standorten oder geolo-gischen Situationen erwartet werden, als unwahrscheinliche Prozesse zu behandeln sind (linker Strang in Abbildung 1). Nach Auffassung des AKS ist eine umfassende Identifi-zierung derartiger Prozesse nicht möglich.

Hinsichtlich der technischen Kom-ponenten (rechter Strang in Abbil-dung 1) sind die beiden Kriterien nach zu treffenden Maßnahmen und nach Unterstellung eines gleichzei-tigen unabhängigen Versagens von mehreren Komponenten zur Ein-ordnung von unwahrscheinlichen Entwicklungen vorgesehen. Aus der Sicht des AKS sind diese Kriterien aus-reichend.

Zusammenfassend ergeben sich gemäß der Abbildung 1 die folgenden Aspekte, die für die Ableitung von unwahrscheinlichen Entwicklungen essenziell sind:

� Unwahrscheinliche Prozesse � Kombination des unabhängigen

Versagens mehrerer technischer Komponenten

Darüber hinaus schlägt der AKS vor, dass die unwahrscheinlichen Ent-wicklungen auch dadurch abgeleitet werden können, dass für FEP mit

| Abbildung 1 Darstellung eines qualitativen Entscheidungsablaufes zur Ableitung von unwahrscheinlichen Entwicklungen unter Berücksichtigung der Begriffsbestimmung gemäß [BMU 10] (Entscheidungsfelder sind durch nummerierte Symbole von 1.1 bis 1.5 gekennzeichnet).


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einem wahrscheinlichen oder weniger wahrscheinlichen Eintreten eine un-wahrscheinliche Ausprägung unter-stellt wird.

Allgemein ist es für die Entwick-lung von Szenarien essenziell, die einwirkenden FEP hinsichtlich ihres Eintretens und ihrer Ausprägung zu charakterisieren. So ergibt sich bei einer Vorgehensweise gemäß [BUH 08, BEU 12 und LOM 15,LOM 18] das Referenzszenarium aus der Berücksichtigung der wahrschein-lichen FEP, die die Sicherheits-funktionen des Endlagersystems direkt beeinträch tigen und die Mobilisierung bzw. den Transport von Radionukliden aus den Abfällen bestimmen. Für diese FEP wird im Referenzszenarium die wahrschein-liche Ausprägung zugrunde gelegt. Zur Ableitung von unwahrschein-lichen Entwicklungen könnten z. B. die o. g. wahrscheinlichen FEP mit direkter Beeinträchtigung von Initial- Barrieren und der Mobili sierung bzw. dem Transport von Radionukliden aus dem Referenz szenarium herange-zogen werden. Für diese FEP sind dann potenzielle unwahrscheinliche Ausprägungen zugrunde zu legen. Analog könnten aus der Methodik zur Ableitung von Alternativszenarien unwahrschein liche Entwicklungen ab geleitet werden.

Nach dem Klassifizierungsschema zur Einordnung von Entwicklungen in Wahrscheinlichkeitsklassen [ESK 12a,BEU 13] ist das FEP mit der geringsten Wahrscheinlichkeit bestimmend (so-weit die FEP voneinander unabhängig sind). Das bedeutet, es wird das Re-ferenzszenarium herangezogen und für die entsprechenden FEP wird die unwahrscheinliche Ausprägung betrachtet. Insgesamt ist dieses Szenarium dann als unwahrscheinlich zu charakterisieren. Die Bewertung der Konsequenzen kann ebenfalls zur Darstellung der Robustheit des End-lagersystems dienen. Werden die als unwahrscheinlich eingestuften Szenarien mit Modellierung oder Berechnung dargestellt, bietet sich zudem die Möglichkeit eines direkten Vergleiches mit dem zu Grunde gelegten Referenzszenarium.

