AtomkraftwerkePlag Wiki
Advertisement

Wiederaufarbeitung und Transmutation > Transmutation

Die Idee: Atommüll umwandeln statt lagern

Bei der erstmaligen oder wiederholten Atomspaltung werden Neutronen freigesetzt, die aus dem vorhandenen Uran und Plutonium langlebige radioaktive Isotope erbrüten, sogenannte Transurane wie Plutonium, Neptunium, Americium und Curium, die zum Teil Hunderttausende bis zu einer Million von Jahren Strahlung freisetzen.

Wie soll man mit diesen Isotopen umgehen? Gibt es Alternativen zum Verschluss in Endlagern?

Der Begriff “Transmutation“ wurde ursprünglich von Alchemisten im Mittelalter für ihre Versuche verwendet, Blei in Gold zu verwandeln.[1] Vor Jahrzehnten wurde die Idee entwickelt, hochradioaktiven Abfall durch ein spezielles Verfahren umzuwandeln und dadurch zu entschärfen. Forschungsergebnisse dazu lieferte 1992 Charles D. Bowman vom Los Alamos National Laboratory. Der italienische Physiknobelpreisträger aus dem Jahr 1984, Carlo Rubbia, entwickelte die Idee weiter.[2]

Man separiert die hochradioaktiven Isotope aus den abgebrannten Kernbrennstäben (Partitionierung) und verwandelt sie durch Neutronenbeschuss in neue Isotope (Transmutation), wie z. B. Ruthenium oder Zirkonium, die entweder stabil sind oder nur noch einige hundert Jahre strahlen. In diesem Zusammenhang wurden diverse Projekte für Forschungsanlagen, spezielle Reaktoren und Neutronenquellen aufgesetzt, wie z. B. das Myrrha-Projekt im belgischen Mol,[3][4] sowie ein durch die Europäische Kommission finanziertes Forschungszentrum in Rumänien.[5]

An sich ist die Transmutation eine glänzende Idee, die in atomkraftfreundlichen Medien und wissenschaftlichen Publikationen immer wieder euphorisch angepriesen wurde und wird. So kündigte die "Welt" im September 2010 an, der Atommüll werde schon in 20 Jahren nicht mehr strahlen.[6]

Experimente im Labormaßstab

Dass mit der Transmutation große Hindernisse und Probleme verbunden sind, wird oft verschwiegen. So gibt es bislang nur Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Labormaßstab, aber keine funktionierende Anlage für Transmutation im industriellen Umfang. Solche Anlagen würden enorme Kosten verursachen.[7]

Gutachten, die von der Endlagerkommission in Auftrag gegeben wurden, ergaben, dass Transmutation im industriellen Maßstab frühestens in vier bis fünf Jahrzehnten möglich sein könnte. Eine neue kerntechnische Industrie müsste dafür aufgebaut werden "Etwa fünf bis sieben derartige Anlagen müssten schätzungsweise zwischen 150 und 300 Jahren laufen, um den gesamten deutschen Abfall zu transmutieren." All dies würde der Gesetzeslage in Deutschland widersprechen und wahrscheinlich keinen gesellschaflichen Konsens finden.[8]

Die technischen Probleme und Risiken sind immens. Die hochradioaktiven Substanzen müssten aus den Brennelementen herausgelöst, aufwändig voneinander getrennt und in die Transmutationsanlage transportiert werden.[9] Diese Partitionierung, eine Form von Wiederaufbereitung, wird als teuer und gefährlich angesehen. Bei der Transmutation würde ein einfacher Beschuss des radioaktiven Abfalls zu einer unkontrollierbaren Kettenreaktion führen, ein "unterkritischer" Betrieb ohne Kettenreaktion wäre andererseits unwirtschaftlich und zeitintensiv. Es müsste ein Teilchenbeschleuniger vorgeschaltet werden, der eine Kettenreaktion verhindert. Wirtschaftlich wäre Transmutation auch nur, wenn Plutonium weiterhin als Brennstoff verwendet würde, welches aber atomwaffengeeignet ist.[10]

Lösung des Müllproblems oder "Märchen für Nichtingenieure"?

Die Ansichten zur Transmutation liegen weit auseinander. Anbei eine Auswahl von Stellungnahmen:

Am Institut für Transurane (mittlerweile JRC genannt) in Karlsruhe und am Forschungszentrum Jülich wurde Transmutation als Option für die Zukunft angesehen und entsprechende Forschung betrieben. Joachim Knebel vom Karlsruher Institut für Technologie räumte 2010 ein, dass man vor großen Problemen bei der Transmutation stehe, diese aber in 20 Jahren gelöst sein könnten.[11] Die hessische FDP begrüßte die Transmutation im Jahre 2012.[12]

Michael Sailer, Vorsitzender der Entsorgungskommission (ESK) bezeichnete die Transmutation 2008 als "ein schönes Märchen für Nichtingenieure". Sie sei technisch noch nicht realisierbar, weshalb die Franzosen zwar auf diesem Gebiet forschen, die Endlagerung aber priorisieren. Außerdem entstehe bei der Transmutation neuer hochradioaktiver Atommüll, weshalb man an der Endlagerung nicht vorbeikomme.[13]

Wie das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) 2010 betonte, könne die Hoffnung auf eine fragliche technische Innovation in der Zukunft nicht eine Entscheidung in der Endlagerfrage ersetzen, die schnellstmöglich fallen müsse.[14] Denn radioaktive Abfälle müssten – bevor ein Verfahren zur Verfügung stünde – sicher gelagert und danach rückgeholt und – nach einer Transmutation – dennoch über Jahrhunderte gelagert werden.

