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Entsorgung und Endlagerung von radioaktivem Abfall
Was ist Atommüll und wo entsteht er?
Alle radioaktiven Materialien, die bei der Nutzung von Radioaktivität durch den Menschen entstehen und keinen anderen Verwendungszweck mehr finden, werden als radioaktiver Abfall bezeichnet.
Dieser atomare Müll entsteht in verschiedenen Sektoren:
Forschung
Industrie (z.B. Leuchtfarben)
Medizin ( Nuklearmedizin, Strahlentherapie)
Urangewinnung (Abwässer)
Atomwaffenproduktion
Kernkraftwerken ( Atomkraftwerke, Brennstoffkreislauf, Wiederaufbereitung)
Aktivität von Atommüll
Radioaktiver Abfall wird je nach Aktivität in 3 Gruppen eingeteilt:
Schwachaktiver Atommüll: Aktivität < 3,71*10^9 Bq
Mittelaktiver Atommüll: 3,71*10^9 Bq> Aktivität< 3,71*10^13 Bq
Hochaktiver Atommüll: Aktivität >3,71*10^13Bq
Produktionsmengen von Atommüll
Täglich wird in deutschen Atomkraftwerken ca. 1,3 t radioaktiver Abfall erzeugt. Weltweit beträgt die Menge ca. 20 t. Bis alle deutschen Atomkraftwerke abgeschaltet sind, werden voraussichtlich noch 18.ooo t Müll anfallen.
Entsorgung von Atommüll
Der Müll muss zur Entsorgung erst in eine entsprechende Form gebracht werden.
1. Flüssige hochradioaktive Abfälle werden in Glas eingeschmolzen, danach in Stahlformen
(Kokillen).
2. Mittel- und schwachradioaktive Abfälle werden in Spezialöfen verbrannt. Die Asche wird mit Zement vermischt und in Fässer gefüllt ® Endlagerung in alten Bergwerken oder Salzstöcken
3. Gasförmige Abfälle werden durch besondere Behandlungsschritte in feste Formen überführt.
4 Andere Abfälle werden in Hochdruckpressen kompaktiert und dann ebenso je nach Aktivität behandelt.
Die im Kernkraftwerk abgebrannten Brennelemente werden in ein reaktornahes mit Wasser gefülltes Abklingbecken gelegt ® Radioaktivität verringert sich ( innerhalb eines Jahres um 1/30). Daraufhin werden die Brennstäbe zum Transport in Castoren verpackt.
CASTOR:
Spezialbehälter für abgebrannte Brennelemente. Der Name steht für cask for storage and transport of radioactive material ( Behälter zur Lagerung und zum Transport radioaktiven Materials). Die Behälter sind 5-6 Meter hoch, haben einen Durchmesser von 2,5 m . Die Außenwand ist 450mm stark und besteht aus Grauguss. In der Wand des Gusskörpers sowie im Deckel- und Bodenbereich sind Stäbe zur Neutronenabschirmung angebracht. Der Behälter wird von einem Deckelsystem aus Primär- und Sekundärdeckel verschlossen. Ein Druckschalter überwacht permanent die Dichtheit. An Kopf- und Fußende befinden sich Tragevorrichtungen. Die Wärme beträgt im Innern der Castoren zwischen 400-500 Grad. An den berührbaren Stellen < 50°C
Tests zur Sicherheit von Castoren:
Fall des Behälters aus neun Meter Höhe auf ein praktisch unnachgiebiges Fundament
(Betonsockel von 1000 Tonnen, abgedeckt mit einer 35 Tonnen schweren Stahlplatte).
Feuertests bei einer Temperatur von mehr als 800°C über die Dauer von einer halben
Stunde.
Beschuss des Behälters mit einem Flugkörper von etwa einer Tonne Gewicht mit nahezu
Schallgeschwindigkeit
Standhalten von Wasserdruck, der in einer Wassertiefe von wenigstens 200 Metern herrscht
Freier Fall aus 1 Meter Höhe auf einen Stahldorn von 15 cm Durchmesser
Eintauchprüfung in Wasser über 8 Stunden in 15 Metern Tiefe
In diesen Behältern werden die Brennstäbe in die sog. Zwischenlager transportiert.
Zwischenlager:
Dort werden abgenutzte Brennelemente oder Glaskokillen mit flüssigem hochradioaktivem Abfall zwischengelagert. Da der Atommüll weiterhin Wärme abgibt, muss das Zwischenlager gekühlt werden. 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. In Deutschland gibt es z.Zt.2 Orte, die als Zwischenlager bezeichnet werden können:
Ahaus: 420 Stellplätze
Gorleben: 420 Stellplätze
Aus diesen Zwischenlagern gelangt der Atommüll entweder in eine Wiederaufbereitungsanlage(z.B. La Hague, Sellafield) oder nach jahrzehntelanger Lagerung( höchstens 40 Jahre) in eine Konditionierungsanlage, wo er für die Endlagerung präpariert wird.
Endlager:
Da 1984 die Versenkung von Atommüll verboten worden ist, musste eine andere Lösung gefunden werden. Schwach- und mittelaktiver Atommüll wird in Salzstöcken oder stillgelegten Bergwerken endgelagert. Der Atommüll wird hier in mehreren Etagen unter der Erde deponiert. In die oberen Etagen werden die schwach radioaktiven Abfallfässer gestapelt und mit Salz bedeckt. In besonderen Betonabschirmbehältern werden mittelradioaktive Abfälle in den unteren Etagen des Salzstocks gelagert, welche von Menschen nicht mehr betreten werden dürfen. Salzstöcke eignen sich besonders zur Endlagerung wegen der leichten Verformbarkeit des Salzes und da ein Wassereinbruch sehr unwahrscheinlich ist.
Endlager für schwach- und mittelaktiven Atommüll in Deutschland:
Forschungsbergwerk Asse: geschlossen, 45.000 m³ Abfall
Salzstock Morsleben: geschlossen, 36.000 m³ Abfall
Voraussetzungen für ein sicheres Endlager für hochradioaktiven Abfall:
· Freisetzung von Schadstoffen muss ausgeschlossen werden können
· Kontrollierbarkeit/ Korrigierbarkeit muss gegeben sein
· Bezahlbarkeit
· Sicherheit vor Terrorangriffen
Mögliche Varianten der Endlagerung:
· Lagerung im tiefen geologischen Untergrund (Salzstock/ Bergwerk)
· Lagerung an oder nahe der Oberfläche
· Abtrennung und Transmutation der langlebigen Stoffe, sodass der Gefährdungszeitraum noch höchstens 1000 Jahre beträgt
Keine dieser Varianten erfüllt alle Voraussetzungen. Kein Land der Welt hat bis heute eine Möglichkeit zur sicheren Endlagerung von hochradioaktivem Abfall gefunden.
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