Interview
Alchemie oder Alternative?
Die umstrittene Technik der Partitionierung und Transmutation (P&T) könnte die Mengen an radioaktivem Abfall aus der Kernkraft langfristig deutlich reduzieren. Damit würden auch weniger Endlager nötig. Doch für welche Staaten könnte P&T eine realistische Option sein? "Spektrum der Wissenschaft" fragte Christoph Pistner, Experte für Nukleartechnik und Anlagensicherheit im Darmstädter Büro des Öko-Instituts.
Dr. Christoph Pistner ist wissenschaftlicher
Mitarbeiter
für Nukleartechnik und
Anlagensicherheit
am Öko-Institut Darmstadt. Als
Mitglied des Ausschusses
Anlagen- und Systemtechnik
der Reaktor-Sicherheitskommission
berät er auch
das Bundesumweltministerium.
Darüber hinaus ist er
Vorstandsmitglied von
FONAS. Dieser Forschungsverbund
fördert mathematische,
natur- und technikwissenschaftliche
Methoden, die zu Abrüstung,
internationaler Sicherheit
und internationalem
Frieden beitragen. Pistner
gehört darüber hinaus dem
Facharbeitskreis Probabilistische
Sicherheitsanalysen
beim Bundesamt für
Strahlenschutz an. Christoph Pistner: Die meisten Staaten gehen heute davon aus, dass sie die abgebrannten Brennelemente und hoch radioaktiven Abfälle in einem geologischen Endlager unterbringen, wo sie für Hunderttausende von Jahren von der Biosphäre abgeschirmt sind. Nach heutigen Erkenntnissen ist das auch das sinnvollste Vorgehen. Selbst ein Staat wie Frankreich, der die meisten abgebrannten Brennelemente wiederaufarbeitet, um Plutonium und Uran abzutrennen, benötigt ein geologisches Endlager. Denn nach der Wiederaufarbeitung bleiben Abfälle mit sehr hoher Radioaktivität und starker Wärmeentwicklung übrig, außerdem fallen große Mengen mittel- und schwach radioaktiver Abfälle an.
Jetzt kommt plötzlich das P&T-Verfahren daher und verspricht einen genialen Streich: Wir betreiben Alchemie und wandeln die radioaktiven Elemente in ungefährlichere Stoffe um. Wie ernst müssen wir diesen Ansatz nehmen?
Christoph Pistner: …
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1. Wie man Atommüll sicher behandelt
28.05.2013, Prof. (FH) Dr. Walter Darge, CelleAtommüll-Endlagerung im Leib der Erde hat eine rechtspolitische Dimension, die bisher von allen Bundestagsparteien, die darüber zu befinden haben, ausgeklammert oder in ihr Gegenteil gewendet wurde. Das Endlager in der Erde "erfüllt das weltweit anerkannte und grundlegende Nachhaltigkeits-Prinzip der Generationen-Verantwortung, nach dem die Generation, die den Nutzen hat, auch ihre Lasten tragen soll", teilt eine große Volkspartei im Gleichklang mit anderen mit. Aber, die Schaffung eines untertägigen Endlagers kann wohl drei Generationen dauern, wobei die beiden letzten nur Kosten bringen. Schlimmer noch, unser Recht und das Recht unserer Kinder und Nachfahren auf sichere körperliche Unversehrtheit werden verletzt.
Viele Wissenschaftler rechnen damit, dass aus der Tiefe radioaktives Material nach oben kommen kann und stellen deshalb Untersuchungen an, um Wege und Geschwindigkeiten von radioaktiven Substanzen im Untergrund zu bestimmen. Wer aber hoch radioaktives und giftiges Material in die Erde bringt, wo es mit Wasser Kontakt haben wird, das auch den Brauchwasserpegel erreichen kann, darf wegen gemeingefährlicher Vergiftung angeklagt werden. Auch Volksvertreter dürfen das nicht veranlassen; denn der Vorgang kann selbst dann bestraft werden, wenn noch keine Toten und Verletzten zu beklagen sind und wenn die Tat im guten Glauben, dass sie nicht schadet, vollzogen wurde.
Paradebeispiel eines solchen abstrakten Gefährdungsdeliktes (Bodenverunreinigung (§324a StGB); Gewässerverunreinigung (§324); Schwere Gefährdung durch Freisetzen von Giften (§330a)), bei der deutsche Staatsanwälte allerdings bisher leider nicht tätig wurden, ist Asse II. Vier Mrd. Euro Kosten oder mehr prognostiziert der Chef des Öko-Instituts und 100 Jahre Arbeit, um das Lager Asse II zu räumen. Wenn man ihm glauben will, sind das 100 Jahre mit 4 Fässern zu je 27 000 Euro täglich!