Umgang mit unwahrschein-lichen Szenarien Neben der Charakterisierung von unwahrscheinlichen Entwicklungen beinhalten die Sicherheitsanforde-rungen Vorgaben, wie mit resultieren-den Szenarien im Sicherheitsnach-weis weiter zu verfahren ist (Absatz 6.4 in [BMU 10]).

Die Abbildung 2 zeigt eine gra fische Interpretation der Sicher-heitsanforderung zum Umgang mit unwahrscheinlichen Szenarien.

Auf die normative Fragestellung zu hohen Strahlenexpositionen ( Entscheidungsfeld 2.1) wird nicht

ein gegangen. Aus der Sicht des AKS sind die folgenden Fragen zu klären:

� Was ist ein vertretbarer Aufwand (Entscheidungsfeld 2.2)?Es existieren keine Kriterien oder Richtgrößen zur Beurteilung des

| Abbildung 2 Grafische Darstellung der Sicherheitsanforderung zum Umgang mit unwahrscheinlichen Szenarien gemäß /BMU 10/ (Entscheidungsfelder sind durch nummerierte Symbole von 2.1 bis 2.3 gekennzeichnet).

| Abbildung 3 Einteilung der unterschiedlichen Szenarien nach Wahrscheinlichkeiten bzw. Charakterisierungsmerkmalen.


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vertretbaren Aufwands. Dieser er-scheint aus der Sicht des AKS dann gegeben, wenn hierdurch die mög-lichen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt merklich abge-schwächt würden und die Um-setzung der damit verbundenen Maßnahmen technisch machbar und finanzierbar ist. Mögliche Aus-wirkungen auf Mensch und Um-welt bei Eintreten anderer (wahr-scheinlicherer) Szenarien dürfen durch die Maßnahmen nicht erhöht werden. Risiken in der Betriebsphase dürfen gleichfalls nicht erhöht werden.

� Welche anderen Entwicklungen sind gemeint (Entscheidungs-feld 2.3)?Mit der Formulierung wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass durch vorgesehene Maßnahmen eine Optimierung hinsichtlich an-derer Entwicklungen behindert wird. Diese anderen Entwicklun-gen können dabei wahrscheinlich, weniger wahrscheinlich oder auch unwahrscheinlich sein.

AbgrenzungDer AKS hält es für zwingend notwen-dig, eine Unterscheidung zwischen unwahrscheinlichen Entwicklungen mit einer Restwahrscheinlichkeit und ausgeschlossenen Entwicklungen (siehe Abbildung 3) vorzunehmen.

Eine quantitative Vorgabe von Krite-rien hält der AKS für nicht prakti-kabel. Stattdessen schlägt der AKS vor, methodisch über folgende Optionen unwahrscheinliche Ent-wicklungen mit einer Restwahr-scheinlichkeit abzuleiten unter der Voraussetzung, dass diese nicht bereits im Rahmen des Standortaus-wahlverfahrens im Zusammenhang mit den Ausschlusskriterien aus-geschlossen wurden:

� Unwahrscheinliche Ereignisse und Prozesse, die im Rahmen der Einteilung in Wahrscheinlichkeits-klassen identifiziert wurden.

� Unwahrscheinliche Ausprägung von Ereignissen und Prozessen, die auf die Barrieren des End-lagersystems wirken.

� Gleichzeitiges Versagen mehrerer technischer Komponenten auf-grund voneinander unabhängiger Ursachen.

OptimierungInsgesamt vertritt der AKS die Auf-fassung, dass die Optimierung des Endlagersystems eine wesentliche übergeordnete Zielsetzung ist und zur steten Aufgabe während der Entwick-lungsphasen eines Endlagers gehört. Gemäß den Sicherheitsanforde-rungen wird jedoch u. U. eine Opti-mierung des Endlagersystems gegen Prozesse verfolgt, die selbst unter

ungünstigen Annahmen nicht am Standort über den Nachweiszeitraum zu erwarten sind. Daher sollten die-jenigen Prozesse, die auf Naturer-eignissen basieren und durch Aus-wahlkriterien am entsprechenden Standort ausgeschlossen wurden, nicht weiter behandelt werden. Aus der Sicht des AKS sollten die Sicher-heitsanforderungen in Bezug auf die Optimierung des Endlagersystems im Zusammenhang mit unwahrschein-lichen Prozessen und Szenarien mit Restwahrscheinlichkeiten konkreti-siert werden.

