(Video in German only)
Storage in rock layers deep below the earth's surface is recognised worldwide as the safest solution for managing radioactive waste. Swiss law also prescribes deep geological repositories.
In 1999, the Federal Department of the Environment, Transport, Energy and Communications (DETEC) set up the Expert Group on Disposal Concepts for Radioactive Waste (EKRA). EKRA was given the task of drawing up a basis for comparing the management concepts for Switzerland's radioactive waste that were under discussion. EKRA concluded in its report of January 2000 that only storage in deep geological repositories can guarantee the necessary long-term protection of humans and the environment. It therefore developed the concept of ‘controlled long-term storage in geological repositories’. This combines final storage with the possibility of retrieval and thus with reversibility. Before the storage facility is closed, the concept provides for a longer monitoring period and the operation of a pilot storage facility in line with the principle of monitorability. The EKRA concept was enshrined in the Nuclear Energy Act.
A deep geological repository is an underground facility in which radioactive waste can be permanently stored and safely contained. It ensures the long-term protection of people and the environment from the radiological hazards posed by radioactive waste without the need for long-term human intervention (passive safety). Technical and natural barriers prevent radioactivity from escaping from a deep geological repository. During storage, the waste is sealed tightly in storage containers and these are completely surrounded by backfill. These two components together serve as an engineered barrier. The surrounding dense rock layer of the host rock forms the natural barrier.
In addition to the disposal fields for waste storage, a deep geological repository also includes other underground facility components, such as the pilot repository, the test areas and infrastructure structures that enable safe operation until the repository is closed. Infrastructure is also needed on the surface, for example for waste logistics, and waste management, passenger transport and emergency interventions, operational maintenance, administration and traffic development. Access structures (ramps or shafts) connect the surface facilities with the underground storage areas.
As the requirements for deep storage in deep geological repositories and safety (e.g. with regard to barrier properties or the detection period) are different for HLW and L/ILW, the Swiss storage concept, in line with international practice, provides for separate repositories for HLW and L/ILW (the small amount of ATW is allocated to one of the two repository types). If space and safety permit, a deep geological repository can also be built at a single site comprising two separate repository components for L/ILW and HLW (combined repository). Nagra has submitted a general licence application for a combined repository at the northern Lägern site.
Concept for the construction of a deep geological repository
Test areas
The test areas are an independent part of a deep geological repository. The safety-relevant properties of the host rock or the engineered barriers are analysed in depth. Techniques for storing or recovering the waste and for backfilling and sealing the structures are also being tested. The test areas make it possible to carry out the investigations and verifications planned there under the same conditions as will prevail in the nearby storage area.
Pilot repository
The pilot repository is an independent part of the deep geological repository, separate from the main repository. A significant quantity of radioactive waste is stored there under the same conditions as in the main repository. The pilot repository will be equipped with monitoring systems so that the behaviour of the waste, the backfill and the host rock can be recorded and tracked until the end of the monitoring period. However, there is no monitoring in the main repository. If the monitoring of the pilot repository reveals relevant safety issues on the development of the waste or the safety barriers, appropriate measures can be initiated for the entire repository.
Host rock
Throughout Europe, crystalline, clay and salt rock are being considered for the management of radioactive waste in deep geological repositories. Every type of rock and every host rock has its advantages and disadvantages. The host rock, together with the installed engineered barriers and a long-term geologically stable site, must guarantee the specific safety for the waste in question. The repository concept and design are specifically adapted to the properties of the host rock.
Extensive investigations as part of stage 1 of the Sectoral Plan for Deep Geological Repositories have shown that the clay-rich sedimentary rocks in Switzerland (Opalinus Clay, ‘Brauner Dogger’ and Effingen strata in the Jura Mountains and the marl formations of the Helveticum in the Alps) best fulfil the strict requirements. Crystalline rocks are brittle and therefore, in Switzerland, which is characterised by the folding of the Alps, they are too heavily criss-crossed by fractures and fissures, so that water circulates even at great depths. The evaporite deposits in Switzerland are too thin and are mined as a raw material when they are close to the surface. Salt domes such as those in northern Germany do not exist in Switzerland.
Monitoring period and closure
After the waste has been stored until the final closure of a deep geological repository, a longer monitoring period is planned. During this period, the deep geological repository will continue to be monitored and, if necessary, the radioactive waste can be recovered without great effort. The underground repository areas will be securely closed at this time. However, at least access to the repository level and the control tunnels of the pilot repository will remain possible for the duration of the monitoring period. DETEC determines the duration of the monitoring period following the completion of storage. The current planning assumption is a monitoring period of around 50 years, but the actual duration will then be determined according to necessity and demand.
