Wissen-News Studie aus Leipzig: Umwandlung von Atommüll konkret möglich

21. Februar 2025, 13:37 Uhr

Die Entsorgung von Atommüll ist ein bisher ungelöstes Problem. Eine Studie stellt nun in Aussicht, dass eine Umwandlung in weniger schädliche Stoffe technisch machbar ist und sich rechnet.

Die radioaktiven Abfälle aus Kernkraftwerken können einer Studie nach in deutlich weniger schädliche Elemente umgewandelt werden und das theoretisch schon in zehn Jahren. Die Umsetzungsstudie für den Bau einer sogenannten Transmutationsanlage wurde von der Bundesagentur für Sprunginnovationen in Leipzig (SPRIN-D) in Auftrag gegeben. Dabei wurde ein Szenario durchgespielt, bei dem die Umwandlungsanlage in einem der stillgelegten Atomkraftwerke entsteht, die in Deutschland mittlerweile als Zwischenlager für Atommüll dienen.

Radioaktivität und Strahlungsdauer verringert

Bei der Transmutation handelt es sich um eine spezielle Behandlung radioaktiver Abfälle. Sie soll vor allem dafür sorgen, dass die Strahlungsintensität des Mülls verringert und die Strahlungsdauer extrem verkürzt wird. Um diese Ziele zu erreichen, werden bei dieser Methode die Atomkerne alter Brennstäbe mit Neutronen beschossen. Dabei sollen die Kerne zerfallen und weniger gefährliche Elemente entstehen.

Neben der eigentlichen Umwandlung der radioaktiven Abfälle ermöglicht das Projekt der Studie zufolge auch die Rückgewinnung verschiedener wertvoller Materialien aus abgebrannten Brennelementen. Dazu gehören unter anderem Uran sowie die wertvollen Edelmetalle Rhodium und Ruthenium, die in verschiedenen Industriezweigen benötigt werden. So ist Rhodium heute Bestandteil von Autokatalysatoren, wird in der der kosmetischen Industrie eingesetzt oder, wie auch Ruthenium, bei der Schmuckproduktion verarbeitet. Ruthenium wird etwa in der Strahlentherapie angewandt, zur Veredelung von Oberflächen oder Verkleinerung von Computerchips genutzt.

Daneben fallen bei dem Umwandlungsprozess die Edelgase Xenon und Krypton an. Außerdem können die Elemente Cäsium und Strontium gewonnen werden, die unter anderem als sogenannte Radioisotope in der Medizin oder Forschung verwendet werden. Durch den Prozess entsteht zudem viel Hitze, die in Fernwärme-Netze eingespeist werden könnte.

16 Zwischenlager als potenzielle Standorte

Die Studie geht in dem Anwendungsszenario davon aus, dass eine Anlage des Schweizer Start-ups Transmutex aus Genf zum Einsatz kommen würde. Als möglicher Standort komme eines der 16 Zwischenlager für Atommüll infrage, auch weil dadurch kein Atommüll quer durch Deutschland bewegt werden müsse. In der Bundesrepublik gibt es zwei zentrale Zwischenlager in Gorleben und Ahaus sowie 14 dezentrale Zwischenlager, darunter zwölf Standorte, die sich an oder in der Nähe von ehemaligen Atomkraftwerken befinden, sowie spezielle Lager wie Jülich und Lubmin, die eine Sonderstellung einnehmen.

SPRIN-D zufolge wäre schon die erste Demonstrationsanlage hochrentabel. Die Anlage würde die Investitionskosten von rund 1,5 Milliarden Euro und jährlichen Betriebskosten von gut 115 Millionen Euro mehrfach wieder einspielen. Den Kosten stünden nämlich Einnahmen aus den gewonnenen Elementen, der Entsorgung atomarer Abfälle und aus der Prozesswärme gegenüber. Bei einem Betrieb an einem ehemaligen AKW-Standort würden sich die Baukosten um rund 30 Prozent verringern.

Die nicht wiederverwertbaren Abfälle des untersuchten AKW ließen sich voraussichtlich innerhalb der Mindestbetriebsdauer der Anlage von 50 Jahren umwandeln. Die Strahlungsdauer würde dadurch von einer Million Jahre auf rund 800 Jahre verringert. Auch könnten alle für geologische Endlager problematischen, wasserlöslichen Spaltprodukte aus den Reaktoren wie Selen-79 oder Jod-129 zu über 99 Prozent umgewandelt werden.

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Die Studie "Umsetzungsstudie über eine beschleunigergetriebene Neutronenquelle am Standort eines ehemaligen Kernkraftwerks zwecks Produktion von Krebsmedikamenten, Fernwärme und geothermischer Energie sowie zur Entsorgung hochradioaktiver Abfälle" kann auf der SPRIN-D-Website heruntergeladen werden.

dpa/jar