Welche Gutachten aus Clausthal-Zellerfeld oder von andernorts und welche Erlasse welcher verantwortlichen Ministerialen haben Asse II ermöglicht, oder Geothermie-Löcher von Hannover (BGR) und Aachen (RWTH), um weitere Pannen bei der Verschwendung von Steuergeld zu nennen? Die Öffentlichkeit muss wegen solcher Fälle annehmen, dass es keinen Gutachter gibt, der glaubhaft garantieren kann, dass der nunmehr gefundene Ort "sicher" ist. Gleichwohl sollen Geologen bei der neuen Endlagersuche diesen sicheren Ort benennen und andere das glauben. Das Verfahren ist "Institutionelle Brunnenvergiftung" (entsprechend dem Sozialpsychologen Paul Slovic), die mit der Sentenz "Es besteht internationaler Konsens darüber, dass die sicherste Art, Atommüll zu entsorgen, die Lagerung in tiefen geologischen Formationen sei!" ideologische Inhalte lanciert und verbreitet, um die Öffentlichkeit nachhaltig zu manipulieren, was bei uns sicher der Fall ist.
Die Eurasische und die Afrikanische Platte kollidierten mit ihrer Kontinentaldrift und bildeten Pyrenäen und Alpen und in Nordafrika den Atlas, heute die Grenze zwischen Eurasischer Platte und Afrikanischer Teilplatte. Ein weiterer Grenzbereich ist der Vesuv, der oft aktiv ist. Ein Teil der rammenden Platte schob sich unter die andere. Dadurch wurden ungeheure Spannungen in den europäischen Teil des Systems gegeben, in dem sie sich, neben der Gebirgsbildung – in nicht berechenbarer Weise als Erdbeben – entladen können. Spanien trennt sich von Europa und dreht sich leicht im Uhrzeigersinn. Der Schwarzwald treibt nach Norden und die Vogesen haben eine Südbewegung. Deshalb reißt der Oberrheingraben auf und es gibt Anzeichen dafür, z.B. Erdbeben in Krefeld/Moers, dass dieser Spalt sich auch in der Unterrheinebene fortsetzt. Weil Afrikanische und Europäische Platte sich ständig Druck- oder Zugkontakte geben können (Erdbeben am Atlas, Aktivität am Vesuv) ist die Lage nicht übersichtlich. Was kann da ein Gutachter entscheiden, und wer vertraut ihm noch und ist bereit, Steuergeld zu geben? Mit diesem Punkt würde sich aus Gründen der Glaubhaftigkeit ein tiefes Endlager erledigen.
Ein zweites Problem für tiefe Endlager öffnet sich mit der Katastrophe von Asse II. Hier wird uns die Lehre erteilt, dass Endlager fragwürdig und manchmal kriminell sind. Was aber kann geschehen mit der Radioaktivität in einem Endlager, das viel stärkere Strahlung in sich birgt? Wie viel Personen werden jetzt oder später an Asse II krank und sterben früher?
Ein weiteres Aus für tiefe Endlager käme, wenn man an den Grundsatz denkt, dass ein Schaden – in diesem Fall massenhafte Anhäufung von Atommüll – vom Verursacher beseitigt werden muss. Sieht die Mehrheit der Bürger und Juristen im Verscharren eine Beseitigung? Sie befürchtet wohl eher, dass Kinder und Enkel, die oben drauf leben sollen, Schwierigkeiten mit jenem Atommüll bekommen, der nach oben driftet. Bewegungen der Erde und Bewegungen in der Erde können Radioaktivität trotz aller menschlichen Gegenwehr wieder nach oben bringen.
Viertens existiert das Recht auf körperliche Unversehrheit für uns, Kinder, Enkel und Nachfahren. Auch aus diesem Grund ist Verscharren des Atommülls absolut unzulässig. Das wird aber leider bisher noch von den Parteien als hinnehmbares Übel angestrebt, weil ihnen von den Fachleuten keine andere Möglichkeit signalisiert wurde und sie bis heute getäuscht sind!
Die vier aufgeführten Problemkreise, nach denen sich tiefe Endlager total verbieten, werden negiert. Wir müssen staunend mit ansehen, wie nunmehr alle Bundestagsparteien im Rahmen ihrer Schwarm-Intelligenz mit dem Endlagersuchgesetz folgenden Zustand ansteuern, den es schon einmal gab: Es soll ein Endlager-Suchgremium gebildet werden, obwohl AKEnd bereits gute Arbeit geliefert hat. Jahre sind für Beratungen vorgesehen. Gutachter werden beauftragt, deren Vorschlägen dann Probeuntersuchungen folgen, begleitet von Bürgerinformation, Bürgerbefragung, Bundestags-Entscheid, Demonstrationen vor Ort, Gerichtsverfahren, Steuergeldausgabe etc.