In the long term, the repository must be passively safe, i.e. without human involvement. Upon expiry of the monitoring period, the Federal Council shall order the closure of the repository, provided the permanent protection of humans and the environment is ensured. All open underground parts of the facility will then be backfilled and the deep geological repository will be left unmonitored. The Federal Council may order further monitoring after closure or carry out environmental monitoring.
Documents
Fact sheets
- Deep Geological Repository. Fact Sheet
(PDF, 982 KB, 01.03.2026) ID: 8885 | 340
- Host Rock. Fact Sheet
(PDF, 498 KB, 22.11.2017) ID: 8889 | 340
Disposal concept according to the Expert Group on Disposal Concepts for Radioactive Waste (EKRA)
- Beitrag zur Entsorgungsstrategie für die radioaktiven Abfälle in der Schweiz
(PDF, 574 KB, 01.10.2002) ID: 537 | 336
- Disposal Concepts for Radioactive Waste, final report
(PDF, 396 KB, 31.01.2000) ID: 322 | 336
FAQ
Wird das Lager verschlossen oder müssen die Abfälle rückholbar sein?
Sowohl als auch. Das Kernenergiegesetz schreibt vor, dass ein geologisches Tiefenlager nach Abschluss der Einlagerung und der Beobachtungsphase zu verschliessen ist. Während der Beobachtungsphase – ein längerer Zeitraum vor dem Verschluss, in dem das geologische Tiefenlager überwacht wird – können die radioaktiven Abfälle ohne grossen Aufwand zurückgeholt werden. Der Verschluss umfasst das Verfüllen und Versiegeln aller untertägigen Teile und der Zugänge des geologischen Tiefenlagers nach Abschluss der Beobachtungsphase. Auch nach dem Verschluss ist eine Rückholung von Abfällen unter erheblich grösserem Aufwand weiterhin denkbar; diese Möglichkeit wird allerdings vom Gesetzgeber nicht explizit gefordert.
Wird es ein End- oder ein Zwischenlager? Ist die Rückholbarkeit gewährleistet?
Ein Zwischenlager ist nur für eine bestimmte Zeit ausgelegt. Es besteht dabei die feste Absicht, eine spätere und dauerhafte Entsorgungslösung umzusetzen. Ein geologisches Tiefenlager hingegen soll die Menschen und die Umwelt langfristig und mittels passiver Barrieren vor den radioaktiven Abfällen schützen. Die technische Machbarkeit muss vor der Inbetriebnahme eines Lagers nachgewiesen und in Versuchen im Massstab 1:1 demonstriert werden. Bei einem geologischen Tiefenlager handelt es sich nicht um ein Endlager im strengeren Sinne, da die Rückholbarkeit der Abfälle bis zum endgültigen Verschluss der Anlage gewährleistet sein muss.
Das geologische Tiefenlager wird schrittweise verfüllt und so in einen passiv sicheren Zustand überführt. Während dieser Zeit ist eine erleichterte Rückholung der Abfälle möglich. Die radioaktiven Abfälle können auch nach dem Verschluss aus einem geologischen Tiefenlager zurückgeholt werden. Dies ist jedoch mit einem grösseren finanziellen und technischen Aufwand verbunden.
Das Kernenergiegesetz fordert die Rückholbarkeit der radioaktiven Abfälle ohne grossen Aufwand bis zu einem allfälligen Verschluss des Lagers. Es legt jedoch nicht fest, für wie viele Jahre die Rückholbarkeit gewährleistet sein muss. Das heisst, die Dauer der Beobachtungsphase – die Phase vor dem Verschluss des Lagers – ist nicht gesetzlich festgelegt. Der Entscheid, das Tiefenlager endgültig zu verschliessen, wird bewusst künftigen Generationen überlassen. Die radioaktiven Abfälle können auch nach dem Verschluss aus einem geologischen Tiefenlager zurückgeholt werden. Dies ist jedoch mit einem grösseren finanziellen und technischen Aufwand verbunden.
Weil dies nicht sicher wäre. Die Nutzung der stillgelegten Bunker des Schweizer Reduits in den Alpen für die Lagerung von radioaktiven Abfällen wurde immer wieder zur Diskussion gestellt. Für die Entsorgung radioaktiver Abfälle werden jedoch sehr hohe Anforderungen an die Geologie und das Gestein gestellt, welche die Bunker des Reduits nicht erfüllen. So ist beispielsweise die Langzeitstabilität ein entscheidendes Kriterium. Die Alpen sind ein tektonisch aktives Gebiet und heben sich pro Jahr ca. 1-2 mm, was die Langzeitstabilität beeinträchtigen kann. Ausserdem wurden die Bunker in den Alpen nicht im Hinblick auf die Entsorgung radioaktiver Abfälle ausgesucht bzw. ausgelegt und genügen deshalb auch baulich den hohen Sicherheitsanforderungen nicht.
