Hochradioaktiver Atommüll: Wie ein Super-Endlager aussieht
Die Standort-Suche für die Lagerung hochradioaktiver Abfälle dauert an. Gestein, Tiefe, Anlage: Welche Kriterien muss so ein Endlager erfüllen?
Die Oberflächenanlage hat auch die Funktion, das Lager sichtbar zu machen Infografik: Infotext
Von Anfang an war sie da, die große Frage. Schon 1957, als das erste deutsche Kernkraftwerk in Betrieb genommen wurde, lautete sie: Wohin nur mit dem radioaktiven Abfall?
Die Antwort wurde stets vertagt. Zwar gibt es mittlerweile mit der Anlage Schacht Konrad in Niedersachsen ein genehmigtes Endlager für schwach- und mittelradioaktive Abfälle. Doch ein geeigneter Standort für hochradioaktiven Müll ist bis heute nicht gefunden. Seit 2016 ist die Bundesgesellschaft für Endlagersuche (BGE) dafür zuständig. Sie hat sich vorgenommen, nicht irgendeinen geeigneten Ort zu finden, sondern den bestmöglichen. Dafür untersucht sie das Erdreich in ganz Deutschland, frühestens im Jahr 2046 soll der Standort feststehen.
So lange liegt der Müll in einem der 16 Zwischenlager herum. 647.000 Kubikmeter Atommüll werden laut der BGE insgesamt anfallen, etwa 5 Prozent davon hochradioaktiv. Die Zwischenlager befinden sich meist in direkter Nähe zu den Atomkraftwerken, damit die Transportstrecken kurz bleiben und weniger Menschen gefährdet werden. Eine langfristige Lösung bieten diese Lager nicht, denn Atommüll bleibt über Jahrtausende gefährlich.
Je nach Abfallart zerfällt Atommüll unterschiedlich schnell: Schwach- und mittelradioaktive Abfälle brauchen dafür mehrere zehntausend Jahre, hochradioaktiver Müll mehrere hunderttausend Jahre. Ein gemeinsames Endlager ist keine Option, da es zu Wechselwirkungen zwischen den Abfallarten kommen kann. Hochradioaktiver Abfall entwickelt zum Beispiel Wärme, schwach- und mittelaktiver Abfall entwickelt dagegen Gas. Kommen die beiden Abfallarten miteinander in Kontakt, kann das zu chemischen Reaktionen führen, die die Sicherheit des Endlagers gefährden.
Andere europäische Länder haben bereits Standorte für ihre Endlager gefunden. Finnlands Endlager befindet sich im Bau, in Schweden wurde 2022 der Standort genehmigt, die Schweiz will eine Anlage an der deutschen Grenze errichten. Deutschland hinkt hinterher, auch weil die Standortsuche an ein aufwendiges Auswahlverfahren geknüpft ist. Im ersten Schritt wurden dabei alle Gebiete ausgeschlossen, in denen wegen vulkanischer Aktivitäten, früherer bergbaulicher Tätigkeiten oder sonstiger geologischer Gegebenheiten die Errichtung eines Endlagers nicht infrage kommt. Die Ergebnisse dieses ersten Schritts präsentierte die BGE im Herbst 2020. Demnach kommen 90 sogenannte Teilgebiete geologisch für das Endlager in Frage, das umfasst mehr als die Hälfte der Fläche Deutschlands. Der umstrittene Salzstock in Gorleben ist nicht dabei. Im nächsten Schritt wird die Zahl der Regionen auf höchstens 4 reduziert.
Der wichtigste Faktor bei der Standortauswahl ist das sogenannte Wirtsgestein. Grundsätzlich kommen drei Materialien in Frage: Tongestein, Steinsalz und Granit, der in der Fachsprache Kristallin genannt wird. Ton hat den Nachteil, dass er wärmeempfindlich ist. Hochradioaktiver Müll gibt Wärme ab, deshalb erfordert die Lagerung im Tongestein viel mehr Platz als bei Kristallin, weil die Hitze auf eine größere Fläche verteilt werden muss. Tongestein hat aber gegenüber Kristallin den Vorteil, dass es beweglicher ist und daher tektonischen Veränderungen länger standhält, ohne Risse zu bekommen. Steinsalz kann zwar Wärme gut ableiten. Allerdings sickerte Wasser ins Endlager Asse, der Atommüll soll nun aus dem ehemaligen Salzbergwerk zurückgeholt werden.
