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Faktencheck: Transmutation

Mit dem Verfahren der Transmutation sollen Menge und Halbwertszeit der hochradioaktiven Abfälle deutlich verringert werden. Doch kann die Technologie das tatsächlich leisten? Stellt sie wirklich, wie zum Teil behauptet wird, eine Alternative zur Endlagerung in Gesteinsschichten unter der Erdoberfläche dar? Was ist Transmutation? Transmutation bedeutet im Zusammenhang mit den hochradioaktiven Abfällen , dass langlebige radioaktive Atomkerne ( Radionuklide ) in kurzlebigere umgewandelt werden. Sollte dies tatsächlich eines Tages technisch möglich sein, würden die hochradioaktiven Stoffe nicht mehr für hunderttausende Jahre Menschen und Umwelt gefährden, sondern für einen deutlich kürzeren Zeitraum. Die Menge der zu entsorgenden hochradioaktiven Abfälle würde sich verringern, allerdings würde sich im Gegenzug das Volumen der schwach- und mittelradioaktiven Abfälle vergrößern. Wie funktioniert Transmutation? Das technische Verfahren nennt sich P&T (Partitionierung und Transmutation) und besteht aus drei Schritten: Abtrennung, Brennstofffertigung und Umwandlung. Bei der Abtrennung werden zunächst aus den abgebrannten Brennelementen bestimmte langlebige radioaktive Atomkerne (Transurane) herausgelöst. Dies geschieht in Wiederaufarbeitungsanlagen. Anschließend werden die abgetrennten Atomkerne zu neuen Brennelementen verarbeitet und in speziellen Reaktoren mit Neutronen beschossen. Der Großteil der langlebigen Atomkerne wird aufgespalten und in kurzlebigere Atomkerne umgewandelt. Das P&T-Verfahren muss allerdings viele Male wiederholt werden, da bei jedem Durchgang nur ein Teil der Transurane umgewandelt werden kann. Was sind die Vor- und Nachteile von P&T? Der erste Schritt des P&T-Verfahrens, die Abtrennung der Atomkerne, wird bereits in der Wiederaufarbeitung genutzt, allerdings nur für Uran und Plutonium . Um auch die übrigen Transurane abtrennen zu können, bedarf es erheblicher technischer Weiterentwicklungen. Bislang gelang dies nur im Labor. Auch der zweite Schritt, die Brennstofffertigung, befindet sich noch in einem relativ frühen Entwicklungsstadium. Gleiches gilt für den letzten Schritt, die Umwandlung der Atomkerne. Bislang existiert keine industriereife Transmutationsanlage. Angesichts dieser Tatsachen ist unklar, ob die P&T-Technologie überhaupt großtechnisch einsetzbar sein wird. Die Endlagerkommission, die zum Thema P&T zwei Gutachten in Auftrag gab, kam zu dem Schluss, dass es mindestens vier bis fünf Jahrzehnte dauern wird, ggf. auch länger, bis P&T industriell einsetzbar wäre. Aber die alleinige Verfolgung einer Technologie, bei der unklar ist ob und wann sie einsetzbar wäre, ist mit dem Verantwortungsprinzip nicht vereinbar. Auch für die zukünftigen Generationen ist es wichtig, so bald wie möglich eine sichere Lösung für die hochgefährlichen Stoffe zu finden. Auch P&T produziert weiterhin radioaktive Abfälle: Nicht alle Transurane werden bei dem Verfahren umgewandelt. Hinzu kommen die sogenannten Spaltprodukte , die neben den Transuranen bei der Kernspaltung entstehen. Zudem müssen die Abfälle aus der Wiederaufarbeitung endgelagert werden, da sie nicht transmutiert werden können. Sollte das P&T-Verfahren eines Tages großtechnisch einsetzbar sein, müssten zwar weniger langlebige Atomkerne eingelagert werden. Die Menge an schwach- und mittelradioaktiven Abfällen würde sich allerdings erheblich erhöhen. Für das P&T-Verfahren müssten außerdem Reaktoren gebaut werden, in denen die Transurane umgewandelt werden. Etwa