Das oder die Tiefenlager? Braucht es ein Lager oder zwei?
Das Schweizer Entsorgungskonzept sieht ein Lager für hochaktive Abfälle vor und eins für schwach- und mittelaktive Abfälle. Diese verschiedenen Abfallkategorien stellen unterschiedliche Anforderungen an die technischen und natürlichen Barrieren. Erfüllt ein Standortgebiet die Anforderungen für beide Lagertypen, kann das Auswahlverfahren zu einem gemeinsamen Standort für alle radioaktiven Abfälle führen (Kombilager). An der Oberfläche bräuchte es dann nur eine gemeinsame Infrastruktur, im Untergrund gäbe es jedoch je ein separates Lager pro Abfallkategorie. Alle drei in Etappe 3 des Sachplans geologische Tiefenlager weiter zu untersuchenden Standortgebiete sind grundsätzlich für ein Kombilager geeignet.
Wie wissen wir, ob die Entscheidung für ein geologisches Tiefenlager standhält?
Die Experten sind sich weltweit einig: die Endlagerung in tiefen Gesteinsschichten ist die beste Methode für die langfristig sichere Entsorgung von radioaktiven Abfällen. Die Lagerung in geeignetem Gestein gewährleistet den Schutz von Mensch und Umwelt vor schädlichen Auswirkungen über lange Zeiträume bis die Radioaktivität durch den fortlaufenden Kernzerfall auf ein natürliches Niveau abgeklungen ist.
Der Kenntnisstand wird im Sachplanverfahren schrittweise vertieft, damit der Einbezug neuster Erkenntnisse jederzeit möglich ist. Sollten sich nach der erfolgten Einlagerung bessere Lösungen abzeichnen (z. B. bei einem Wissens- und Technikfortschritt), so ist die Rückholung der Abfälle grundsätzlich auch nach dem Verschluss des Lagers möglich.
Welche Rolle spielt die Geologie beim Standortentscheid?
Die geologischen Eigenschaften des Untergrunds stehen im Sachplan im Vordergrund. Gewisse definierte Sicherheitskriterien müssen erfüllt sein. Die Geologie der Schweiz ist seit mehr als 200 Jahren Gegenstand intensiver Forschung. Dank ihr kennen wir die geologischen Verhältnisse in der Schweiz sehr gut. Zudem hat die Nagra schon seit den 1980er Jahren umfangreiche erdwissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt, welche den Kenntnisstand zusätzlich vertiefen. In Etappe 2 hat die Nagra für weitere erdwissenschaftliche Untersuchungen Gesuche für Sondierbohrungen in den vorgeschlagenen Standortgebieten eingereicht. Diese wurden zwischen Sommer 2018 und Sommer 2020 bewilligt. Seit dem Frühjahr 2019 führt die Nagra Sondierbohrungen aus.
Welche Rolle spielt die Geologie bezüglich Sicherheit?
Ein geologisches Tiefenlager besteht aus technischen und natürlichen Barrieren. Die natürliche Barriere der Geosphäre, das heisst der am Standort vorhandenen Geologie, sorgt für die räumliche Abtrennung der Abfälle von der Biosphäre (Mensch und Umwelt). Sie garantiert ferner eine langfristig physikalisch und chemisch stabile Umgebung, in welcher die technischen Barrieren über lange Zeit erhalten und wirksam bleiben.
Wird die Geologie durch unabhängige internationale Gutachten geprüft?
Eine von Deutschland gebildete «Expertengruppe Schweizer Tiefenlager» begleitet das Schweizer Standortauswahlverfahren. Sie hat bereits mehrere Stellungnahmen verfasst. Sie fliessen wie auch die Stellungnahmen anderer Fachstellen in die Gesamtbeurteilung des Bundesamtes für Energie ein.
Eine internationale Überprüfung ist nicht ausgeschlossen, vorgeschrieben ist sie nicht. Die Analyse der Langzeitsicherheit als Teil des Entsorgungsnachweises wurde z. B. von einer internationalen Expertengruppe überprüft.
Oberstes Ziel der Entsorgung der radioaktiven Abfälle ist der langfristige Schutz von Mensch und Umwelt vor Schäden durch Radioaktivität. Weltweit ist anerkannt, dass für hochaktive und langlebige mittelaktive Abfälle nur die Lagerung in geeigneten geologisch stabilen Schichten die Sicherheit über die notwendigen langen Zeiträume gewährleisten kann.