Auch wenn Faktoren wie Tiefe und Größe des Endlagers noch nicht endgültig feststehen, hat die BGE erste konkrete Anforderungen berechnet. Dazu gehören die Stabilität des Wirtsgesteins, die Anzahl der Schächte und die Breite der Tunnel. Bei den Fragen nach den besten Behältern oder den Anforderungen an die Oberflächenanlage sind die Schweiz und Schweden schon etwas weiter. In unserer Grafik zeigen wir eine Auswahl an Kriterien, die das Atommüllendlager der Zukunft nach heutigem Wissensstand erfüllen muss.
So könnte ein Endlager für hochradioaktiven Müll aufgebaut sein Infografik: Infotext
Die Oberflächenanlage
Funktion Die Oberflächenanlage dient zunächst als Ort der Infrastruktur, wo Baumaterialien und Atommüll ankommen und unter die Erde verfrachtet werden. Doch auch langfristig erfüllt der Ort eine wichtige Aufgabe: Er muss für die Nachwelt als Kennzeichnung dienen.
Langfristigkeit Hochradioaktiver Müll braucht mehrere hunderttausend Jahre, bis er nicht mehr gefährlich ist. Das ist eine unfassbar lange Zeit, in der wir uns schon längst zu einer neuen Spezies weiterentwickelt haben könnten. Aliens könnten sich auf der Erde angesiedelt haben. Wie warnt man also nachfolgende Lebewesen, bei denen wir keine Ahnung haben, wie sie kommunizieren werden, vor dem, was sich unter dem Erdboden befindet?
Ideen Um das Wissen zu bewahren, wurden schon unzählige Möglichkeiten in Erwägung gezogen: von Katzen, die zu leuchten anfangen, wenn sie über radioaktiven Müll laufen, bis zu geheimen Orden, die das Wissen von Generation zu Generation weitergeben. In der Schweiz soll die Oberflächenanlage zu einer Art Museum umfunktioniert werden. Alles Wissen über den Standort wird auf unterschiedlichen Medien gespeichert. Das Ziel: Die Informationen müssen langfristig auffindbar bleiben. Für Deutschland gibt es solche konkreten Pläne noch nicht.
Das Wirtsgestein
Material Der wichtigste Faktor für die sichere Einschließung des Mülls ist das Gestein. Grundsätzlich in Frage kommen dafür Granit, Ton und Salz, weil sie besonders gut abdichten. Keins dieser Gesteine ist besser als das andere, alle haben Vor- und Nachteile.
Stabilität Die Gesteinsschicht muss breit und hoch genug sein, um das gesamte Endlager zu umschließen. So können keine strahlenden Teilchen entweichen. Außerdem muss der Bereich tektonisch stabil sein, damit keine Risse im Gestein entstehen. Es kommen deswegen nur Bereiche in Frage, in denen es seit mindestens einer Million Jahren keine wesentlichen Änderungen gab, etwa durch vulkanische Aktivität oder durch Bergbau. Als günstig gelten nur Gebiete, in denen es seit mehr als zehn Millionen Jahren keine oder nur minimale Bewegung gab.
Die Lagerung der Atommüll-Behälter Infografik: Infotext
Die Behälter
Anforderung Den perfekten Endlagerbehälter gibt es noch nicht. Das Umweltministerium hat im Herbst 2020 verordnet, dass hochradioaktiver Atommüll 500 Jahre lang bergbar bleiben muss. Das bedeutet: Auch in 500 Jahren müssen zukünftige Generationen in der Lage sein, die Behälter aus dem Endlager zu heben. Damit das klappt, müssen die Behälter über diese Zeitspanne dichthalten.
Planung Schweden plant die Endlagerung in Kupferkapseln, deren Beständigkeit wissenschaftlich aber umstritten ist. Auch die Schweiz hat noch keine Lösung für das Behälterproblem gefunden.
Die Schächte
Beschränkung Das Endlager der Zukunft soll zwei Zugänge haben. Mehr sollen es nicht werden, damit das Wirtsgestein nicht mehr als nötig verletzt wird.