fünf bis sieben derartige Anlagen müssten schätzungsweise zwischen 150 und 300 Jahren laufen, um den gesamten deutschen Abfall zu transmutieren. Zeiträume unter 100 Jahren ließen sich nur mit deutlich mehr Reaktoren oder höheren Reaktorleistungen erreichen. Das P&T-Verfahren würde somit den Aufbau einer umfangreichen kerntechnischen Industrie notwendig machen. Dies ist durch die derzeitige Gesetzeslage in Deutschland nicht gedeckt. Der Grund: Nach dem Reaktorunglück von Tschernobyl und dem Atomunfall in Fukushima gibt es hierzulande einen breiten gesellschaftlichen Konsens darüber, dass künftig keine Kernkraftwerke und Wiederaufarbeitungsanlagen mehr betrieben werden sollen. Transmutation – Wohin mit dem ganzen Müll? Weltweit forschen Wissenschaftler seit Jahrzehnten an verschiedenen Möglichkeiten, hochradioaktive Abfälle zu entsorgen. Eine Variante, die es bisher nur in der Theorie gibt, ist die Transmutation. Mit diesem Verfahren sollen Menge und Halbwertszeit der Abfälle deutlich verringert werden. Wie funktioniert diese Technologie? Und stellt sie eine Alternative zur Endlagerung in tiefen geologischen Gesteinsschichten dar? Transmutation – Wohin mit dem ganzen Müll? Die Zukunft Für den Fall, dass P&T in den kommenden Jahrzehnten oder Jahrhunderten tatsächlich bis zur industriellen Reife weiterentwickelt wird und sich die Menge der hochradioaktiven Abfälle verringern ließe, sieht das Standortauswahlgesetz Korrekturmöglichkeiten vor. Die hochradioaktiven Abfälle sollen demnach bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Zudem sollen die Behälter mit den hochradioaktiven Rückstanden nach Verschluss noch fünfhundert Jahre lang geborgen werden können. Weitere Informationen zum Thema Transmutation hochradioaktiver Abfälle

Radioaktivität unter Kontrolle - Messungen in Baden-Württemberg LUBW informiert über Thema Strahlenschutz beim Wissenschaftsfestival EFFEKTE

Unter dem Titel „Radioaktivität unter Kontrolle“ präsentierte die LUBW am 18. August 2015 beim Wissenschaftsdienstag im Pavillon ihre Messnetze zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt und rund um kerntechnische Anlagen. Die Ausführungen wurden ergänzt durch das ITU (Institut für Transurane im Joint Research Centre der Europäischen Kommission), das die forensische Untersuchung von illegalem Nuklearmaterial, beispielsweise aus „Atomschmuggel“ demonstrierte. Mit vielen anschaulichen Beispielen erläuterten zunächst die Vortragenden der LUBW in einem munteren Dialog die wichtigsten Grundbegriffe. Die zahlreichen Besucher dieser Abendveranstaltung konnten damit die anschließenden Ausführungen zu Art und Umfang der Radioaktivitäts-Untersuchungen und online-Messungen wie die Kernreaktor-Fernüberwachung (KFÜ) besser verstehen. Das ITU hat sich auf Kernbrennstoffe spezialisiert und stellte dar, dass deren Herkunft und Verwendung anhand winzigster Spuren und minimaler Unterschiede ermittelt werden kann. Die an vielen Einrichtungen in und um Karlsruhe vorhandene Expertise spiegelte sich im Publikum wider, das ebenso aus interessierten Laien wie aus neugierigen Fachleuten bestand. Ob eher die skeptischen oder die wohlwollend-neugierigen Fragen überwogen? An den Infoständen wurden auf jeden Fall noch bis in die Nacht hinein interessierte Fragen beantwortet, obwohl eine wunderbare Illuminationsshow den Besuchern im Schlosspark eine sehenswerte Ablenkung bot. Dr. Verena Hack und Dr. Stefan Benz informieren beim Wissenschaftsdienstag im Pavillon im Karlsruher Schlosspark über das Thema Strahlenschutz (Bildautor: Stefan Hilger).

