Techniklexikon

Entsorgung radioaktiver Abfälle

Energietechnik, regenerierbare Energiequellen, Verbringung schwach- oder hochradioaktiver Abfälle in Zwischen- und Endlager oder in Wiederaufbereitungsanlagen. Radioaktiver Abfall ensteht bei der Herstellung von Nuklearwaffen, beim Betrieb kommerzieller Kernkraftwerke (Energietechnik), bei der Herstellung und Wiederaufarbeitung von Kernbrennelementen (Brennelemente), beim Uranbergbau sowie in der Nuklearmedizin. Neben der Aktivität der Abfallstoffe spielen für ihre Klassifizierung (Abfall, radioaktiver) und Entsorgung die Halbwertszeiten der Inhaltsstoffe eine wichtige Rolle. Während das Gefährdungspotential der Mehrzahl der Spaltprodukte eines Kernreaktors nach grössenordnungsmässig 1000 Jahren auf die Aktivität natürlicher Uranvorkommen abgesunken ist, ist dies bei den Actinoiden erst nach > 1 Mio. Jahren der Fall. Die Abfallstoffe müssen daher für geologische Zeiträume sicher von der Biosphäre abgeschlossen werden. Das Entsorgungskonzept in der Bundesrepublik Deutschland sieht eine direkte Verbringung in tiefe geologische Formationen vor, wobei für Stoffe mit geringer Wärmeentwicklung die ehemalige Eisenerzgrube Konrad (Salzgitter) sowie das ehemalige DDR-Endlager Morsleben dienen sollen (Abb. 3). Für alle anderen radioaktiven Abfälle, vor allem aber die hochaktiven, ist der Salzstock in Gorleben vorgesehen. Insbesondere die Wahl Gorlebens ist seit Jahren Gegenstand heftiger politischer Auseinandersetzungen. Spezifische Entsorgungskosten werden für den Schacht Konrad mit 10 000 DM/m³ Abfall sowie für Gorleben mit 600 000 DM/m³ Abfall angegeben. Vor der Einbringung in ein dauerhaft zu verschliessendes Endlager werden die hochaktiven Abfälle zunächst einige Jahrzehnte intern in den Kernkraftwerken oder in externen Zwischenlagern bis zum Abklingen der Radioaktivität der kürzerlebigen Isotope zwischengelagert. Weltweit wird die Endlagerung hochaktiver Abfälle in tiefen geologischen Formationen wie Granit, Salz, Ton oder Tuff favorisiert; andere diskutierte Alternativen wie die Versenkung auf dem Meeresgrund oder die Vergrabung in natürlichen oder künstlichen Inseln unterhalb des Meeresspiegels werden z.Z. nicht verfolgt. Eines der grössten Probleme bei der direkten Endlagerung besteht in den extrem langen Halbwertszeiten der Actinidenelemente (vor allem Isotope von U, Np, Pu, Am) sowie einiger Spaltprodukte wie ⁹⁹Tc oder ¹²⁹J. Daher wird z.Z. die Abtrennung dieser Isotope (Partioning) mit anschliessender Umwandlung in kürzerlebige Isotope (Transmutation) mit Hilfe von Neutronenbeschuss untersucht. So kann etwa ²⁴⁰Pu mit einer Halbwertzeit von 6550 a über die Reaktion  in überwiegend kurzlebige Spaltprodukte überführt werden, wobei sich die freiwerdende Bindungsenergie im Prinzip wieder zur Energieerzeugung nutzen lässt. Das Hauptproblem bei der Transmutation besteht derzeit noch in der hohen erforderlichen Abtrenngüte für die langlebigen Isoptope, die dieses Verfahren derzeit noch unrealistisch erscheinen lassen. [OP]

 

Entsorgung radioaktiver Abfälle: Überblick über bestehende sowie geplante Einrichtungen zur Entsorgung schwachradioaktiver Abfälle sowie über Pläne zur Entsorgung hochaktiver Abfälle. Weltweit ist z.Z. noch kein Endlager für hochaktive Abfälle realisiert. O = überirdische oder oberflächennahe Einrichtung; M = bergmännisch erstelltes Lager oder ehemaliges Bergwerk; ( ) = in Planung befindlich; K = kristallines Gestein (z.B. Granit); - = z.Z. kein Programm zur Entsorgung hochaktiver Abfälle.

Land	Einrichtungen für schwachaktive Abfälle	Geologische Formationen für hochaktive Abfälle (geplant)
Argentinien	(O)	K
Australien	(O)	-
Belgien	(O)	Ton
Brasilien	(O)	-
Bulgarien	O	-
China	(O)	K
Deutschland	M	Salz
Finnland	M	K
Frankreich	O	K, Ton
Grossbritannien	O, (M)	-
Indien	O	-
Italien	(O)	K, Ton
Japan	O	K, Ton, Tuff
Kanada	(O)	K
Süd-Korea	(O/M)	-
Niederlande	(M)	Salz
Norwegen	O, (M)	-
Polen	O	-
Slowakei	(O)	-
Südafrika	O	-
Spanien	O	K, Ton, Salz
Schweden	M	K
Schweiz	(M)	K, Ton
Tschechien	O, M	-
ex-UdSSR	O	K, Salz
Ungarn	O	-
USA	O	Salz, Tuff

 

Entsorgung radioaktiver Abfälle 1: Zeitverlauf des Gefährdungspotentials von entladenem Reaktorbrennstoff aus Druckwasserreaktoren bei Aufnahme über die Nahrung (Ingestionspfad)

Entsorgung radioaktiver Abfälle 2: Prozesse, bei denen radioaktiver Abfall entsteht, unter Berücksichtigung des militärischen Sektors.

Entsorgung radioaktiver Abfälle 3: Geologische Verhältnisse bei einem Endlager in einem Salzstock.