Trennung Der Bergbauschacht dient in erster Linie als Zugang für Arbeiter:innen und Geräte. Über diesen Schacht fließt zudem Frischluft ins Bergwerk hinein. Der Endlagergebinde-Transportschacht ist dem Atommülltransport vorbehalten. Die strikte Trennung ist wichtig, um im Falle eines Lecks den Bergarbeiter:innen eine sichere Flucht zu ermöglichen. Damit in diesem Fall auch die Luft auf der Bergbauseite frei von Radionukliden bleibt, fließt die Luftzufuhr über diesen zweiten Schacht wieder ab.
Dieser Text stammt aus der wochentaz. Unserer Wochenzeitung von links! In der wochentaz geht es jede Woche um die Welt, wie sie ist – und wie sie sein könnte. Eine linke Wochenzeitung mit Stimme, Haltung und dem besonderen taz-Blick auf die Welt. Jeden Samstag neu am Kiosk und natürlich im Abo.
Das Tiefenlager
Gliederung Das Tiefenlager teilt sich in zwei Abschnitte: den Infrastrukturbereich und den Einlagerungsbereich. Im Infrastrukturbereich befinden sich Werkstätten, Lagerräume und Arbeitsplätze für die Arbeiter:innen. Die Einlagerung erfolgt je nach Gestein in etwa fünf Meter breiten Stollen.
Einlagerung Mithilfe von Baggern oder ähnlichen Fahrzeugen werden die Behälter in die Stollen gebracht. Dort werden sie auf einem Bentonitsockel deponiert. Im Verlauf der Einlagerung werden die Stollen dann mit Bentonit verfüllt. Diese Tonmischung soll das Endlager stabilisieren und als eine weitere Barriere für radioaktives Material dienen. Das Gestein zwischen den Stollen isoliert die Wärme der Behälter, die nicht zu groß werden darf, damit der Stollen nicht rissig wird.
Leser*innenkommentare
tomás zerolo
WEIDLE STEFAN
O, ja, prima Idee! Lasst uns eine Bürgerinitiative gründen "Atom-Endlager in Bayern!"
Schliesslich stammen unsere Atomminister [1] alle von dort :-)
[1] de.wikipedia.org/wiki/Atomminister
silicananopartikel
Ich will so eine Katze
Herma Huhn
@silicananopartikel Dann aber nicht vergessen, das Uran-Steinchen ins Wohnzimmer zu legen, damit Sie das Leuchten auch sehen können. ;-)
Man sieht: schlechteste Idee zur Sicherung des Mülls.
83191 (Profil gelöscht)
Gast
Der entscheidendste Punkt bei den Anforderungen ist hier leider nicht genannt worden.
Die Schweiz setzt als Einschlusszeit 200.000 Jahre an. In Skandinavien sind es mind. 100.000. In Deutschland 1 Million.
Diese Anforderung alleine bricht den allermeisten Konzepten das Genick. Ist sie notwendig? Das bezweifle ich, kann man drüber streiten. In jedem Fall ist es nicht verwunderlich, dass es bei derart abgeschwächten Anforderungen in anderen Ländern schneller voran geht
Ingo Bernable
@83191 (Profil gelöscht) Die gängigen Bautechniken sind auf eine Haltbarkeit von 60-120 Jahren ausgelegt. Die ältensten noch stehenden Gebäude sind keine 10.000 Jahre alt und wären kaum in der Lage hochradioaktives Material sicher einzulagern. Es ist also kaum rational anzunehmen, dass die Probleme bei der Planung erst jenseits der Standsicherheit von 100.000 Jahren einsetzen.
83191 (Profil gelöscht)
Gast
@Ingo Bernable Da werden keine Gebäude gebaut, sondern Bergwerkstunnel wiederverwendet.
Und doch, diese Zeitsprünge sind ein Problem. In dem Fall geht es zB um Korrosion der Kupferfässer (auslaufen) und ein verhindern des Kontaktes mit Grundwasser. Hinzu kommt geologische Sicherheit. Erdbeben sind ne Katastrophe für das Fundament, was auslaufende Flüssigkeit auffangen und damit die kontamination verhindern soll.