Transmutation hochradioaktiver Abfälle

Transmutation hochradioaktiver Abfälle Partitionierung und Transmutation (P&T) ist bislang nur eine Theorie. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Sind diese Konzepte in der Praxis umsetzbar und können sie ein Endlager ersetzen? Mithilfe von Partitionierung und Transmutation (P&T) soll es möglich sein, hochradioaktive Abfälle so aufzubereiten, dass sich die Dauer, die sie nennenswert strahlen, reduziert. Bislang gelang dies allenfalls im Labormaßstab. Bei intensiver Forschung würden voraussichtlich mehrere Jahrzehnte vergehen, bis die Technologie einsatzbereit wäre. Ein Endlager für hochradioaktive Abfälle wäre trotzdem erforderlich, da nur ein Teil des hochradioaktiven Atommülls umwandelbar ist. Die tiefengeologische Entsorgung ist absehbar die bessere Alternative: Zu diesem Schluss kommt ein aktuelles Gutachten , dass das BASE in Auftrag gegeben hat. Partitionierung und Transmutation Weltweit forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler seit Jahrzehnten an verschiedenen Möglichkeiten, hochradioaktive Abfälle sicher zu entsorgen. Eine Variante, die es bisher nur in der Theorie gibt, ist die industrielle Anwendung von Transmutation zur Verringerung der Menge radioaktiver Abfälle. Mit diesem Verfahren sollen langlebige Bestandteile des Abfalls gezielt in kurzlebige oder stabile Stoffe umgewandelt werden. Transmutation – Wohin mit dem ganzen Müll? Die Nutzung der Kernenergie hat 27.000 m³ hochradioaktive Abfälle allein in Deutschland hinterlassen. Können diese Abfälle recycelt werden? Bisher funktioniert die Transmutation im Kontext der Abfallbehandlung nur in der Theorie. Wäre sie zukünftig vielleicht eine Alternative zur Endlagerung tief unter der Erde? Unser Video gibt Antworten. Was ist Transmutation? Langlebige Bestandteile wie Uran und Plutonium werden abgetrennt und in kurzlebige Bestandteile umgewandelt, dabei entsteht auch Energie. © BASE Transmutation ist ein physikalischer Prozess, bei dem ein Element in ein anderes umgewandelt wird. In Atomkraftwerken passiert dies bereits für einige Stoffe (insbesondere Uran und Plutonium ) als Nebeneffekt der Stromerzeugung. Transmutation, im Kontext der Abfallbehandlung, bedeutet, dass langlebige radioaktive Atomkerne ( Radionuklide ) in kurzlebige oder stabile Atomkerne umgewandelt werden. Ein Transmutationsverfahren zur gezielten industriellen Abfallbehandlung existiert noch nicht. Sollte das eines Tages technisch möglich sein, würde, so die Hoffnung, der hochradioaktive Atommüll nicht mehr für hunderttausende Jahre Menschen und Umwelt gefährden, sondern nur für einen deutlich kürzeren Zeitraum. Im Gegenzug würde sich aber voraussichtlich das Volumen an schwach- und mittelradioaktiven Abfällen deutlich erhöhen. Auf ein Endlager für hochradioaktive Abfälle könnte auch deshalb nicht verzichtet werden, da nur ein Teil der hochradioaktiven Abfälle überhaupt transmutiert werden kann. Aus was besteht eigentlich Atommüll? Hochradioaktive Abfälle aus Atomkraftwerken sind eine Mischung aus verschiedenen Stoffen bzw. Stoffgruppen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften haben. Da die hochradioaktiven Abfälle über einen sehr langen Zeitraum ein hohes Gefährdungspotential besitzen, müssen sie durch ein Endlager für eine Million Jahre von der Umwelt abgeschirmt werden. Die Hauptbestandteile sind: Uran Uran wird aus der Erde geschürft und zu Brennstoff verarbeitet. Der Großteil des Urans, nämlich gut 94%, wird während des Einsatzes im Atomkraftwerk jedoch nicht gespalten, sondern als Teil des hochradioaktiven Abfalls entsorgt. Das im Kraftwerk eingesetzte Uran selbst strahlt nur sehr schwach und ist wenig mobil im Erdreich. Einige P&T -Konzepte sehen daher vor, es nicht umzuwandeln. Stattdessen würde es vom Rest des Abfalls abgetrennt und direkt einem Endlager zugeführt. Transurane Transurane sind Stoffe, die entstehen, wenn Uran Neutronen einfängt statt durch diese gespalten zu werden. Dadurch bilden sich Elemente mit einer höheren Ordnungszahl - also mit mehr Protonen - als Uran. Relevant sind dabei insbesondere die Elemente Neptunium, Plutonium , Americium und Curium. Transurane machen etwa 1,5 % des deutschen hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen zu einer hohen Strahlung und großen Wärmefreisetzung der bestrahlten Brennelemente bei. Spaltprodukte Spaltprodukte entstehen, wenn