In den drei Projekten zur "Entwicklung von Beurteilungsmethoden für Transport- und Lagerbehälter mit erhöhten metallischen Reststoffanteilen" (kurz EBER) wird untersucht, inwieweit radioaktiv belasteter Metallschrott aus der Stilllegung und dem Rückbau kerntechnischer Anlagen als Behälterwerkstoff verwendet werden kann.
Gussbehälter zum Transport und zur Lagerung radioaktiver Abfälle werden heute in Deutschland aus duktilem Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt. Metallschrott wird dem Gusseisen bei seiner Herstellung kaum beigemengt. Durch Erhöhung des Recyclinganteils bei der Behälterherstellung lässt sich einerseits die Menge des als Abfall endzulagernden radioaktiven Metallschrottes verringern. Andererseits verändern sich dadurch aber auch die Eigenschaften des Gusseisens in ungünstiger Weise, weil insbesondere die Bruchzähigkeit abnimmt. Die BAM untersucht, welche Anforderungen Behälter aus diesem neuen Werkstoff „Gusseisen mit Kugelgraphit / erschmolzen mit hohen Reststoffanteilen“ erfüllen. In den Projekten werden für die sicherheitstechnische Bewertung solcher Behälter geeignete Methoden entwickelt.
Im ersten Projekt EBER von 1995 bis 1998 wurde die grundsätzliche Eignung von Gusseisen mit hohen Reststoffanteilen als Behälterwerkstoff untersucht. Dabei wurden die Bedingungen für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in der Schachtanlage KONRAD zugrunde gelegt. Für unterschiedliche Anforderungsprofile wurden Referenzbehälter definiert. Der Referenzbehälter für hohe Anforderungen (ähnlich dem Gusscontainer Typ VI) wurde numerisch simulierten Fallversuchen aus 5 m Höhe auf den Untergrund im Endlager unterzogen. Mit der Methode der finiten Elemente (FEM) konnte ermittelt werden, welche Spannungen und Verzerrungen im Behälter bei realen Fallversuchen auftreten würden. Es zeigte sich, dass die Einsatzfähigkeit von duktilem Gusseisen mit erhöhten Reststoffanteilen in erster Linie von den bruchmechanischen Eigenschaften des Werkstoffs abhängt. Der Abschlussbericht zu diesem Projekt ist als BAM-Forschungsbericht 240 erschienen.
Im Folgeprojekt EBER II von 1998 bis 2001 stand die bruchmechanische Bewertung von Werkstofffehlern im Gusseisen im Vordergrund. Die Werkstofffehler wurden als Risse abgebildet. Unter der Annahme vorhandener Risse wurde das bruchmechanische Verhalten von Gussbauteilen bei statischer und dynamischer Belastung numerisch analysiert. Die gewonnenen Erkenntnisse konnten in einfach zu handhabende Bewertungsdiagramme umgesetzt werden. Die aufgestellten sicherheitstechnischen Bewertungsmethoden wurden dann bei einem Fallversuch mit einem rissbehafteten Prototypbehälter definierter Werkstoffqualität erfolgreich überprüft. Der Abschlussbericht zu diesem Projekt kann demnächst von der TIB Hannover bezogen werden.
Zur endgültigen Absicherung der Werkstoffeinsatzgrenzen von duktilem Gusseisen mit erhöhten Reststoffanteilen in einem geschlossenen sicherheitstechnischen Bewertungskonzept bearbeitet die BAM seit 2001 das Projekt EBER III. Das Ziel des Projektes ist eine vom Endlagerstandort unabhängige und damit allgemeinere Formulierung der Bewertungsmethoden. Die Beanspruchung im Behälter bei einem Absturz hängt nämlich stark vom jeweiligen Untergrund ab. Dieser Untergrund wird bei einem Fallversuch auf dem Versuchsstand durch ein Aufprallfundament simuliert. Deshalb sollen die bisherigen Forschungsergebnisse auf beliebige Aufprallfundamente übertragen bzw. erweitert werden. Dazu werden Fallversuche von Gussbauteilen auf Betonplatten mit systematisch veränderten Eigenschaften und unterschiedlichen Ankopplungsbedingungen an den Untergrund durchgeführt (hier als mpg-Video).
Die genannten Projekte wurden bzw. werden vom Bundesminister für Bildung und Forschung unter den Förderkennzeichen 02 S 7584 (EBER), 02 S 7788 (EBER II) und 02 S 8021 (EBER III) gefördert.