Korrosion und Erdbeben Wahrscheinlichkeiten steigen halt mit dem betrachteten Zeitraum. Das Konzept in Skandinavien (kupferfässer im salzstollen) war auch in Deutschland in der Prüfung, und ist an dieser 1.000.000 Jahre Hürde gescheitert.
WeisNich
Warum nicht Mega-Endlager?
Wer denkt sich die Titel aus.
Und wer ist auf die Idee gekommen, Rücksicht auf Aliens zu nehmen? Die haben außerdem Neutrinohanddetektoren, wenn sie Hände haben.
Rolf Zimmermann
@WeisNich Für hochradioaktiven Abfall, der sehr sehr lange gefährlich bleibt, brauche ich ein Endlager, was sogar kommende Eiszeiten mit einkalkuliert. Daher ist es kein profanes Endlager, kein gutes Endlager sondern ein super Endlager. Frau Hilpert hat das schon sehr gut didaktisch aufbereitet. Man muss es nur verstehen wollen.
WeisNich
@Rolf Zimmermann Na, wenn sie meinen. Ich dachte immer, Endlager heißt für immer.
Rolf Zimmermann
Die Idee mit den Katzen scheint mir durch Tolkien inspiriert zu sein und vom blauleuchtenden "Stich". Aus biologischer Sicht mehr als fragwürdig, aber eine nette Anekdote, um den trockenen Stoff etwas zu würzen.
Pfanni
„Sie (=die Bundesgesellschaft für Endlagersuche (BGE)) hat sich vorgenommen, nicht irgendeinen geeigneten Ort zu finden, sondern den bestmöglichen“
Darf ich mal Hellseher spielen? Egal, welchen Standort die BGE als „bestmöglich“ einschätzt: Augenblicklich werden sich die dort ansässigen Aktivisten erheben und hunderte Gründe finden, weshalb dieser der ungeeignetste Ort ist. Weil die Staatsmacht nicht darauf eingehen wird, werden Demos und andere Aktionen organisiert. Aktivisten und Polizisten werden teils ohne und teils mit Gewalt aufeinander losgehen, siehe Lützerath. So vergeht weitere Zeit. Tröstlich: Man muss nur ein paar hunderttausend Jahre warten, dann hat das Zeug sowieso ausgestrahlt!
Rolf Zimmermann
@Pfanni Um eben diese Reaktion zu verhindern, wurde das Nationale Begleitgremium als Kontrollinstanz installiert und durch das Beratungsnetzwerk auch zufällige BürgerX einbezogen. In der Theorie ein guter Plan, nur die Umsetzung hakt ein wenig...
tomás zerolo
Wer bezahlt das alles?
Mopsfidel
@tomás zerolo Die viel größere Frage ist wohl: wer kümmert sich in 500, in 1000 oder gar in 10.000 Jahren um dieses Lager?
Herma Huhn
Ich stelle mir gerade vor, wie in 3000 Jahren die Ruinen vom Schweizer Museum gefunden werden:
Eine sensationelle Entdeckung, die uns die Informationslücken füllen könnte, die entstanden, weil in den Anfangsjahren der Digitalisierung keinerlei Wert auf Haltbarkeit der Daten gelegt wurde.
Leider können wir die Sprache der Informationstafeln nicht entschlüsseln. Doch es gibt Hinweise darauf, dass hier beschrieben wurde, was unter der Anlage vergraben wurde. Wir starten nächste Woche mit umfangreichen Grabungsarbeiten. Wenn wir erst wissen, was dort vergraben liegt, können wir vermutlich auch die Informationstafeln entschlüsseln.
Bolzkopf
Es ist völlig müßig und reine Augenwischerei Kriterien für ein ENDLager festlegen zu wollen.
Es kann kein ENDLager geben sondern bestenfalls ein DAUERLager (dass im Gegensatz zu einem ENDLager) wieder aufgegeben werden kann.
Der Mensch war und ist nicht in der Lage irgendeine Art von Gebäude für die (relative) Ewigkeit zu errichten.
Es ist so sinnlos wie die Erfindung eines Perpetuum Mobiles oder die Division durch Null.
Und nebenbei bemerkt: Das wird uns bei den Giftmülldeponien auch noch krachend auf die Füße fallen.
