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Endlagerung,

 

Kerntechnik: die wartungsfreie, zeitlich unbefristete und sichere Verwahrung von schädlichen und giftigen Abfällen, besonders im Rahmen der nuklearen Entsorgung von radioaktiven Abfällen, mit dem Ziel, eine (im Gegensatz zur Zwischenlagerung) dauernde Isolierung der Schadstoffe von der Biosphäre und insbesondere vom menschlichen Lebensbereich zu gewährleisten. Für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen ist in Deutschland der Bund und für ihn das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) verantwortlich, das zurzeit dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) zugordnet ist. Bis zum Jahr 2000 mussten in Deutschland rd. 150 000 m³ konditionierter radioaktiver Abfälle ohne nennenswerte Wärmeentwicklung und etwa 3 000 m³ mit Wärmeentwicklung endgelagert werden. Die radioaktiven Abfälle mit Wärmeentwicklung entstammen zu etwa 85 % der Wiederaufarbeitung. Ihre Menge kann sich jedoch vermindern, wenn von der seit 1994 als gleichberechtigt neben der Wiederaufarbeitung zugelassenen direkten Endlagerung von abgebrannten Brennelementen (d. h. einer Endlagerung ohne Wiederaufarbeitung) Gebrauch gemacht wird. In diesem Fall müssen dann entsprechende Mengen konditionierter Brennelemente endgelagert werden. Die Endlagerung radioaktiver Abfälle spielt in der Entsorgungskette eine entscheidende Rolle, da erst mit der Endlagerung diese Kette geschlossen wird. Ab 1. 7. 2005 soll die Entsorgung auf die direkte Endlagerung beschränkt werden.

 

Die Endlagerung in geologischen Formationen des tieferen Untergrunds (Salz, Granit, Ton, Tuff, Erz) gilt heute als eine sehr sichere Methode für die Endlagerung radioaktiver Abfälle. Die wesentlichen Anforderungen an ein solches Endlager sind: geologische Stabilität über einen Zeitraum von mindestens 10 000 Jahren; Sicherheit gegenüber dem Zutritt von Wasser, das die Schadstoffe auslaugen und dem Grundwasser zuführen könnte; gute Wärmeleitfähigkeit der Gesteinsformationen zur Abfuhr der beim radioaktiven Zerfall von hochradioaktiven Abfällen auftretenden Wärme und ein hohes Rückhaltevermögen für radioaktive Stoffe, d. h. geringe Migrationsgeschwindigkeit von freigesetzten radioaktiven Nukliden im Gestein. Man geht vielfach davon aus, dass diese Anforderungen am besten in Tiefenlagen (mehrere 100 m) von Salzformationen erfüllt werden. Als Sicherheitsbarrieren gegenüber dem Austritt von radioaktivem Material gelten in diesem Fall: 1) die Verpackung des Endlagerungsprodukts, 2) der Salzstock, der durch seine Plastizität Hohlräume, Bohrlöcher und Risse mit der Zeit von selbst schließt, und 3) das Deckgebirge, dessen Tonschichten die Wanderung von Radionukliden behindern, sofern sie nicht infolge tektonischer Störungen durchlässig werden. - In Deutschland ist die Diskussion um die sichere Endlagerung von hochradioaktiven Abfällen in einem derzeit durch Schachtbau erkundeten Salzstock bei Gorleben kontrovers. Die Bundesreg. wird nach der Vereinbarung zum Atomausstieg die Erkundung des Salzstocks in Gorleben bis zu Klärung konzeptioneller und sicherheitstechnischer Fragen durch ein Moratorium für mindestens 3, längstens jedoch 10 Jahre unterbrechen. Schwach- und mittelradioaktive Abfälle ohne nennenswerte Wärmeproduktion sowie Abfälle, die aus dem Abriss kerntechnischer Anlagen stammen, sollten ab 1998 in die ehemalige Eisenerzgrube »Konrad« bei Salzgitter eingebracht werden. Dieser Termin konnte nicht eingehalten werden, da die Landesreg. von Niedersachsen das Planfeststellungsverfahren in Richtung auf einen Ausstieg Deutschlands aus der Kernenergienutzung verzögert hat. Die Bundesreg. geht davon aus, dass das Verfahren ordnungsgemäß abgeschlossen wird, das BfS als Antragsteller jedoch vor Abschluss der erwarteten Gerichtsverfahren keinen Gebrauch von dem Planfeststellungsbeschluss macht. Das heißt, der Beginn der Einlagerung verschiebt sich auf unbestimmte Zeit. Seit der Wiedervereinigung 1990 stand das in der DDR betriebene Endlager für radioaktive Abfälle bei Morsleben (im früheren Kalisalzbergwerk Bartensleben) zur Verfügung. 1994 wurde nach einer dreijährigen, durch gerichtlichen Klagen erzwungenen Unterbrechung der Einlagerungsbetrieb wieder aufgenommen. Bis zum Jahre 2000 sollten rd. 40 000 m³ konditionierter radioaktiver Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung eingelagert werden. 22 300 m³ Abfall wurden inzwischen eingebracht. 1998 wurde aufgrund einer neuen Klage die Einlagerung in einem Teilbereich des Lagers gerichtlich unterbrochen. Das BfS hat daraufhin die Einlagerung im gesamten Lagerbereich für eine unbestimmte Zeit gestoppt.

