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1 Einleitung

1.1 Anwendung und Inhalt der Leitlinie

Die vorliegende Leitlinie betrifft die Auslegung von verschraubten Deckel- und Lastanschlagsystemen von Transportbehältern für radioaktive Stoffe. Sie legt Auslegungsanforderungen bezüglich der Lastannahmen, des Einsatzes von Berechnungsverfahren und der Bewertungskriterien fest. Die Leitlinie bezieht sich primär auf die in [20] hinsichtlich ihrer Auslegungsmerkmale definierten Behälter für Typ B(U)-Versandstücke, kann jedoch auch auf andere, für den Transport von radioaktiven Stoffen verwendete, Behälter entsprechend übertragen werden.

In dieser Leitlinie wird die isolierte Betrachtung einzelner Bauteile durch eine Systembetrachtung erweitert, um auch die Wechselwirkungen zwischen den Bauteilen zu erfassen. Dabei werden ausgehend vom Versandstück das Verschlusssystem mit mehreren Deckeln bzw. Deckelsystemen und das Lastanschlagsystem behandelt. Diese Betrachtung wird ergänzt durch Untersuchungen einzelner Bauteile dieser Systeme. Diese Hierarchie der Modellbildung ermöglicht das Berücksichtigen von vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Teilsystemen des Versandstücks, zwischen Teilsystem und zugehörigen Bauteilen sowie zwischen einzelnen Bauteilen.

Ein Lastanschlagsystem besteht beispielsweise aus einem Lastanschlagpunkt (Tragzapfen, Greifpilz o. a.) und der zugehörigen Verschraubung. Ein Deckelsystem umfasst neben den eigentlichen Deckeln (Primärdeckel, Sekundärdeckel, Kleindeckel, etc.) die dazu gehörenden Verschraubungen und Dichtungen.

Grundlage für die Betrachtung der Deckelsysteme sind die aus dem Gefahrgutrecht resultierenden Anforderungen für Routine-, normale und Unfall-Beförderungsbedingungen von Versandstücken für radioaktive Stoffe. In dieser Leitlinie werden zusätzlich die bei der Montage der Schraubenverbindungen zu beachtenden Kriterien erläutert.

Bezüglich der Lastanschlagsysteme werden in dieser Leitlinie neben dem Nachweis für den Montagezustand der Verschraubungen auch die Anforderungen an die statische Festigkeit und die Ermüdungsfestigkeit der Systemkomponenten behandelt. Die Anforderungen berücksichtigen die Belastungen der Lastanschlagsysteme sowohl bei der Kranhandhabung als auch beim Transport auf öffentlichen Verkehrswegen (Routine-Beförderungsbedingungen [20]). Bei den Kranhandhabungen wird zwischen Handhabungen innerhalb und außerhalb des Geltungsbereichs der sicherheitstechnischen Regeln des kerntechnischen Auschusses (KTA) unterschieden.

Diese Leitlinie beschränkt sich auf die Fragen des allgemeinen Spannungsnachweises und des Ermüdungsfestigkeitsnachweises von als fehlerfrei vorausgesetzten Bauteilen. Für eine bruchmechanische Bewertung sind gegebenenfalls zusätzliche Nachweise erforderlich, beispielsweise auf der Grundlage derLeitlinie zur Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit für Transport- und Lagerbehälter für radioaktive Stoffe ( BAM-GGR 007) [4] oder anderer anwendbarer Vorschriften wie der FKM-Richtlinie zum bruchmechanischen Festigkeitsnachweis [17].

Die in dieser Leitlinie angegebenen Sicherheitsfaktoren setzen eine realitätsnahe bzw. konservative Modellbildung voraus. Dafür verwendete Lastannahmen, Werkstoffkennwerte und geometrische Idealisierungen sind entsprechend zu begründen.

Diese Leitlinie wurde erstellt vom Fachbereich 3.3 der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung im Zuge des früheren Projekts "0207-3.32-0090: Sicherheitstechnische Begutachtung und Bauartprüfung von Transportbehältern für radioaktive Stoffe", um die wesentlichen Gesichtspunkte für den Nachweis der Deckel- und Lastanschlagsysteme von Transportbehältern für radioaktive Stoffe zusammenzustellen. Es ist Aufgabe des Antragstellers zu prüfen und gegebenenfalls zu begründen, ob die Maßgaben dieser Leitlinie jeweils ergänzt oder modifiziert anzuwenden sind. Im Gegensatz zu der in dieser Leitlinie genannten Vorgehensweise sind alternative Nachweiskonzepte zulässig, wenn die Einhaltung gefahrgutrechtlicher Schutzziele gewährleistet werden kann.

1.2 Rechtsgrundlagen

Die Basis der anzuwendenden gefahrgutrechtlichen Regelwerke für den Transport radioaktiver Stoffe sind die Empfehlungen der Internationalen Atomenergieorganisation (IAEA) [20]. Die genannten Empfehlungen sind für die verschiedenen Verkehrsträger Straße, Schiene, Wasser und Luft über die Gefahrgutvorschriften in verbindliches nationales und internationales Recht überführt worden.

Die gefahrgutrechtlichen Regelwerke zielen bei der Auslegung von Transportbehältern für radioaktive Stoffe vor allem auf die Erfüllung folgender Funktionen ab:

• Dichte Umschließung des radioaktiven Inhalts (sowohl Integrität als auch Dichtheit)
• Abschirmung der ionisierenden Strahlung des Inhalts
• Gewährleistung der Unterkritikalität des Inhalts (bei spaltbaren Stoffen)
• Schutz vor Schäden durch Wärmeentwicklung.

Die Deckelsysteme der Transportbehälter müssen neben der Abschirmung auch den sicheren Einschluss des Inhalts mit spezifizierten Anforderungen an die Dichtheit der Behälter gewährleisten. Lastanschlagsysteme sollen die sichere Handhabung der Behälter und ihrer Bauteile, z.B. Deckel, und ggf. die sichere Arretierung der Behälter auf dem Transportmittel gewährleisten.