Hier sollte generell die Forderung erhoben werden, dass sich durch Opti-mierungsmaßnahmen zum Schutz vor den Auswirkungen unwahrschein-licher Entwicklungen keine Beein-trächtigungen hinsichtlich der wahr-scheinlichen oder weniger wahr-scheinlichen Entwicklungen ergeben dürfen.

Über den Optimierungsgedanken hinaus erscheint es nach Ansicht des AKS zu Anschauungszwecken prakti-kabel, eine begrenzte Auswahl von unwahrscheinlichen und/oder What-If Fällen zusammenzustellen und die Robustheit des Endlagersystems und einzelner Komponenten zu testen und darzustellen. Der AKS ist jedoch nicht der Auffassung, dass hierzu regulato-rische Vorgaben erforderlich sind.

Einteilung von EntwicklungenUnter Berücksichtigung der gemach-ten Ausführungen, des Positionspa-piers zum menschlichen Ein dringen (HI-Szenarien) [AKS 08] und der Sicherheitsanforderungen [BMU 10] ergibt sich aus Sicht des AKS für die Einteilung der Szenarien das in Abbildung 3 dargestellte Schema. Der AKS stützt die Festlegungen in den Sicherheitsanforderungen [BMU 10], für unwahrscheinliche Szenarien und Szenarien aufgrund eines unbeabsichtigten menschlichen Eindringens in ein Endlager auf Grenzwerte für zumutbare Risiken oder zumutbare Strahlenexpositionen zu verzichten.

Mit Bezug auf die eingangs er-wähnte Fragestellung der Kommis-sion zur Einteilung von Entwick-lungen in Wahrscheinlichkeitsklassen ist festzustellen, dass eine solche Einteilung auch in anderen Fach- bzw. Wissensbereichen vorge nommen wird.

Die Tabelle 1 beinhaltet Beispiele von Zuordnungen von qualitativen zu quantitativen Wahrscheinlichkeits-angaben. Auffällig ist hierbei, dass im Vergleich zu den genannten

| Tabelle 1 Gegenüberstellung von Beispielen zur Zuordnung von quantitativen zu qualitativen Wahrscheinlichkeitsangaben

Klimaänderung(aus [PAC 15] entnommen)

Planungsrechnung(aus [ZIM 68] entnommen)

Endlager(aus [ROS 89] entnommen)

virtually certain, 99–100 % Ereignis ist völlig sicher (100 %) Very likely or certain (p = 1)

extremely likely, 95–100 % Ereignis ist außerordentlich wahrscheinlich (90 – 99 %)

Less than certain, but reasonably likely (10-1)

very likely, 90–100 % Ereignis ist sehr wahrscheinlich (80 – 95 %)

Not likely, but cannot be ruled out (10-2)

likely, 66–100 % Ereignis ist recht wahrscheinlich (70 – 90 %)

Probably will not occur (10-3)

more likely than not, >50–100 %

Ereignis ist wahrscheinlich (60 – 80 %)

Very unlikely, based on reliable data (10-4)

about as likely as not, 33–66 % Ereignis ist sehr möglich (50 – 70 %) Extremly unlikely (10-5)

unlikely, 0–33 % Ereignis ist durchaus möglich (40 – 60 %)

Physically possible, but almost certain not to occur (10-6)

very unlikely, 0–10 % Ereignis ist immerhin möglich (30 – 50 %)

Assumed to be physically impossible, based on the currently available data (0)

extremely unlikely, 0–5 % Ereignis ist unwahrscheinlich (20 – 40 %)

exceptionally unlikely, 0–1 % Ereignis ist recht unwahrscheinlich (10 – 30 %)