Wie entsteht Atommüll?
Atommüll entsteht im Atomreaktor z.B. bei der Spaltung von Uran-236, das vorher aus Uran-235 durch Aufnahme eines Neutrons gebildet wurde. Uran-236 zerbricht nicht bevorzugt in zwei gleiche Teile, sondern kann verschiedene Spaltproduktpaare bilden. Es entstehen also viele Spaltprodukte.
Uran-236 (spontaner Zerfall) → Barium-139 + Krypton-94 + 3 Neutronen + Energie.
Die beiden gebildeten Elemente sind radioaktiv, haben aber kurze Halbwertszeiten (HWZ) von ca. 83 Minuten und 0,2 Sekunden. In anderen Fällen bilden sich extrem langlebige Nuklide wie Jod-129 mit ca. 15,7 Mio. Jahren und Tc-99 mit 210 000 Jahren. Diese Spaltprodukte müssen behandelt werden.
Es entstehen auch Edelgase bei der Uranspaltung, in der obigen Formel Krypton-94. Krypton-95 mit 11 Jahren Halbwertszeit bereitet beim Öffnen der Reaktorgefäße, wie 2012 in Grohnde, Sorgen. Es entweicht in die Luft und kann von Bürgern eingeatmet werden. Es wird vermutet, dass gehäufte Leukämiefälle in der Nähe von Reaktoren durch die Wirkung von Kr-95 (M= 95 zu Sauerstoff = 32), das in die untere Atmosphäre gelangt ist, zu erklären sind.
Neben Spaltprodukten aus Uran entstehen im Atomreaktor Transurane (Aktinide). Die hier ausgewählten Reaktionswege zeigen die Bildung von Plutonium über Neptunium als Zwischenstufe:
Uran-235 + Neutron → Uran-236; Uran-236 + Neutron → Uran-237 (HWZ 6,8 Tage)
Uran-237 + Neutron → Uran-238; Uran-238 + Neutron → Uran-239 (HWZ 23,5 Minuten)
Uran-239 (spontaner Zerfall) – ß → Neptunium-239 (HWZ 2,4 Tage)
Neptunium-239 (sp. Zerfall) – ß → Plutonium-239 (HWZ 24 000 Jahre)
Die Aufnahme von Neutronen, beginnend beim Uran-235 und ein dadurch möglicher ß-Zerfall (Aussendung einer negativen Ladung) sind ein Prinzip der Transuranbildung. Alle Transurane sind radioaktiv und zeichnen sich z.T. durch große Halbwertszeiten aus, sind also Problemfälle für Atommüll, in dem sie reichlich erscheinen. Durch kernspaltende Transmutation müssen sie unschädlich gemacht werden und können dabei Energie für die Durchführung der Transmutation und für andere Verwendungen liefern.
Im Atommüll haben wir es zunächst mit einigen Hundert Radionukliden (Spaltprodukte, Aktinide und radioaktive Folgeprodukte) zu tun. In der Abklingzeit von 5 Jahren verschwindet die überwiegende Mehrheit. Das sind alle, die eine HWZ kleiner als drei Monate haben. Diese Kurzlebigen sind nach fünf Jahren auf weniger als ein Millionstel verstrahlt.
Hoffnung bringt die Theorie: Transmutation
Weil die tiefe Endlagerung auch kriminell ist, muss man einen anderen Weg suchen! "Nichts ist praktischer als die Theorie!" hat der sorbische Chemiker Pawol Alwin Mitas formuliert, der nach dieser Leitlinie "Ammoniak aus Luft" hergestellt hat. Man sagt, er habe mehr als 20 000 Versuche dafür gemacht! Wenn man das Prinzip auf Atommüll anwendet, kommt eine erstaunliche Antwort: Es gibt keinen radioaktiven Bestandteil im Atommüll, der theoretisch nicht entstrahlt (transmutiert) werden kann! Der Gedanke, Kernreaktionen gegen Atommüll einzusetzen, zündete. Was muss mit Atommüll geschehen? Seit vielen Jahren gibt es in Deutschland den Philosophen des Mülls. Bazon Brock hat frühzeitig erkannt, dass Müll in unserem Leben die zentrale Rolle einnimmt. Man muss deshalb dem Atommüll Ehre erweisen und ihn beachten, weil er uns sonst bestraft! Wir brauchen Kathedralen des Mülls! Wir brauchen Wissenschaftler, die Bedeutung stiften im Müllwerken und zeigen "wie Dinge durch Unterscheidung nach Kriterien so voneinander zu trennen sind, dass sie durch Unterscheiden wieder vergleichbar werden und damit Bedeutung erhalten!"Für Atommüll heißt das auf einem langen Weg: Sammeln, Lagern, Sortieren, Bewachen, Kontrollieren, Konditionieren, Transmutieren. Dazu brauchen wir ein obertägiges Lager für Atommüll – das ist die Kathedrale des Mülls – ein Team mit Nuklearfachwissen, Geräte und Verfahren zur Bearbeitung von Nuklearmüll, Transmutationsreaktoren, Prinzipien zur Durchführung, Zustimmung unserer Bürger und Geld. Wenn es nur diesen Weg gibt, muss man zumindest den Versuch unternehmen, ihn zu beschreiten, ihn aber nicht verhindern. Durch den Ausstieg Deutschlands aus der Atomenergie-gewinnung ist der gesamte Nuklearbereich betroffen und muss sich neu ausrichten, wenn er nicht völlig untergehen will. Eine sinnvolle aber auch mit der Politik konforme Entwicklung wäre die direkte chemisch-physikalisch-technische Behandlung aller Atommüll-Probleme, die weltweit bestehen und bisher mit der in diesem Artikel skizzierten Route nirgendwo in Angriff genommen wurden.
