Transmutation: Nie wieder Atommüll - Nie wieder Castor? | Freier Journalist - Berlin - Rüdiger Voßberg

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Redaktion: Wissenschaft

Neutronendusche für Atommüll
Transmutation: Wissenschaftler wollen Endlagerproblem mit neuer Technik entschärfen

Sie sind heftig diskutiert, sicherheitstechnisch noch nicht ausgereift und staatlich geschützt: die Castor-Transporte. Und sie sind ein Baustein des nuklearen Entsorgungskonzeptes, die den radioaktiven Müll aus Kernkraftwerken in unterirdische Salzstöcke karren. In den Deponien muss die - im wahrsten Sinne des Wortes - heiße Ware dann über Zeiträume von Hunderttausenden von Jahren sicher gelagert werden. Strategien zur Lösung des Langzeitproblems haben Fachleute auf der gestern beendeten Tagung „Nuklear- und Radiochemie für Mensch, Medizin und Umwelt“ der Gesellschaft Deutscher Chemiker in Dresden beraten.

Transmutation, so heißt das Prinzip, mit dem langlebige Spaltprodukte wie Plutonium, Neptunium oder Americium in einem Neutronenstrahl physikalisch zerstört werden sollen. Das Verfahren ist nicht neu; seine Realisierung scheiterte nicht zuletzt an der komplizierten und aufwendigen Technik sowie an den immensen Kosten, die der Bau solcher Anlagen sicher verschlingen wird. Mit der Endlagerung hochradioaktiven Abfalls vertraue man zu sehr dem Glauben, dass die Geologie alle Wunden heilt, sagt Prof. Reinhard Odoj vom Institut für Sicherheitsforschung und Reaktortechnik des Forschungszentrum Jülich. „Die Transmutation bietet ein Verfahren zur Entschärfung des Atommüllproblems“.

Die entscheidende Rolle in dem Konzept spielt ein Linearbeschleuniger. Er bringt in einem Magnetfeld Protonen - also Wasserstoffatomkerne - auf ihrem 800 Meter langen Flug durch das Vakuum nahezu auf Lichtgeschwindigkeit. Am Ende des Tunnels prallen diese hochenergetischen Teilchen auf einen dicken Bleizylinder. Durch diese plötzliche Abbremsung kommt es zu sogenannten Spallationsprozessen (engl.: spall bedeutet zerbröckeln oder absplittern). „Dort verdampfen die angeregten Bleikerne dann Neutronen“, erläutert Dietrich Hilscher vom Hahn-Meitner-Institut (HMI). Unter idealen physikalischen Bedingungen werden so etwa 25 Neutronen pro eintreffendem Proton aus ihren Atomkernen gelöst.

Die Reaktionskaskaden erwachsen schließlich zur gigantischen Neutronenlawine, die auf den Atommüll prasselt. Bei einem sehr hohen Neutronenfluss steigt die Wahrscheinlichkeit, dass mehrere Neutronen mit einem Atomkern reagieren. „Mit dieser Methode lassen sich instabile Isotope in stabile Elemente wandeln, oder zumindest in radioaktive Substanzen mit einer relativ kurzen Lebensdauer von etwa 30 bis 100 Jahren erzeugen“, erläutert Hilscher. Seinen Schätzungen zufolge, könne man dadurch den Plutoniumbestand aus kommerzieller Kraftwerksnutzung von derzeit etwa 2000 Tonnen innerhalb von 40 bis 50 Jahren abbauen.

Vor all zu schneller Euphorie warnt dagegen das Ökoinstitut in Darmstadt. „Wenn alles funktioniert, kann man sich dem Verfahren wohl nicht verschließen“, meint Lothar Hahn vom Fachbereich Reaktorsicherheit. Aber Transmutation bedeutet gleichzeitig Wiederaufarbeitung der abgebrannten Brennstäbe in Frankreich bzw. England, somit noch mehr Castor-Transporte durch Europa. „Und bisher hat aber noch niemand bewiesen, dass er die Technik sauber beherrscht“, kritisiert Hahn, darum lehne das Ökoinstitut die Wiederaufarbeitung ab. Abgebrannte Brennstäbe bestehen noch zu rund 96 Prozent aus intaktem Uran und nur zu gut einem Prozent aus den langlebigen Substanzen. Zu wenig um direkt im Brennstab „transmutiert“ zu werden. Denn ein geringer Plutoniumanteil mindert die Trefferquote von Neutronen mit den Plutoniumkernen, also auch die Wahrscheinlichkeit ihrer Vernichtung. Deshalb müssen diese langlebigen Isotope erst in der Wiederaufarbeitung chemisch vom Uran abgetrennt werden.

Eine noch weitreichendere Idee propagiert seit Jahren der italienische Physik-Nobelpreisträger Carlo Rubbia: den Energieverstärker. Der Wissenschaftler vom Europäischen Teilchenforschungszentrum CERN (Conseil Européen pur la Recherche Nucléaire) bei Genf will dabei den Neutronenstrahl auf Thoriumkerne lenken. Thorium wandelt sich unter dem Neutronenbombardement zu Uran 233, das bei Energiefreigabe weiter zerfällt. „Der Energieverstärker ist ein Kraftwerk, das weniger brisanten Atommüll produziert als Kernkraftwerke, die mit einem Gemisch aus Uran 235 und Uran 238 funktionieren“, sagt der HMI-Forscher Hilscher. Zudem sei das Prinzip sicherer als herkömmliche Konzepte zur Kernspaltung, da die benötigten Neutronen extern durch den Beschleuniger und nicht im Reaktor selbst erzeugt werden. „Den Beschleuniger kann man im Notfall einfach abschalten, und die Kettenreaktion bricht sofort zusammen!“ Bislang existiert die Anlage jedoch nur auf dem Papier.

Die Kombination aus „einem Energieverstärker und einer Plutoniumvernichtungsmaschine“ hält der Chef-Wissenschaftler von Accelerator Driven Neutron Applications (ADNA) Corporation, Charles Bowman, für ein profitables Geschäft. In vielleicht sechs Jahren könne eine Demonstrationsanlage errichtet sein, schätzt er und weitere 15 Jahre seien nötig, um das System zu etablieren. Allein die Finanzierung gestaltet sich noch schwierig: Die halbe Milliarde US-Dollar für ein Demonstrationsobjekt hat bislang kein Sponsor aufgebracht. Egal wie hoch die Kosten steigen und die Profite sprudeln. Die Politik wird entscheiden müssen: Vernichten oder Endlagern. Und der Castor wird rollen. Ausstieg hin oder Ausstieg her.

Erschienen am 10.09.1998 in der Berliner Morgenpost

Links:
(update 24.02.2007)

"Entschärfung radioaktiver Abfälle" mehr >>>
"Nie wieder Atommüll?" mehr >>>
"Wohin mit dem Atommüll?" mehr >>>


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