Wolfgang Liebert, der Sprecher der Arbeitsgruppe IANUS an der TU Darmstadt, hielt die Idee zwar für "phantastisch". Es müsse aber erst gezeigt werden, dass entsprechende Reaktoren kontrolliert betrieben werden können[15] Der BN-800 zeigt das, der funktioniert seit 2014,

Jochen Stay von der Anti-Atom-Organisation ".ausgestrahlt" bezeichnete die Transmutation im April 2011 als "Märchen", das zur "Legitimation der Atomkraftnutzung" herangezogen werde, aber seit Jahrzehnten keine greifbaren Ergebnisse gebracht hat.[16]

Für Dietrich Schulze, einen Hochenergiephysiker, der 40 Jahre am Kernforschungszentrum Karlsruhe arbeitete und 20 Jahre Betriebsratsvorsitzender war, "ist die Transmutation von Atommüll nur ein weiterer Versuch, die Option auf den Wiedereinstieg offenzuhalten und die Plutoniumwirtschaft aufrechtzuerhalten." [2]

Bündnis 90/Grüne bezeichneten die Transmutation in einem Positionspapier aus dem Jahre 2011 als Irrweg. Sie verwiesen u. a. darauf, dass die Partitionierung von den meisten Fachwissenschaftlern für unmöglich gehalten wird und die Transmutation mit großen Risiken verbunden wäre: einer potenziellen Weitergabe von atomwaffenfähigem Material, einer neue Branche der Atomindustrie mit allen bekannten Gefahren (Anschläge, Strahlung etc.) sowie die Entstehung zusätzlichen atomaren Abfalls.[17]

Lothar Hahn, ehemaliger Geschäftsführer der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS), weist darauf hin, dass man die Technik nicht im Griffe habe. ""Es gibt neben den enormen Kosten hohe Sicherheits- und Strahlenschutzprobleme", so Hahn. Der Aufwand sei gemessen am Erfolg zu hoch." Deutschland als Atomaussteiger solle sich nicht darauf einlassen.[1]

Die neuerschaffene Endlagerkommission hat sich auch mit der Transmutation auseinandergesetzt. Im Protokoll ihrer zweiten Sitzung am 30. Juni 2014 wurde die Transmutation als denkbare Alternative zur Endlagerung genannt.[18]

Das Institut für Festkörper-Kernphysik (IFK) in Berlin betrachtet Transmutation als Bestandteil beim Betrieb des von ihnen propagierten Dual Fluid Reaktors.

Das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) bezeichnete 2021 die im Betrieb befindlichen russischen Reaktoren BN-600 und BN-800 als Beispiele für "fortgeschrittene Konzepte" im Bereich der Transmutation. Der BN-800 wird mittlerweile komplett mit MOX-Brennstoff betrieben. Neben der Plutoniumerbrütung wird für den BN-800 als Ziel auch die Transmutation Minorer Aktiniden genannt.[19]Beloyarsk (Russland)

Weitere Links

→ acatech: Partitionierung und Transmutation > Forschung – Entwicklung – Gesellschaftliche Implikationen vom Dezember 2013 (via WayBack)
→ Deutsche Welle: Die Entschärfung des Atommülls vom 26. April 2012
→ Welt Online: Ausgestrahlt vom 15. September 2010

(Letzte Änderung: 03.09.2023)

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 derwesten.de: So wird Atommüll weniger gefährlich vom 26. April 2013 (via WayBack)
  2. 2,0 2,1 taz.de: Transmutation von Atommüll - Der Traum vom Stein der Weisen vom 31. Juli 2011
  3. FAZ.net: Atommüll unter Beschuss vom 25. April 2006
  4. Physik-Journal 9 (2010) Nr.11: Transmutation von radioaktivem Abfall von 2010 (via WayBack)
  5. www.nuklearforum.ch: Europäische Kommission finanziert Forschungszentrum in Rumänien vom 25. September 2012
  6. Welt Online: Atommüll wird in 20 Jahren nicht mehr strahlen vom 14. September 2010
  7. Deutschlandfunk: Vom strahlenden Atommüll zum harmlosen Abfall vom 24. Mai 2011
  8. BfE: Faktencheck: Transmutation vom 6. Februar 2018 (via WayBack)
  9. Der Tagesspiegel: Das Ende der Strahlung vom 12. November 2008
  10. heise online: Die Hexer von Mol vom 10. September 2012
  11. Berliner Morgenpost: Atommüll wird in 20 Jahren nicht mehr strahlen vom 14. September 2010
  12. BundesPressePortal: Endlagerung von Atommüll / SÜRMANN: Transmutationstechnik schnellstmöglich auf den Weg helfen, statt wegschauen vom 24. September 2012 (via WayBack)
  13. stern.de: Experten-Interview: Wohin mit dem Atommüll? vom 22. August 2008
  14. Bundesamt für Strahlenschutz: Ohne Endlager geht es nicht vom 1. Dezember 2010 (via WayBack)
  15. Süddeutsche.de: Radioaktiver Abfall - Nukleare Müllverbrennung vom 8. Februar 2011
  16. IPPNW: Dokumentation des Live-Tickers zur "Ethikkommission für eine sichere Energieversorgung" vom 28. April 2014 (via WayBack)
  17. www.gruene-bundestag.de: Wie kann hochradioaktiver Atommüll verantwortbar endgelagert werden? – Positionspapier zur Rückholbarkeit – vom 25. Oktober 2011 (via WayBack)
  18. Deutscher Bundestag: Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe - Protokoll der 2. Sitzung vom 30. Juni 2014
  19. BASE: Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von Konzepten zu Partitionierungs- und Transmutationsanlagen für hochradioaktive Abfälle (S.130, S.149f.) vom März 2021
Advertisement