Rudi Hamm
@Bolzkopf Ich stimme dir uneingeschränkt zu
Hugo
Die Finnen lagern befahrbar; die Franzosen verklappen. "Wir" (und die Schweiz) wollen auch verklappen und wissen ned, was "wir" für nen Schild obendrauflegen.
Ich bin gegen das Verklappen, es verbaut "uns" (und den Schweizern und den Franzosen) die Möglichkeit, den Müll irgendwann doch nochmal in irgendeiner Art und Weise aufzubereiten.
Bolzkopf
@Hugo Bin mal gespannt, wann die ersten Staaten Reparationen von den Atomumweltverseuchern fordern...
Aber so lange die Atomlobby funktioniert wird das nicht geschehen.
Ganz im Gegenteil. Die internationale Gemeinschaft pumpt Milliarden in die Bescherrschung der Katastrofen und spendiert den Verursachern sogar das teuerste Gebäude der Welt: 935Millionen Euro allein für den neuen Sarkophag von Tschernobyl.
Benediikt Brandes
Ergänzung:
Radioaktivität von abgebrannten Brennelementen sinkt unter die von Uranerz nach ca. 250.000 Jahren.
Aber schon nach ca. 5000 Jahren sinkt dies unter der reines Urans.
Die Pyramiden bieten sich daher als Endlager geradezu an…
Ingo Bernable
@Benediikt Brandes Es gibt keine ungefährliche Strahlendosis. Bei der Wismut AG löste die Strahlung von 'natürlichem' Uranerzt zig-tausende Fälle von Lungenkrebs aus. Und dort wo aktuell Uranerz abgebaut wird, etwa in Niger führt das ebenfalls zu vergleichbaren Folgen. Wie geführlich hochradioaktiver Müll nach nur 5000 Jahren noch immer ist dürfte damit vielleicht etwas besser einschätzbar sein.
Rudi Hamm
Wieso eigentlich nur "in die Tiefe"?
Können nicht genau dort Dinge passieren wie Risse und Wassereinbruch durch Erdbeben, Verschüttungen, Grundwasserkontamination?
Wieso nicht in Stollen eines Granitbergs, weit über jedem möglichen Grundwasserspiegel. In Behältern auf Schienen so gelagert, dass man es im Gefahrenfall raus fahren und umlagern kann?
O.K., dann wäre Bayern auch ein Kandidat für die Endlagerung und das will kein "König von Bayern".
Ich prophezeie mal, dass wir den Dreck langfristig in einem dritte Welt Land verbuddeln und "auf Nimmerwiedersehen" auf die Fässer schreiben.
Herma Huhn
@Rudi Hamm Regenwasser fließt nach unten. Damit sind Lagerstätten oberhalb des Grundwasserspiegels immer gefährdet. Das Zeug muss unterhalb der Wasserschichten gelagert werden, wenn dann etwas eindringt, fließt zumindest nichts ab.
Es darf nur nicht, wie beim Salz durch das Wasser hochgedrückt werden.
Hugo
@Herma Huhn Das Argument mit dem Wasser ist hinfällig, da RUDI HAMM (wie ich auch) ne begeh/fahrbare Lagerung ins Spiel bringt.
Ingo Bernable
@Rudi Hamm Weil die Sicherheit auch ohne menschliches Eingreifen gewährleistet sein muss. Staaten halten idR ein paar Jahrzehnte bis Jahrhunderte und auch ein "Geheimorden" wird eher früher als später zerfallen. Die Idee man könne da für 1 Mio. Jahre einen Hausmeisterservice organisieren ist eben doch eher abwegig.
Bolzkopf
@Ingo Bernable Möchte an der Stelle nur mal an die Altlasten des WK2 im Mittelmeer erinnern. Die Mafia hatte dort Sprengstoff geborgen und für Mordanschläge verwendet ...
Also mit einem Hausmeisterservice ist es nicht getan ...
Weidle Stefan
Es gibt noch ein Kriterium, dass als unumstößlich gilt, weil es die Geschlossenheit der Union zerstören würde: Kein Standort in Bayern!
Weil es dort aber ein paar potenzielle Top-Standorte mit recht guten Umgebungsbedingungen zu geben scheint, geht das nicht vor 2046, denn dann sind alle heute Entscheidenden tot, oder dement.