Basierend auf grundsätzlichen Erwägungen sowie den gesetzlichen Grundlagen zur Lagerung der radioaktiven Abfälle ergibt sich für die Standortwahl folgende Hierarchie (BFE 2008b):
- Oberste Priorität hat die Sicherheit; der dauernde Schutz von Mensch und Umwelt muss sichergestellt werden. Dazu ist der Einschluss der radioaktiven Stoffe so lange sicherzustellen, bis die Radiotoxizität durch Zerfall genügend abgeklungen ist.
- Der Sicherheit nachgeordnet sind Aspekte der Raumnutzung, Ökologie, Wirtschaft und Gesellschaft.
Für die Platzierung und Ausgestaltung der Oberflächeninfrastruktur sind die Aspekte der Raumnutzung, Ökologie, Wirtschaft und Gesellschaft wichtig. In der Etappe 2 des Sachplans geologische Tiefenlager nehmen diese deshalb einen wichtigen Stellenwert ein: So wurden ein Raumnutzungskataster erstellt, eine sozioökonomisch-ökologische Wirkungsstudie (SÖW) und die regionale Partizipation durchgeführt. Die SÖW kommt insbesondere bei sicherheitstechnisch vergleichbaren Standorten zum Tragen. Die Suche nach geeigneten Standortgebieten beruht daher primär auf sicherheitstechnischen Kriterien.
Wie und wo wird der Aushub für den Bau von Lager, Tunnels und Schächten gelagert?
Festlegungen zur Verwendung von Aushub- oder Ausbruchmaterial erfolgen nicht im Rahmen des Sachplanverfahrens. Es sind Aspekte, die mit der Baubewilligung geklärt werden müssen. Denkbar ist die Ablagerung in vorhandenen oder neu zu erstellenden Deponien oder auch zur Geländemodellierung z. B. in der Nähe der Tunnelportale oder Schachtköpfe. Für die Festlegung werden die dannzumaligen Gegebenheiten in einigen Jahrzehnten und Anforderungen (auch der Region) berücksichtigt.
Mit dem Nagra Arbeitsbericht NAB 19-08 wurden erste Möglichkeiten zur Erschliessung der Oberflächeninfrastruktur aufgezeigt. Die Erschliessung wird in groben Zügen im Sachplanverfahren andiskutiert, mit der Rahmenbewilligung jedoch nicht festgelegt. Dies erfolgt erst mit der Baubewilligung. Neben der eigentlichen Erschliessung will man dannzumal auch möglichst effiziente und emissionsarme Logistiksysteme einsetzen (z. B. Abtransport von Ausbruchmaterial mit Förderbändern).
Der grösste Flächenbedarf temporärer und längerfristig belegter Flächen besteht im Fall eines Kombilagers während der Phase von gleichzeitiger Einlagerung von schwach- und mittelaktiven Abfällen und dem Bau des Lagerteils für hochaktive Abfälle. In diesen rund 10 bis 15 Jahren ist insgesamt von einem Bedarf in der Grössenordnung von ungefähr 20 Hektaren auszugehen, wobei nicht ausschliesslich Fruchtfolgeflächen beansprucht sein werden. Während den übrigen Betriebsphasen (oder im Falle zweier Einzellager) ist der Flächenbedarf teils deutlich geringer, insbesondere in den Phasen ohne Baubetrieb (z. B. Betrieb der Erdwissenschaftlichen Untersuchungen oder Beobachtungsphasen). Details zu den Betriebs, Bau- und Betriebsphasen sind im Nagra Arbeitsbericht NAB 19-08 zu finden (generisch und standortspezifisch).
Kann der Flächenverbrauch optimiert werden?
Bei der weiteren Konkretisierung der Infrastruktur an der Oberfläche lassen sich durch Optimierungen und Nutzung von Synergien voraussichtlich Flächenreduktionen realisieren.
Ist eine Bewertung der Sicherheit über eine Million Jahre möglich? Besteht ein Restrisiko?