Transmutation von Atommüll
Bei einer Transmutation nimmt das Radionuklid des Atommülls z.B. Neutronen im Kern auf. Es folgt eine Kernraktion. Dabei kann:
- ein nicht mehr radioaktives Nuklid erzeugt werden oder
- ein Nuklid mit kleinerer Halbwertszeit gebildet werden oder
- eine Atomspaltung stattfinden.
Drei Beispiele zeigen das:- Jod-129 + Neutron → Jod-130 (spontaner Zerfall) – ß → Xenon-130 (stabiles Edelgas)
- Technetium-99 + Neutron → Technetium-100
- Plutonium-239 + Neutron (Spaltg) → Barium-144 + Strontium-94 + 2 Neutr. + Energie
Die ß-Zerfälle bei 1) und 2) haben eine Halbwertszeit von nur 12,4 Stunden bzw. 16 Sekunden und führen nach kurzer Zeit zum stabilen Endprodukt. Die beiden Spaltprodukte in 3) sind radioaktiv, starten aber Kettenreaktionen, die bei stabilen Produkten enden.Technetium-100 – ß → Ruthenium-100 (Ru-100 ist ein stabiles Nuklid)
Es ist sicher, dass prinzipiell alle Radionuklide durch Kernreaktionen transmutiert werden können. Besonderheiten zeigen sich aber bei den physikalischen Eigenschaften der Nuklide, Kernreaktionen einzugehen. Kleine Einfangquerschnitte bedingen lange Bestrahlungszeiten, die man zur Behauptung benutzen kann, diese Transmutation funktioniere nicht. Für Cs-137 und Strontium-90 mit kleinem Einfangquerschnitt für Neutronen würde aber ein anderer Ansatz helfen: Obwohl heute fast nur Neutronen für Kernreaktionen eingesetzt werden, könnten andere Teilchen oder Strahlungen Kern-Reaktionen bei Cs-137 und Sr-90 initiieren. Alle Möglichkeiten, mit denen sie ausgelöst werden können, müssen ausgeschöpft werden, um bessere Umsätze als jene, die für Nuklide mit kleinen Einfangquerschnitten resultieren, zu erzielen.
Der Teufel steckt im Detail
Ausblick
Atommüll könnte durch Transmutation nach und nach abgebaut werden, wenn die nukleare Technik entwickelt werden darf und wenn wir Fachleute dafür ausbilden. Nur der Bundestag kann den Weg dazu bereiten. Verweigert er sich, macht er sich schuldig, und es werden weitere Katastrophen, so wie Asse II, geschehen. Atommüll ist nur im zentralen obertägigen Bearbeitungslager sicher und kontrolliert. Er wird registriert, bearbeitet und transmutiert. Gefährliche Transporte von Atommüll auf unseren Straßen hören auf, ebenso die Demonstrationen dazu. Es werden Arbeitsplätze erhalten und neue stabile für einige Generationen geschaffen. Es wird möglich sein, unsere Jugend für dieses Jahrhundertwerk mit neuen Entwicklungen und schwierigen Aufgaben zu begeistern, welche die Wissenschaft voranbringen. Wir können anderen Nationen beim Atomausstieg helfen und ihnen tiefe Endlager ersparen. Das obertägige Lager erschwert keine andere Option für Atommüll, würde aber für lange Zeit Sicherheit geben. Das tiefe Endlager, Ideallösung der Atomwirtschaft und leider auch noch des Öko-Institutes, das Strahlung und Gift bis in alle Ewigkeit hin erhalten will, und Geld verschlingt, sollte es nicht geben! Transmutation kann sich selbst bezahlen und dazu einen geringen Überschuss erwirtschaften. Let’s go on!