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Abgenutzte Brennelemente, die später den Wiederaufbereitungsanlagen zugeführt werden sollen, müssen in sogenannten Zwischenlagern gelagert werden. Das wohl bekannteste Brennelemente-Zwischenlager Gorleben wurde 1983 fertiggestellt. Erst 12 Jahre später wurde der erste Castor-Behälter eingelagert. In Gorleben soll Atommüll aus deutschen Atomkraftwerken für einige Jahrzehnte gelagert werden. Mit der atomrechtlichen Genehmigung vom Juni 1995 ist ein Einlagerungszeitraum von 40 Jahren bewilligt worden. Zwischengelagert werden radioaktive Brennelemente bis zu deren Wiederaufbereitung oder bis zur direkten Endlagerung. Außerdem sollen in Gorleben hochaktive Abfälle aus der Wiederaufbereitung in Form von sogenannten HAW(high active waste)-Glaskokillen bis zu einer möglichen Endlagerung zwischengelagert werden.
Das Zwischenlager-Kozept sieht vor, daß die Atomabfälle während der gesamten Lagerzeit in den Transportbehältern (zumeißt Castor-Behälter) verbleiben. Daher auch der Name "Transportbehälterlager Gorleben". Der sicherheitstechnische Ansatz geht davon aus, daß die Behälter auch langfristig dicht bleiben. Sowohl die bestrahlenden Brennelemente als auch die HAW-Glaskokillen werden trocken in gasgefüllten Behältern aufbewahrt. Die Wärmeabfuhr aus der Lagerhalle erfolgt mittels Belüftungsöffnungen im unteren Teil der Wände und Entlüftungsöffnungen im Dachbereich. Die Außenwände sind zum unteren Bereich hin von 20cm Dicke auf 50 cm verstärkt, um eine erhöhte Strahlenabschirmung zu erreichen. Eine Filterung der Abluft ist nicht vorgesehen. Eine Be- oder Entladung bzw. eine Be- oder Verarbeitung der Brennelemente oder der HAW-Glaskokillen soll in Gorleben nicht stattfinden. Im Inneren der Lagerhalle werden die einzelnen Lagerbehälter einfach auf bestimmte Plätze gestellt.
Das Betriebsgelände des Zwischenlagers Gorleben ist umgeben von einem bis 5 Meter hohen Erdwall.
Gorleben erhielt vom Bundesamt für Strahlenschutz die Genehmigung, maximal 3800 Tonnen Atommüll mit insgesamt maximal 2x1020 Bequerel Radioaktivität und höchstens 16 Megawatt Wärmefreisetzung bis zum 31.12.2034 aufzubewahren. Diese Menge darf auf maximal 420 Stellplätzen in verschiedenen Behältertypen gelagert werden.
Die Betreiber der Atomkraftwerke zahlen für jeden Stellplatz egal ob genutzt oder leer 50000,-DM im Jahr.
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