Uran oder Transurane gespalten werden. Spaltprodukte machen etwa 4 % des hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen in den ersten Jahrzehnten am meisten zur Strahlung sowie zur Wärmefreisetzung der verbrauchten Brennelemente bei. Spaltprodukte sind oft gut wasserlöslich und somit sehr mobil im Erdreich. Wie funktioniert Transmutation im Kontext der Abfallbehandlung? Das angestrebte technische Verfahren zur Abfallbehandlung wird „Partitionierung und Transmutation" ( P&T ) genannt und besteht aus drei Schritten: Abtrennung (Partitionierung), Brennstofffertigung und Umwandlung (Transmutation). Bei der Abtrennung werden zunächst Transurane aus den abgebrannten Brennelementen herausgelöst. Für Uran und Plutonium geschieht dies heute bereits in Wiederaufarbeitungsanlagen. Um auch die übrigen Transurane abtrennen zu können, bedarf es erheblicher technischer Weiterentwicklungen. Bislang gelang dies nur im Labor. Anschließend sollen die abgetrennten Transurane zu neuen Brennelementen verarbeitet und in speziellen Reaktoren mit Neutronen beschossen werden. Ein Teil der Transurane wird dabei gespalten und in kurzlebigere oder stabile Atomkerne umgewandelt. Im geringen Umfang entstehen aber auch langlebige Spaltprodukte , beispielsweise Iod-129. Das P&T-Verfahren müsste allerdings viele Male wiederholt werden, da bei jedem Durchgang nur ein Teil der Transurane umgewandelt werden kann. © BASE Ist Transmutation in der Praxis umsetzbar? Bislang existiert keine industriereife Transmutations-Anlage. Bis dahin könnten – so dass vom BASE in Auftrag gegebene Gutachten – noch viele Jahrzehnte vergehen. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit wäre mit hohen Kosten verbunden. Laut den Modellrechnungen müssten drei bis 23 dieser auf Transmutation ausgelegten Atomkraftwerke zwischen 55 und 300 Jahren betrieben werden, um einen Großteil der deutschen Transurane zu transmutieren. Das P&T-Verfahren würde somit den Aufbau einer umfangreichen kerntechnischen Industrie notwendig machen. Dies ist durch die derzeitige Gesetzeslage in Deutschland nicht gedeckt. Der Grund: Nach den Reaktorkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima gibt es hierzulande einen breiten gesellschaftlichen Konsens darüber, künftig keine Atomkraftwerke mehr zu betreiben. Die drei letzten Atomkraftwerke wurden am 15. April 2023 abgeschaltet. Kann Transmutation ein Endlager ersetzen? Auch mit Transmutation würde ein Endlager für hochradioaktive Abfälle erforderlich bleiben. Dies hat insbesondere drei Gründe: Selbst bei mehrmaliger Transmutation bleiben Transuran-Reste zurück, die einem Endlager zugeführt werden müssten. Langlebige Spaltprodukte (sowohl bestehende als auch neu entstehende) müssten in einem Endlager eingelagert werden. Nur ein Teil der hochradioaktiven Abfälle liegt in Form von Brennelementen vor. Ca. 40% der Abfälle wurden im Rahmen der Wiederaufbereitung verglast. Hier wäre die erneute Partitionierung deutlich anspruchsvoller. Weiterhin ist zu beachten, dass sich die Menge an schwach- und mittelradioaktiven Abfällen, beispielsweise aus dem Rückbau der Anlagen, erheblich erhöhen würde. Fazit Die Leistungsfähigkeit sowie der Zeitpunkt einer möglichen Verfügbarkeit der Transmutation zur industriellen Behandlung von radioaktiven Abfällen sind ungewiss. Auf diese Technologie als Ersatz für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle zu setzen, ist daher mit dem Verantwortungsprinzip nicht vereinbar. Dieses Prinzip ist im Standortauswahlgesetz verankert und sieht vor, dass ein bestmöglicher Schutz von Mensch und Umwelt vor den Wirkungen ionisierender Strahlung sowie die Vermeidung unzumutbarer Lasten für zukünftige Generationen gewährleistet sein muss. Die Zukunft Für den Fall, dass Partitionierung & Transmutation in den kommenden Jahrzehnten oder Jahrhunderten tatsächlich bis zur industriellen Reife weiterentwickelt wird und sich die Menge der hochradioaktiven Abfälle verringern ließe, sieht das Standortauswahlgesetz Korrekturmöglichkeiten vor. Laut Gesetz sollen die hochradioaktiven Abfälle bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Gutachten zu Partitionierung und Transmutation Kategorie: Nukleare Sicherheit | Datum: 10.03.2021 Konzepte zu Partitionierung und Transmutation werden international diskutiert und erforscht. