Umwelt, Klima, Erde, Universum

Wie lässt sich Atommüll entsorgen?

22.11.2022
Kurz und knapp

Endlagersysteme scheinen kompliziert und ein Einschluss des Atommülls über eine Million Jahren ist kaum vorstellbar. Was spricht trotzdem dafür, Atommüll tief in der Erde endzulagern?

Diese Frage aus dem IdeenLauf wurde von unserem Partner Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) beantwortet. Mehr Informationen zu den Partnern des Wissenschaftsjahres 2022 finden Sie hier.

Verbannung in die Tiefe

In Deutschland sollen hochradioaktive Abfälle in Endlagern entsorgt werden, die sich bis zu eineinhalb Kilometer unter der Erdoberfläche befinden. Geologische und technische Barrieren sollen verhindern, dass die radioaktiven Stoffe das Endlager verlassen. Sicherheit entsteht allein schon durch die große Tiefenlage des Endlagers. Man spricht bei der Endlagerung daher auch vom Konzept des Einschließens und Isolierens.

 

Eine Million Jahre – geht das?

Eine Million Jahre lang müssen hochradioaktive Abfälle sicher eingeschlossen werden – ein Zeitraum, der unvorstellbar lang erscheint. Aus geologischer Sicht ist eine Million Jahre jedoch kein sehr langer Zeitraum: Befunde zeigen, dass geologische Gebiete über mehrere Millionen Jahre stabil sein können. Solche Räume sind für eine Endlagerung von Atommüll besonders gut geeignet.

 

Drei Wirtsgesteine

Das Gestein, in dem das Endlager errichtet wird, nennt man Wirtsgestein. In Deutschland stehen drei Wirtsgesteine zur Verfügung: Tongestein, Steinsalz und Kristallingestein. Die Wirtsgesteine Tongestein und Steinsalz übernehmen die Aufgabe, Radionuklide, die möglicherweise aus den Abfallbehältern austreten, sicher einzuschließen. Ungestörtes Steinsalz ist wasserundurchlässig. Tongesteine sind zwar porös und wasserhaltig, aber kaum durchlässig. Außerdem können sie Radionuklide chemisch und physikalisch binden.

Kristallingesteine sind gegenüber mechanischen Einwirkungen und hohen Temperaturen besonders stabil. Sie können jedoch wasserdurchlässige Klüfte enthalten. Deshalb streben Endlagerkonzepte für Kristallingesteine in der Regel einen sicheren Einschluss durch technische Barrieren an.

Hinter jedem der drei Gesteinstypen verbirgt sich eine Vielfalt verschiedener Gesteine. So können Tongesteine unterschiedlich durchlässig, porös oder ungleichförmig sein. Die geologischen Verhältnisse müssen daher an jedem Standort separat untersucht und bewertet werden.

 

Nur Endlager, sonst nichts

Bei der Errichtung eines Endlagerbergwerkes bemüht man sich, das Wirtsgestein möglichst wenig zu verletzen, weil es den Atommüll sicher einschließen soll.

Dieses Vorgehen ist hinsichtlich der Sicherheit besser geeignet als die Entsorgung von Atommüll in alten Gewinnungsbergwerken, wie dies früher in der Schachtanlage Asse oder dem Endlager für radioaktive Abfälle Morsleben geschah. In diesen beiden Gewinnungsbergwerken wurde Steinsalz abgebaut, teilweise ohne Rücksicht auf die Intaktheit des Gesteinskörpers. Wassereinbrüche sind hier daher sehr viel wahrscheinlicher als in Endlagerbergwerken, die nur für den Zweck der Endlagerung erbaut wurden. Aus Erfahrungen mit alten Gewinnungsbergwerken kann man daher nicht auf die Sicherheit von Endlagerbergwerken schließen.

 

Ein Endlager sollte robust sein

Forschung ist nötig, um zu verstehen, welche Prozesse in einem Endlager ablaufen. Viele Prozesse, die im Endlager ablaufen, sind komplex. Einige können nicht genau prognostiziert werden. Spricht das gegen die Endlagerung in tiefen geologischen Formationen?

Dass Menschen mit mangelnder Prognostizierbarkeit umgehen können, zeigt das Beispiel einer Urlaubsreise: Auch wenn sich nicht vorhersagen lässt, ob es im Urlaub heiß oder kalt, trocken oder nass sein wird, kann man Vorkehrungen für alle Wetterlagen treffen. In gleicher Weise versucht man Endlager so zu konstruieren, dass ihre Sicherheit auch unter Ungewissheiten gegeben und bewertbar ist. Solche Endlager nennt man robust. 

 

Einfach trotz aller Kompliziertheit

Oft sind es die einfachen – ja geradezu langweiligen – Dinge, die ein Endlager robust machen. Einfach ist zum Beispiel eine stabile geologische Umgebung, ein sehr gleichförmiges Wirtsgestein oder die Abwesenheit von Grundwasserströmung. Endlagersysteme können also trotz aller Kompliziertheit auch einfache und dadurch bewertbare Systeme sein. Nicht zuletzt deshalb ist die Endlagerung in tiefen geologischen Formationen ein erfolgversprechendes Konzept. 

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