Die Bergung radioaktiver Abfälle aus der Schachtanlage Asse II zählt zu den technisch anspruchsvollsten Projekten im deutschen Umwelt- und Sicherheitsbereich. Um diese Aufgabe überhaupt umsetzen zu können, wird derzeit eine völlig neue Generation von Spezialmaschinen entwickelt.
Im Zentrum steht dabei ein ferngesteuerter Spezialbagger, den der Baukonzern Bilfinger gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) im Auftrag der Bundesgesellschaft für Endlagerung entwickelt.
Spezialbagger als Versuchssystem
Kern der Entwicklung ist ein hochautomatisierter Versuchsträger in Form eines multifunktionalen Baggers. Die Maschine ist mit speziellen Werkzeugen ausgestattet, darunter Greifer, Fräsen und Schaufeln, die auf die Bedingungen im Salzbergwerk ausgelegt sind.
Nach Angaben von Bilfinger werden Maschinen entwickelt, die "selbst unter extremen Bedingungen zuverlässig arbeiten". Standardtechnik würde in dieser Umgebung schnell an ihre Grenzen stoßen oder ausfallen. Der neue Bagger dient daher zunächst als Erprobungssystem, um die komplexen Handhabungsprozesse zu testen.
Steuerung aus sicherer Entfernung
Ein wesentlicher Bestandteil des Konzepts ist die vollständige Fernsteuerung. Die Bedienung erfolgt aus einem Leitstand über Tage. Das Fraunhofer IOSB bringt dafür seine Erfahrung aus der Robotik und aus Projekten für Arbeiten in menschenfeindlichen Umgebungen ein. Zum Einsatz kommt unter anderem eine sogenannte inverse Kinematik. Dabei geben Bediener lediglich die Zielposition eines Werkzeugs vor, während die Maschine den optimalen Bewegungsablauf selbst berechnet. Das soll die Präzision erhöhen und Bedienfehler reduzieren.
Wiederkehrende Abläufe, etwa das Ablegen geborgener Fässer in Transportbehälter, sollen perspektivisch automatisiert werden. Ziel ist eine gleichbleibend kontrollierte Durchführung der einzelnen Arbeitsschritte.
Oben rechts der Versuchsbagger, der sich in einem digitalen Nachbau des Salzstocks bewegen soll.
Digitaler Zwilling als zentrales Element
Bevor die Technik im Bergwerk eingesetzt wird, wird sie virtuell getestet. Dafür entsteht ein digitaler Zwilling der gesamten Anlage. In dieser Simulation lassen sich Bewegungen, Belastungen und mögliche Risiken im Vorfeld analysieren.
Der digitale Zwilling ermöglicht es, kritische Situationen zu erkennen, bevor sie real auftreten. So kann etwa überprüft werden, ob ein Greifarm ausreichend Bewegungsfreiheit hat oder ob ein Fass instabil liegt. Ergänzend wird eine reale Testumgebung aufgebaut, die die Bedingungen im Salzbergwerk nachbildet.
Arbeiten in einer instabilen Umgebung
Die Bedingungen unter Tage gelten als unberechenbar. Die Einlagerungskammern sind über Jahrzehnte gealtert, das Gestein ist feucht und teilweise instabil. Salzablagerungen überdecken einzelne Fässer, andere liegen frei oder sind beschädigt. Eine klassische Bergung mit Personal vor Ort scheidet daher aus.
Bereits vor mehr als 15 Jahren wurde politisch entschieden, die Abfälle zurückzuholen. Seitdem zeigt sich, dass die technische Umsetzung deutlich komplexer ist als zunächst angenommen. Jede Bewegung im Bergwerk muss kontrolliert erfolgen, da selbst kleine Eingriffe die Umgebung verändern können.
Generationenprojekt mit offenem Zeithorizont
Die Rückholung der Abfälle gilt als langfristiges Projekt. Jedes einzelne Fass muss identifiziert, gesichert und transportfähig gemacht werden. Gleichzeitig soll das Risiko für Personal minimiert werden. Die Bundesgesellschaft für Endlagerung setzt dabei auf die Kombination aus Spezialmaschinenbau und Robotik. Die Entwicklung des Bergungssystems läuft aktuell noch, ein konkreter Zeitplan für den großflächigen Einsatz unter Tage hängt vom Fortschritt der Erprobung ab.
Neben der eigentlichen Aufgabe in der Asse könnte die Technik auch in anderen Bereichen eingesetzt werden. Anwendungen sind etwa der Rückbau kontaminierter Anlagen oder Arbeiten in schwer zugänglichen Industrieumgebungen.
