Das Konzept der Endlagerung

Das Konzept der Endlagerung beruht auf folgenden Prämissen:

 

1. Wir wissen nicht, wie wir mit Atommüll verantwortlich umgehen können.

2. Der Betrieb von Bergbaustollen ist wirtschaftlich kalkulierbar.

3. Widerstand gegen Endlagerpläne lässt sich durch Öffentlichkeitsarbeit, finanzielle Anreize oder Polizeigewalt minimieren, wobei letztere am wenigsten zu dauerhaften Erfolgen führt.

4. Wenn wir den Atommüll tief genug unter der Erde vergraben, wird er zumindest uns und unseren Kindern keine größeren Probleme bereiten.

5. Welche Probleme ferne Generationen mit dem Atommüll haben, ist uns gleichgültig.

 

Ausgehend von diesen Prämissen ist die Idee hinter den heutigen Endlagerplänen folgende: Man benötigt tiefe Stollen mehrere Hundert Meter unter der Erde, die möglichst hermetisch gegen Wassereintritt abgeriegelt sein müssen. Zwar sind in Gestein grundsätzlich geringe Mengen an Wasser enthalten; aber wichtig ist vor allem, dass keine Risse im Gestein vorhanden sind, durch die ein Wasseraustausch mit höheren Zonen stattfinden kann. Sonst könnten radioaktive Stoffe ins Grundwasser oder bis in die Wurzeltiefe von Pflanzen gelangen und weitflächige Areale verseuchen.

Lagerung und Korrosion der Behälter

In diesen tiefen Stollen verteilt man dann die Atommüllbehälter so, dass sie nicht zu dicht liegen. Dies ist notwendig, da sie Hitze entwickeln. Liegen sie zu dicht, steigt die Temperatur im Gestein deutlich an, was die Integrität des Gesteins beschädigen könnte und die Korrosion erhöht.

Die Behälter werden dann im Lauf der Jahrtausende – je nach Wassergehalt des Wirtsgesteins – immer weiter korrodieren und sich schließlich langsam auflösen. Die nächste Barriere besteht dann aus den Brennstäben bzw. dem Kristallgitter der Gläser oder Keramiken, in die der Atommüll eingearbeitet ist. Auch diese sind nicht ewig haltbar. Insbesondere ist noch zu wenig über die Langzeitwirkung radioaktiver Strahlung auf das Kristallgitter von Gläsern bekannt, um deren Haltbarkeit genau einschätzen zu können.

Spätestens nach einigen Tausend bis Zehntausend Jahren – vielleicht aber auch schon früher – verwandelt sich das Endlager in eine Mischung aus Wirtsgestein und den verbliebenen, noch nicht zerfallenen radioaktiven Substanzen, die in das umliegende Gestein hinein diffundiert sind. Zu diesem Zeitpunkt sind alle kürzerlebigen Stoffe wie Cäsium-137 oder Strontium-90 schon lange restlos zerfallen. Es sind aber noch viele weitere Stoffe übrig, deren Halbwertszeiten Zehntausende oder Millionen von Jahren betragen und die noch entsprechend lange weiter strahlen.

Auf Dauer gesehen sind es also nicht die Behälter, die die radioaktiven Substanzen zurückhalten, sondern es ist das Wirtsgestein des Endlagers, dass diese Stoffe von der Biosphäre isolieren soll.

Die Ansprüche an das Wirtsgestein müssen dementsprechend hoch sein.

Wirtsgesteine

Die Endlagerforschung geht deshalb so vor, dass sie untersucht, welche Gesteinsarten in den letzten Jahrmillionen möglichst wenige Veränderungen durchgemacht haben und insbesondere wasserundurchlässig waren.

Als bevorzugte Gesteinsarten haben sich Ton, Salz und Granit herauskristallisiert. Ton und Salz besitzen den Vorzug, dass sie plastisch sind und unter Druck eventuell entstehende Hohlräume wieder verschließen können. Unter Tongesteinen hat man Jahrmillionen alte Gas- und Öllagerstätten gefunden. Auch Salzlagerstätten und Granite sind bekannt, die seit vergleichbarer Zeit stabile geologische Bedingungen geboten haben.

Das Problem ist, dass sich nicht vorhersehen lässt, ob durch menschliche Bergbautätigkeit oder Siedlungsbau die Integrität des Gesteins beschädigt werden kann. In der Asse haben wenige Jahrzehnte Bergbau gereicht, um die Gesteinsschichten zu zerklüften und Risse ins Salz zu sprengen, durch die ein steter Wasserdurchfluss stattfindet.

Dauer des Einschlusses

Auch wenn alles glatt läuft und kein Wasserzutritt radioaktive Substanzen an die Oberfläche spült, gelangen im Lauf der Jahrtausende durch unvermeidliche Diffusionsprozesse doch geringe Mengen an radioaktiven Substanzen nach oben. Diese sollten nach heutigen Berechnungen die ohnehin vorhandene Radioaktivität aber nur leicht erhöhen und keine unmittelbare Gefahr darstellen.

Im Endlagergestein selbst wird anfangs eine starke Strahlung herrschen, die im Lauf der Zeit langsam nachlässt. Der Abfall ist zu Beginn stärker, bis die intensiv strahlenden kurz- und mittellebigen Radionuklide zerfallen sind. Die langlebigen benötigen sehr viel länger, bis ihre Strahlung abgeklungen ist. Plutonium-239 zum Beispiel mit seiner Halbwertszeit von 24.000 Jahren ist erst nach über 200.000 Jahren praktisch vollständig zerfallen.

Wie lange ein Endlager nun sicher sein soll, hängt davon ab, was wir heute als akzeptable Strahlung ansehen. In den letzten Jahrzehnten ist man davon ausgegangen, dass ein Endlager so lange sicher sein muss, bis seine Radioaktivität auf diejenige typischer Uranerzlagerstätten abgefallen ist. Je nachdem, wie viel Atommüll unterirdisch gelagert werden soll, führt diese Rechnung zu zirka einer Million Jahre, über die der sichere Einschluss gewährleistet sein muss.

Inzwischen vertreten Forscher aber zunehmend die Meinung, dass dieser Wert zu hoch angesetzt sei und dass nur ein Zehntel dieser Radioaktivität vertretbar sei. Die Sicherheit eines Endlagers muss dann über einen entsprechend längeren Zeitraum gewährleistet sein.

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