 

Die radioaktiven Abfälle müssen vor dem Einlagern in eine zur Endlagerung geeignete kompakte Form und Verpackung gebracht werden, die ein Freiwerden radioaktiver Stoffe langfristig, zumindest über mehrere Jahrhunderte, verhindert (Endkonditionierung). Die Kriterien für die Eignung eines Materials zur Aufnahme des Abfalls und als Verpackung (Gebinde) sind Strahlenbeständigkeit, mechanische Festigkeit für eine sichere Handhabung, Temperaturbeständigkeit gegenüber der beim radioaktiven Zerfall frei werdenden Wärme und chemische Stabilität gegenüber einer Auslaugung. Für die Gebinde, die mit einer Strahlenabschirmung versehen werden müssen, wird eine hohe Dichtheit und der Erhalt der Integrität bei Einwirkungen von außen (z. B. mechanische Belastungen, hohe Temperaturen durch Feuer usw.) gefordert.

 

Je nach Abfallart und -form wird die Verfestigung in verschiedener Weise durchgeführt. Abfälle mit geringer Wärmeentwicklung, d. h. Abfälle, die das umgebende Gestein um nicht mehr als 3 ºC erwärmen (Filter, Papier, Kunststoffe, Schrott), werden z. B. in Fässern in eine Zementmatrix eingebunden und in Container verpackt. Wärme entwickelnde Abfälle fixiert man mit Beton, Bitumen oder Kunststoffen in Stahlfässern. Für hochradioaktive Abfälle, z. B. die in Wiederaufarbeitungsanlagen für Kernbrennstoffe anfallenden Spaltproduktkonzentrate, sind besondere Maßnahmen nötig, um sie langfristig so zu verfestigen, dass sie nicht in die Biosphäre gelangen können. Die Spaltproduktkonzentrate werden mit Glas verschmolzen (Verglasung); die Glasblöcke oder -perlen werden anschließend mit Edelstahlzylindern umgeben. Für die direkte Endlagerung wurde der so genannte Pollux-Behälter entwickelt, der acht zerlegte Brennelemente von Druckwasserreaktoren aufnehmen kann, aber auch für die Endlagerung anderer Brennelemente geeignet ist. Diese Konditionierungstechnik sollte in einer in Gorleben errichteten Pilotkondititonierungsanlage (PKA) erprobt werden. Nach dem Konzept zum Atomausstieg soll die Nutzung dieser Anlage auf die Reparatur von schadhaften Behältern beschränkt werden. Seit 1994 sollten die bei der Wiederaufarbeitung in Frankreich und Großbritannien anfallenden konditionierten radioaktiven Abfälle nach Deutschland zurückgeliefert werden. Die Rückführung hat sich jedoch inzwischen verzögert. Wann sie beginnt ist zurzeit offen.

 

Eine Endlagerung durch Versenken von Abfällen ins Meer steht nicht mehr zur Diskussion, da die Beseitigung von radioaktiven Abfällen an Land ohne Beeinträchtigung der Biosphäre und ohne unverhältnismäßig hohen Aufwand möglich ist. Die Bundesrepublik Deutschland trat 1983 der Londoner Dumping-Konvention bei, nach der auf das Einbringen radioaktiver Abfälle ins Meer verzichtet wird. Eine Endlagerung im antarktischen Eis oder durch Transport in den Weltraum wird in Fachkreisen derzeit nicht diskutiert.

 

Internationaler Stand der Endlagerung:

 

Staaten, die in größerem Umfang Kernkraftwerke zur Energieerzeugung nutzen, verfügen über unterschiedliche nationale Programme zur Endlagerung. Die Endlagerung verfestigter schwach- und mittelradioaktiver Abfälle durch oberflächennahes Lagern wird in Frankreich, Großbritannien und in den USA praktiziert. Bedingt durch diese Art der Endlagerung werden an die Abfallgebinde sehr spezifische Anforderungen gestellt. Eine Endlagerung verfestigter schwach- und mittelradioaktiver Abfälle ohne nennenswerte Wärmefreisetzung in geologischen Formationen befindet sich mit Ausnahme Deutschlands in allen Staaten noch in der Planung, die unterschiedlich weit fortgeschritten ist. - Für die Beseitigung hochradioaktiver Abfälle wird in allen Staaten die Endlagerung in tiefen geologischen Formationen geplant. In allen NEA/OECD-Mitgliedsländern, die Kernkraftwerke betreiben, laufen zurzeit umfangreiche Forschungsprogramme in Felslabors. Sie dienen der Erprobung und Weiterentwicklung von Methoden zur Erkundung und Charakterisierung von potenziellen Endlagerstandorten sowie der Gewinnung von Kenntnissen über das Wirtgestein und die angrenzenden geologischen Formationen. In den USA wurde vor einigen Jahren entschieden, dass Yucca Mountain in Nevada der erste Standort für die Endlagerung hochradioaktiven Abfalls werden soll; zurzeit wird er auf seine Eignung untersucht.

 

Literatur:

 

Geowiss. Aspekte der E. radioaktiver Abfälle, hg. v. der Dt. Geolog. Gesellschaft (1980);

 A. G. Herrmann: Radioaktive Abfälle. Probleme u. Verantwortung (1983);

 

E., Anthropogeologie, der Mensch als geolog. Faktor, hg. v. H. D. Lang (1986);

 K. Kühn u. W. Hawickhost: Entsorgung u. E. in Dtl. (atw Nr. 7-9, 2000).