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    Geosciences

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    Polaroid SX-70 Camera (1981)


    Radioactive Waste Behavior in the Environment

    Langzeitsicherheit von Endlagern für hochradioaktiven Abfall - Ungelöste Probleme und erforderliche Wege

    Die Diskussion über Endlagersicherheit stützt sich auf unzureichende Geowissenschaften und Bergbautechnologie.

    • Die geologisch/geochemische Forschung ist noch lange nicht so weit, daß eine Endlager-Erkundung in dem Ausmaß angebracht wäre, wie sie in Gorleben stattgefunden hat. Die deutsche Forschung kann keinerlei Erkundungsprogramm entwerfen, auf Grund dessen die Sicherheit eines Endlagers untersucht werden könnte.

    • Mir bekannte wissenschaftliche Gründe dafür, daß Sicherheitsaussagen nicht gemacht werden können, sind im wesentlichen 2 Eigenschaften des geologisch/geochemischen Systems:

      1. seine Nichtlinearität, d.h. man kann aus bekanntem Verhalten nicht extrapolieren auf Verhalten bei bisher räumlich oder zeitlich unbekannten Einflüssen,

      2. seine Eigenschaft, sich selbst zu organisieren, d.h. aus dem uns bisher weitgehend unbekannten Fundus seiner Eigenschaften eine Auswahl zu treffen, auf Grund derer es sich von Zeitschritt zu Zeitschritt fortentwickelt.

    • Im Fall der Langzeitsicherheit befinden wir uns in einem ganz frühen Stadium der Grundlagenforschung. Eine Bergbautechnik, die uns sagen würde, welche Ergebnisse dieser Grundlagenforschung relevant sind und welche nicht, existiert nicht. Zur Veranschaulichung: In Analogie zum Autobau befinden wir uns noch in der Zeit (im Jahr 1765), als James Watt seine erste funktionierende, explosionsgefährdete Dampfmaschine vorstellte. Der Verbrennungsmotor lag ein Jahrhundert jenseits des Horizonts, das sichere Fahrwerk ein weiteres Jahrhundert.

    Transparenz und Bürgerbeteiligung muß nach Meinung deutscher Medienexperten mindestens in der Form ablaufen, wie sie am 8. Dezember 2009 durch eine Direktive von Barack Obama der US-Administration vorgeschrieben worden ist. Das ist u.a. notwendig, um uns Wissenschaftler sehr ernst mit der Verantwortung zu konfrontieren, die wir tragen.

    Im Prinzip (allerdings noch ohne Obama'sche Informationstechnologie-Basis) ist dies vom Arbeitskreis "Auswahlverfahren Endlagerstandorte" gefordert worden, der seinen Bericht 2002 an den damaligen Umweltminister Trittin abgeliefert hat. Das Internet und die sozialen Medien erlauben ein stärkeres bürgerliches Engagement. Beispiele und Einzelheiten:

    1. Models of Contaminant Migration: The Role of Chromatographic Models

    2. A summary of my research on contaminant migration

      These papers provide details:

    3. Contaminant Accumulation During Transport Through Porous Media

    4. A coupled geohydraulic/geochemical transport model is solved numerically. Even when the leakage from a waste repository produces negligible concentrations in the escaping water ("primary leakage"), a considerable contaminant inventory can become associated with the solid phase of the porous medium ("secondary repository"). A simple process is shown to be able to both remobilize that secondary repository and achieve soluble contaminant concentrations far in excess of those in the primary leakage.

    5. Evaluation of the Potential Hazard originating from Radioactive Waste

      • Natural Geochemical Isolation of Neutron-Activated Waste: Scenarios and Equilibrium Models

      • A coupled geohydraulic/geochemical model shows that waste components may accumulate during migration from the repository. Geochemistry puts upper limits to the concentrations of natural elements in biosphere compartments, and thus also the degree of the mentioned accumulation (after the long-lived radioisotopes have become geochemically indistinguishable from their naturally occurring stable isotopes). When those upper concentration limits are below the permissible concentratons -defined by the International Commission on Radiological Protection- the natural geochemical isolation might be considered sufficient and no further man-made containment of the waste element necessary. Nickel is chosen as an example of a dominant radioisotope.

      • High-Level Radioactive Waste from Fusion Reactors: The Problem of Alloy Constituents and Impurities

        An evaluation of the hazard originating from the inventory -on the one hand- and the specific activity -on the other- of fusion reactor waste: In view of environmental data uncertainties it is not justified to characterize fusion reactor waste as being less hazardous than fission reactor waste.

      • Review of the European Fusion Power Plant Conceptual Study

        Part of the study calculates the radioactive hazard associated with irradiated construction materials and the tritium inventory. An inadequate choice of the elements contained in the construction materials and the omission of the tritium inventory in the breeding zone of the reactor render these calculations irrelevant.

    6. Methodology for hazard assessment of environmental tritium, IAEA-SM--232/4

      Intl. Conference on the Behavior of Tritium in the Environment, San Francisco, USA, 17-21 Oct. 1978, IAEA-SM--232, April 1979.