Ereignis ist sehr unwahrscheinlich (5 – 20 %)

Ereignis ist außerordentlich unwahrscheinlich (1 – 10 %)

Ereignis ist völlig unmöglich (0 %)


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Entwicklungen in den Sicher heits-anforde rungen deutlich mehr als drei Klassen vorkommen und sowohl die qualita tive Beschreibung als auch Wert zuweisung erheblich abweicht. Die Einordnung in Wahrscheinlich-keitsklassen erscheint insgesamt subjektiv geprägt unter Berücksichti-gung der jeweiligen zu beurteilenden Problem- bzw. Aufgabenstellung.

Aus dem dargelegten Sachverhalt kommt der AKS zu dem Schluss, dass die Einteilung von Entwicklungen in Wahrscheinlichkeitsklassen eine üb-liche Vorgehensweise ist und dass eine solche Klassifizierung im Rahmen des Langzeitsicherheitsnachweises einen wesentlichen Aspekt für die Zusam-menstellung von Argumenten darstellt sowie für die allgemeine Diskussion ein hilfreiches Unterscheidungsmerk-mal sein kann. Diese Aussage bezieht sich auch auf die Unterscheidung von wahrscheinlichen und weniger wahr-scheinlichen Entwicklungen. Insge-samt ist die Einteilung in drei Klassen durchführbar. Um eine weitere Diffe-renzierung in Klassen vorzunehmen, sind verlässliche Daten notwendig, die oftmals nicht vor liegen. Darüber hin-aus ist aus der Sicht des AKS für die

Diskussion von Eintrittswahrschein-lichkeiten eine Vielzahl von Klassen nicht praktikabel.

FazitDie Betrachtung von möglichen Ent-wicklungen, die ein Endlagersystem zukünftig durchlaufen kann, ist ein wesentlicher Bestandteil im Rahmen eines Sicherheitsnachweises. Als Vor-aussetzung für eine solche Betrach-tung ist es essenziell, den regulato-rischen Rahmen vorzugeben. Insge-samt stellen die Sicherheitsanforde-rungen /BMU 10/ eine solide Grund-lage für die Ableitung von Entwick-lungen und den Umgang mit ihnen dar. Die Unterteilung der darin gefor-derten verschiedenen zu betrachten-den Entwicklungen ist nicht nur üb-lich, sondern kommt einer struktu-rierten Vorgehensweise in der weite-ren Beurteilung entgegen. Der AKS empfiehlt, unwahrscheinliche Sze-narien getrennt von einer systema-tischen Entwicklung wahrschein-licher und weniger wahrscheinlicher Szenarien zu behandeln, und hat einen Vorschlag zur Ableitung von unwahrscheinlichen Entwicklungen erarbeitet. Dieser Vorschlag enthält

neben den beiden durch die Sicher-heitsanforderungen vorgezeichneten Vorgehensweisen einen ergänzenden Ansatz.

Der AKS schlägt vor, unwahr-scheinliche Entwicklungen anhand ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit in residuale und auszuschließende Ent-wicklungen einzuteilen.

Im Folgenden wird in allgemeiner Form skizziert, welche inhaltlichen Merkmale von Anforderungen hin-sichtlich Beschreibung, Ableitung, Umgang und Abgrenzung der zu be-trachtenden Entwicklungen und ins-besondere unwahrscheinlicher Ent-wicklungen aus der Sicht des AKS als wesentlich erachtet werden. Der AKS ist sich dessen bewusst, dass die o. g. inhaltlichen Merkmale sich vermut-lich nicht in allen Punkten in dem er-forderlichen Detaillierungsgrad aus-gestalten lassen:

� Die Begriffsbestimmungen zu unterschiedlichen Entwicklungen sind klar, unmissverständlich und eindeutig zu formulieren.

� Der Interpretationsspielraum bei der Deutung von Begrifflichkeiten ist dabei soweit wie möglich zu reduzieren.

