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Endlager: Atommüll verrottet schneller als gedacht

Ein bekannter Effekt an unerwarteter Stelle zerstört Edelstahl ebenso wie die gläsernen Hüllen hochradioaktiver Abfälle.
Verrostetes AtommüllfassLaden...

In Glas oder Keramik eingeschlossener Atommüll ist möglicherweise weniger stabil als bisher gedacht. Zu diesem Resultat kommt jetzt eine Arbeitsgruppe um Gerald S. Frankel von der Ohio State University anhand von Versuchen mit Lagermaterialien unter realen Bedingungen. In »Nature« berichtet sie, dass Fachleute ein Problem bisher unterschätzt hätten: Die Kombinationen unterschiedlichen Materialien von Endlagercontainern werden wesentlich stärker angegriffen als die einzelnen Stoffe allein.

Das Team entdeckte in Versuchen mit Glas, Keramiken und Edelstahl, dass an den Kontaktpunkten von Edelstahl und dem eingegossenen Atommüll Spalten mit extrem saurer Lösung entstehen, die sowohl Stahl als auch Glas oder Keramik beschädigt. Das könne die Lebensdauer solcher Behältnisse erheblich verkürzen und Radionuklide in die Umwelt freisetzen, schreibt es.

Hinter dem Problem steckt ein altbekannter Effekt an unerwarteter Stelle. In dem Zwischenraum, der die unterschiedlichen Stoffe trennt, verändert sich die Zusammensetzung der umgebenden Flüssigkeit, so dass sich eigentlich stabile Materialien leichter lösen. Dieses als Spaltkorrosion bezeichnete Phänomen kennt man von Metallbauteilen, doch dass der Effekt neben Edelstahl auch Keramik und Glas angreift, hatten Fachleute in dem Ausmaß nicht erwartet.

Franke entdeckte einen sich selbst beschleunigenden Prozess: Entsteht zwischen dem in Glas oder Keramik gegossenen Atommüll ein Spalt mit Flüssigkeit darin, löst sich Metall aus dem Stahl. Dessen Lösungsverhalten macht die Flüssigkeit saurer, so dass sie mehr Metallionen aus dem Stahl löst. Dies wiederum beschädigt auch Glas und Keramik. Um solche Kontakteffekte zu vermeiden, seien neue, mit dem Atommüll kompatible Materialien nötig, so die Arbeitsgruppe.

05/2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 05/2020

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