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Kontaminierter Beton: Betonfreigabe - Betonrezyklierung. Schlussbericht zum Fördervorhaben 02S 7900

Deißmann, Guido / Hoppe, Gert / Schartmann, Frank / Thierfeldt, Stefan / Wörlen, Stefan / Bath, Adrian / Jefferis, Stephan

Abstract

Die Zielstellung, des hier dargestellten geförderten Forschungsvorhaben bestand in einer Verbesserung des Kenntnisstandes über die Freisetzung von Radionukliden aus kontaminiertem Beton im Hinblick auf die Freigabe von Bausubstanz und Bauschutt aus kerntechnischen Anlagen. Ein wesentlicher Arbeitspunkt im Rahmen dieses Forschungsvorhabens war dabei die Entwicklung von Ansätzen zur Quelltermbeschreibung für die Freisetzung relevanter Radionuklide aus kontaminiertem Beton. Das Freisetzungs- und Mobilitätsverhalten von Radionukliden in kontaminiertem Beton hängt insbesondere vom chemischen Verhalten des jeweiligen Nuklids und der Schadstoffquelle bzw. dem Kontaminationspfad sowie den physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften des Betons ab. Der Stofftransport in Beton kann aufgrund der geringeren Permeabilität der porösen Matrix im wesentlichen durch Diffusionsprozesse erfolgen. Die Diffusivität von Beton ist dabei ahhängig von der verwendeten Zementart, dem Wasserzementwert sowie den Gehalten an Zusatzstoffen wie z. B. Silicastaub. lnfolge mechanischer und chemischer Degradationsprozesse können sich die transportrelevanten Eigenschaften des Betons allerdings im Laufe der Zeit verändern. Im Rahmen des Vorhabens wurden semi-empirische Quelltermmodelle entwickelt, mit denen sich die Freisetzung von Radionukliden durch die verschiedenen vorstehend genannten Prozesse beschreiben lässt. Diese Quelltermmodelle wurden in ein Computerprogramm zur Simulation der mit den jeweils betrachteten Entsorgungs-/Verwertungoptionen verbundenen Radionuklidkonzentrationen in Sicker- und Grundwasser sowie der Berechnung der daraus resultierenden Dosisbelastungen über den Wasserpfad implementiert. Die Ergebnisse unterscheiden sich für Actinide und Lanthanide von den Ergebnissen zu den anderen betrachteten Elementen. Bei den Actiniden/Lanthaniden hängen die berechneten Maximaldosen stark von den zugrundegelegten Quelltermen ab. Die Anwendung dieser Ergebnisse für konkrete Einzelfallbetrachtungen und damit das erzielbare Einsparpotential hängt vor allem von den Umständen des Einzelfalls ab. Kerntechnische Anlagen, die einen hohen Anteil an Spaltprodukten und alphastrahlenden Radionukliden in ihren Nuklidvektoren aufweisen, können im Hinblick auf die Freigabe weitgehend von den hier vorgelegten Ergebnissen profitieren, da für diese Anlagen Wasserpfade in der radiologischen Modellierung eine nicht unerhebliche Rolle spielen.