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� Der Einfluss durch subjektive Beurteilung bzw. Auslegung von Anforderungen sollte durch ent-sprechende Vorgaben so gering wie möglich gehalten werden.

� Der Umgang mit den Entwick-lungen muss praktikabel sein.

� Die Abgrenzung der Entwick lungen untereinander muss eindeutig sein. Die Übergänge zwischen den ein-zelnen Entwicklungen sollten nach Möglichkeit keine bzw. nur geringe Überlappungsbereiche aufweisen.

� Insbesondere eine Argumentation zur Identifizierung auszu-schließen der Entwicklungen aus der Gruppe der unwahrschein-lichen Entwicklungen unter Berücksichtigung des Nachweis-zeitraumes ist vorzusehen.

Referenzen

[AKS 08] Arbeitskreis “Szenarienentwick-lung” (AKS): Position des Arbeits-kreises „Szenarienentwicklung“, Behandlung des menschlichen Ein-dringens in ein Endlager für radio-aktive Abfälle in tiefen geolo-gischen Formationen. atw – Inter-nationale Zeitschrift für Kern-energie, Bd. 53, Heft 8/9 August/September, 2008.

[BEU 12] Beuth, T., Bracke, G., Buhmann, D., Dresbach, C., Keller, S., Krone, J., Lommerzheim, A., Mönig, J., Mrugalla, S., Rübel, A., Wolf, J.: Szenarienentwicklung, Methodik und Anwendung, Bericht zum Arbeitspaket 8, Vorläufige Sicher-heitsanalyse für den Standort Gorleben. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), DBE TECHNOLOGY GmbH (DBETEC), Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, GRS-284, 239 S., ISBN 978-3-939355-60-1, Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicher-heit (GRS) mbH: Köln, 2012.

[BEU 13] Beuth, T.: Vorschlag zur Einord-nung von Szenarien für tiefe geo-logische Endlager in Wahrschein-lichkeitsklassen. GRS-296, 39 S., ISBN 978-3-939355-75-5, Gesell-schaft für Anlagen- und Reaktor-sicherheit (GRS) mbH: Köln, 2013.

[BMU 10] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicher-heit (BMU): Sicherheitsanforde-rungen an die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle. 22 S.: Bonn, 30. September 2010.

[BUH 08] Buhmann, D., Mönig, J., Wolf, J., Heusermann, S., Keller, S., Weber, J. R., Bollingerfehr, W., Filbert, W., Kreienmeyer, M., Krone, J., Tholen, M.: Zusammenfassender Ab-schlussbericht, Überprüfung und Bewertung des Instrumentariums für eine sicherheitliche Bewertung von Endlagern für HAW (Projekt ISIBEL). Gesellschaft für

Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, DBE TECHNOLOGY GmbH (DBETEC), Bundesanstalt für Geo wissenschaften und Roh-stoffe (BGR), TEC-09-2008-AB: Braunschweig, April 2008.

[ESK 12a] Entsorgungskommission (ESK): Empfehlung der Entsorgungs-kommission; Leitlinie zur Einord-nung von Entwicklungen in Wahr-scheinlichkeitsklassen; Revidierte Fassung vom 13.11.2012 nach Verabschiedung durch die ESK im Umlaufverfahren (diese Fassung ersetzt die Fassung vom 21.06.2012). Bonn, 13. November 2012.

[ESK 12b] Entsorgungskommission (ESK): Empfehlung der Entsorgungs-kommission; Leitlinie zum mensch-lichen Eindringen in ein Endlager für radioaktive Abfälle; Fassung vom 26.04.2012. Bonn, 26. April 2012.

[IAEA 11] International Atomic Energy Agency (IAEA): Disposal of Radio-active Waste. IAEA Specific Safety Requirements, SSR-5, 62 S., ISBN 978-92-0-103010-8: Vienna, 2011.