Im Unterschied zu den Prozessen an der Erdoberfläche laufen die meisten Prozesse im Erdinnern über Jahrmillionen ab. Die in der Schweiz zur Diskussion stehenden Wirtgesteine sind viele Millionen Jahre alt und haben in den ausgeschiedenen geologischen Standortgebiete seit ihrer Entstehung keine übermässigen Beeinträchtigungen durch weitere geologische Prozesse erlitten. Geologen können in diesen Gesteinen die Geschichte seit deren Entstehung ablesen und Ereignisse daraus datieren. Die Vergangenheit ist der Schlüssel zur zukünftigen Entwicklung. Aus den Beobachtungen der Vergangenheit lässt sich die wahrscheinliche Entwicklung voraussagen. Es werden auch diverse andere, ungünstige Szenarien betrachtet, selbst geologisch unwahrscheinliche. Alle Szenarien müssen eine Million Jahre lang die von der Sicherheitsbehörde definierten Schutzkriterien erfüllen.
Welche Garantie gibt es, dass die Sicherheit oberste Priorität hat?
Die Gesetzgebung und der Sachplan definieren klar, dass das oberste Ziel der Entsorgung der langfristige Schutz von Mensch und Umwelt ist. In allen drei Etappen des Sachplans findet eine sicherheitstechnische Überprüfung durch das ENSI statt. Die Kommission für nukleare Sicherheit (KNS), die Expertengruppe Geologische Tiefenlager (EGT) und die Kantonale Expertengruppe Sicherheit (KES) beurteilen danach die Unterlagen der Nagra sowie das sicherheitstechnische Gutachten des ENSI. Unsicherheiten müssen benannt werden und die Nagra muss aufzeigen, wie diese im weiteren Verfahren berücksichtigt werden.
Weil Sicherheit übergeordnet ist, obliegt die definitive Entscheidung über die Standorte nicht den Regionen, sondern basiert auf der sicherheitstechnischen Beurteilung. Nur wenn mehrere Standorte diesbezüglich gleich gut abschneiden, kommen weitere Kriterien zum Zug.
Link:
Die Betriebsbewilligung für geologische Tiefenlager wird erst erteilt, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: Erstens müssen die Erkenntnisse aus der Bauphase die Eignung des Standortes bestätigen und zweitens muss die Rückholung der Abfälle bis zum Verschluss ohne grossen Aufwand möglich sein.
Der Betreiber muss die Abfälle so verfüllen, dass die Langzeitsicherheit gewährleistet und eine Rückholung der Abfälle ohne grossen Aufwand möglich ist. Wenn es während der Betriebsphase Hinweise auf ein Versagen des Barrierensystems gibt und deshalb die Langzeitsicherheit eines geologischen Tiefenlagers nicht mehr gewährleistet werden kann, müssen die Abfälle wieder zurückgeholt werden. In der Rahmenbewilligung müssen gemäss Gesetz Kriterien festgelegt. Werden diese nicht erfüllt, muss ein Lagerbereich ausgeschlossen werden. Und die Rückholung der Abfälle ohne grossen Aufwand muss in jedem Fall bis zum Verschluss des Lagers gewährleistet sein, falls beispielsweise die Langzeitsicherheit gefährdet ist.
Die Nagra ist für den Informationserhalt und -transfer bis zur Übergabe an das zuständige Departement UVEK (nach Verschluss bzw. bis Ende der Beobachtungsphase) verantwortlich.
International führte die OECD/NEA von 2011–2018 das Projekt "Preservation of Records, Knowledge and Memory across generations” (RK&M) durch. Bei diesem haben die Nagra und das BFE aktiv mitgewirkt. Der Schlussbericht von 2019 hält fest, dass künftige Generationen in der Lage sein sollen, eigene, informierte Entscheidungen über geologische Tiefenlager zu treffen. Die Überlieferung von Informationen über lange Zeiträume soll über eine Kombination von Methoden sichergestellt werden.
Als Handlungsmöglichkeit nach dem Verschluss des Tiefenlagers ist festzuhalten, dass Abfallgebinde prinzipiell durch ein Auffahren eines Bergwerks geborgen werden können, solange sie ausreichend stabil sind. Das ENSI verlangt, dass Behälter für hochaktive Abfälle für mindestens tausend Jahre den Einschluss der Abfälle gewährleisten.
Wie werden das Grundwasser und das Tiefengrundwasser (thermische Quellen) geschützt?
Bei der Nutzung der Kernenergie müssen Mensch und Umwelt vor Gefährdungen durch ionisierende Strahlen geschützt werden. Radioaktive Stoffe dürfen nur in nicht gefährdendem Umfang freigesetzt werden. Gegen eine unzulässige Freisetzung radioaktiver Stoffe muss also vorgesorgt werden.
Damit eine Anlage bewilligungsfähig ist, muss sie allen Sicherheitsanforderungen entsprechen und alle Risiken ausschliessen. Grundwasser und Thermen werden geschützt, sonst wird keine Bewilligung erteilt.
Links
Last modification 07.11.2024