      The assumption is made that the ecological system immediately follows the variations of the tritium content in atmospherical water vapor. Tritium concentrations in the ecological subsystems (plant, animal and human) are calculated using balance equations for tritium intake and elimination. Due to consumption of non-contaminated food and water the tritium concentration in animals and man are reduced by about the ratio of contaminated to non-contaminated food. The main exposure pathways are shown for several consumption habits. Since West Berlin imports a considerable amount of its food (more than 30%) from Niedersachsen (Lower Saxony), the proposed area for the West German nuclear fuel reprocessing plant, the exposure of the population of this city is used as an example.

    7. Tritium-Probleme beim Fusionsreaktor

    8. Die Menge an Tritium in Fusionsreaktoren liegt je nach Aufbau und Materialwahl größenordnungsmäßig zwischen 1 kg und über 10 kg und stellt ein kritisches Sicherheitsrisiko dar. (Abbildungen 2-1 und 2-3, Tabellen 2-1 und 2-2 in Jackson et al., 1985 - im Cache).
      Zum Vergleich: Die Menge an Tritium in der Atmosphäre liegt zwischen 2 und 20 kg, Maximum in der Mitte der 1960er Jahre, der Zeit der Wasserstoffbombentests: 10 kg (im Cache) bis 200 kg

    Calculation of Particle Removal Velocities in the Mecklenburg Bay Based on the Thorium Deficit

    The Baltic Sea is continuously being fed with large amounts of contaminants. They adsorb to the particulate matter suspended in the sea water. This particulate matter is constantly generated and settling onto the sea bed. This way the contaminants are continuously being removed from the mobile phase of the Baltic ("sedimentation"). If one knows the particulate removal rates one can -on the basis of a balance between feed and removal- calculate the stationary mobile contaminant inventory as a function of the parameters determining the settling process.
    The presented research shows a methodto determine the particulate removal rate.

    Meine Kommentare zum Blog "Umwelt-Desaster im Atommülllager Asse II"

    Endlagerung von hochaktivem Abfall (HLW)

    1. Strahlenschäden in NaCl

      Radiolyse von NaCl im Endlager für hochradioaktiven Abfall: Strahlenschadenbeurteilung der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) und des Zernike-Instituts der Universität Groningen

      Das deutsche nukleare Establishment hat sich -trotz besserer Beratung- auf eine unzulässig vereinfachte Darstellung von Strahlenschäden im Steinsalz festgelegt.ÊNach wenigen Monaten Einarbeitung in die Problematik kann ein Naturwissenschaftler die Unhaltbarkeit dieser Modellvorstellungen offenlegen. Die Strahlenschädigung und ihre Folgen für die Endlagersicherheit können auf Grund des heutigen Stands der Wissenschaft nicht vorhergesehen werden. Die Reaktorsicherheitskommission berät die Bundesregierung falsch.

    2. Endlager für hochradioaktiven Abfall: Geologisch/geochemische Probleme und IT-basierte Lösungswege

      Zusammenfassung der ungelösten geochemischen und gesellschaftlichen Probleme.

      • Zwei in Deutschland unbekannten Mechanismen des Endlagerversagens.

      • Formen der Transparenz und Bürgerbeteiligung.

      • Whistleblowerschutz.

    3. Ungelöste Probleme bei der Endlagerung von hochradioaktivem Abfall (HLW)

      Beispiele für die gravierende Inkompetenz der deutschen Institutionen, die sich mit Langzeitsicherheit befassen. Das weltweite wissenschaftliche Grundlagenwissen und die notwendigen Vorgehensweisen sind so unzureichend, daß standortspezifische Forschungsprojekte zur Langzeitsicherheit sinnlos sind. Ohne einen Paradigmenwechsel wird die Forschung wie in der Vergangenheit weiterhin Einzelergebnisse produzieren, deren Relevanz im Hinblick auf die Langzeitsicherheit unbekannt ist.

    4. Langzeitsicherheit eines Endlagers für hochradioaktiven Abfall kann in Deutschland nicht gewährleistet werden - Eine Systemkritik

      Der Status Quo in der Langzeitsicherheitsforschung, erläutert an einigen Beispielen, und Thesen zu seiner Überwindung.

    5. Barrierewirkung des Deckgebirges im Raum Gorleben: Eine Kritik

      Die den Berechnungen zugrundegelegten Annahmen blieben schon zur Zeit ihrer Veröffentlichung hinter dem Stand der Wissenschaft zurück, wie er in der internationalen Literatur zugänglich war. Memmert nimmt unzutreffenderweise eine kontinuierliche Verteilung und einen stetigen Abfluß der ins Deckgebirge ausgetretenden Radionuklide an. In der Geosphäre und in der an sie gekoppelten Nahrungskette laufen jedoch Anreicherungsprozesse ab, welche einen Teil des hochaktiven Endlagerinventars in begrenzte Biosphärenbereiche verlagern, also für Jahr(hundert)tausende ausgedehnte "hot spots" bilden.


    Version: 18.12.2022
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