[IAEA 12] International Atomic Energy Agency (IAEA): The Safety Case and Safety Assessment for the Disposal of Radioactive Waste. IAEA Safety Standards Series, Specific Safety Guide SSG-23, ISBN 978-92-0-128310-8: Vienna, 2012.

[KOM 16] Kommission Lagerung hoch radio-aktiver Abfallstoffe: Abschluss-bericht der Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe. K-Drs. 268, 683 S.: Berlin, 30. August 2016.

[LOM 15] Lommerzheim, A., Bebiolka, A., Jahn, S., Jobmann, M., Meleshyn, A., Mrugalla, S., Rheinhold, K., Rübel, A., Stark, L.: Szenarienent-wicklung für das Endlagerstandort-modell NORD, Methodik und Anwendung, Projekt ANSICHT. DBE TECHNOLOGY GmbH (DBETEC), Technischer Bericht, TEC-17-2014-AP, 92 S.: Peine, 30. Juni 2015.

[LOM 18] Lommerzheim, A., Jobmann, M., Meleshyn, A., Mrugalla, S., Rübel, A., Stark, L.: Safety Concept, FEP Catalogue, and Scenario Develop-ment as Fundamentals of Long-term Safety Demonstration for High-Level Waste Repositories in German Clay Formations. In: Norris, S., Neeft, E.A.C., van Geet, M. (E.) (Hrsg.): Multiple Roles of Clays in Radioactive Waste Confinement. SP482, S. SP482.6, DOI 10.1144/SP482.6, Geological Society, London, Special Publications, 2018.

[NEA 16] Organization for Economic Co-operation and Development – Nuclear Energy Agency (OECD-NEA): Scenario Development Workshop Synopsis, Integration Group for the Safety Case. NEA/RWM/R(2015)3, 2016.

[PAC 15] Pachauri, R. K., Meyer, L. (Hrsg.): Climate change 2014, Synthesis report, Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth

Assessment Report of the Inter-governmental Panel on Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 151 S., ISBN 978-92-9169-143-2: Geneva, Switzerland, 2015.

[ROS 89] Ross, B.: Scenarios for repository safety analysis. Engineering Geology, Bd. 26, Nr. 4, S. 285–299, DOI 10.1016/0013-7952(89)90018-5, 1989.

[STA 13] Gesetz zur Suche und Auswahl eines Standortes für ein Endlager für Wärme entwickelnde radio-aktive Abfälle (Standortauswahl-gesetz – StandAG) in der Fassung vom 23. Juli 2013 (BGBl. I 2013, Nr. 41, S. 2553).

[WEN 14] Working Group on Waste and Decommissioning (WGWD) (Hrsg.): Radioactive Waste Disposal Facilities Safety Reference Levels. Western European Nuclear Regulators Association (WENRA), 22. Dezember 2014.

[ZIM 68] Zimmermann, W.: Planungsrech-nung, Optimierungsrechnungen, Wirtschaftlichkeitsrechnungen, Netzplantechnik. Das moderne Industrieunternehmen, Betriebs-wirtschaft für Ingenieure, ISBN 9783663009252, Vieweg+-Teubner Verlag: Wiesbaden, 1968.

Authors Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE): Orzechowski, J.; Stolzenberg, G.; Wollrath, J. BGE TECHNOLOGY GmbH (BGE TEC): Lommerzheim, A. Bundesanstalt für Geowissen-schaften und Rohstoffe (BGR): Mrugalla, S. Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH: Beuth, T.; Bracke, G.; Mayer, K.-M.; Mönig, J.; Rübel, A.; Wolf, J. Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Nukleare Entsorgung (KIT-INE): Metz, V. Technische Universität Clausthal, Institut für Endlagerforschung (TUC-IELF): Chaudry, S.; Plischke, E.; Röhlig, K.-J. Anschrift des Verfassers: Arbeitskreis „Szenarienentwicklung“ Kontakt: Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Bereich Stilllegung und Entsorgung Schwertnergasse 1 50667 Köln, Deutschland

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