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Doch bislang ist das nur Theorie. Das BASE hat ein Gutachten in Auftrag gegeben, um zu prüfen, ob diese Konzepte in der Praxis umsetzbar sind. © BASE Uran Uran wird aus der Erde geschürft und zu Brennstoff verarbeitet. Der Großteil des Urans, nämlich gut 94%, wird während des Einsatzes im Atomkraftwerk jedoch nicht gespalten, sondern als Teil des hochradioaktiven Abfalls entsorgt. Das im Kraftwerk eingesetzte Uran selbst strahlt nur sehr schwach und ist wenig mobil im Erdreich. Einige P&T -Konzepte sehen daher vor, es nicht umzuwandeln. Stattdessen würde es vom Rest des Abfalls abgetrennt und direkt einem Endlager zugeführt. Transurane Transurane sind Stoffe, die entstehen, wenn Uran Neutronen einfängt statt durch diese gespalten zu werden. Dadurch bilden sich Elemente mit einer höheren Ordnungszahl - also mit mehr Protonen - als Uran. Relevant sind dabei insbesondere die Elemente Neptunium, Plutonium , Americium und Curium. Transurane machen etwa 1,5 % des deutschen hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen zu einer hohen Strahlung und großen Wärmefreisetzung der bestrahlten Brennelemente bei. Spaltprodukte Spaltprodukte entstehen, wenn Uran oder Transurane gespalten werden. Spaltprodukte machen etwa 4 % des hochradioaktiven Abfalls (in Form von Brennelementen ) aus. Sie tragen in den ersten Jahrzehnten am meisten zur Strahlung sowie zur Wärmefreisetzung der verbrauchten Brennelemente bei. Spaltprodukte sind oft gut wasserlöslich und somit sehr mobil im Erdreich. Forschungsvorhaben des BASE Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von Konzepten zu Partitionierungs- und Transmutationsanlagen für hochradioaktive Abfälle (P&T) Verfolgung und Aufbereitung des Standes von Wissenschaft und Technik bei alternativen Entsorgungsoptionen für hochradioaktive Abfälle (altEr) Kurzinformationen zu Partitionierung und Transformation Partitionierung und Transmutation (P&T) Herunterladen (PDF, 73KB, barrierefrei⁄barrierearm)

Gutachten zu Partitionierung und Transmutation

Gutachten zu Partitionierung und Transmutation Konzepte zu Partitionierung und Transmutation werden international diskutiert und erforscht. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Doch bislang ist das nur Theorie. Das BASE hat ein Gutachten in Auftrag gegeben, um zu prüfen, ob diese Konzepte in der Praxis umsetzbar sind. Mithilfe von Transmutation soll hochradioaktiver Atommüll so aufbereitet werden, dass die Strahlung schneller abnimmt. Doch bislang ist das nur Theorie. Bei intensiver Forschung würden mehrere Jahrzehnte vergehen, bis die Technologie einsatzbereit wäre. Ein Endlager für hochradioaktive Abfälle wäre trotzdem erforderlich, da nur ein Teil des hochradioaktiven Atommülls umwandelbar ist. Die tiefengeologische Entsorgung ist absehbar die bessere Alternative: Zu diesem Schluss kommt ein aktuelles Gutachten , dass das BASE in Auftrag gegeben hat. Das BASE hat ein Gutachten in Auftrag gegeben, um zu prüfen, ob Konzepte der Transmutation in der Praxis umsetzbar sind. Dies sind die zusammengefassten Ergebnisse: Konzepte zu Partitionierung und Transmutation werden international diskutiert und teilweise erforscht. In der Theorie sind einige dieser Technologien in der Lage, bestimmte Radionuklide umzuwandeln und die Strahlungsintensität von Atommüll zu verringern. Für die Umwandlung von langlebigen in kurzlebige Atomkerne ist die Entwicklung neuer Reaktoren und Wiederaufarbeitungsanlagen notwendig. Bislang gibt es hierfür nur Konzeptideen. Es würden voraussichtlich mehrere Jahrzehnte Entwicklungsarbeit notwendig sein, bis die erforderlichen Technologien zur Verfügung stehen. Für den Fall einer erfolgreichen Entwicklung, würden weitere Jahrzehnte zur Umsetzung des Programms folgen. Partitionierung und Transmutation erfordern viele kerntechnische Anlagen, die langfristig betrieben werden. Der Wiedereinstieg in ein großangelegtes kerntechnisches Programm wäre nötig. Transmutation kann ein Endlager für hochradioaktive Abfälle nicht ersetzen. Nicht alle hochradioktiven Abfallstoffe werden voraussichtlich umwandelbar sein, außerdem entstehen während des P&T-Verfahrens wieder neue Abfälle. Der Zeitpunkt, an dem ein Endlager fertig beladen ist, würde damit erheblich in die Zukunft verschoben. Die heutigen Probleme würden somit zukünftigen Generationen aufgebürdet. Aus abgetrennten Stoffe wie Plutonium können Atomwaffen hergestellt werden. Es besteht das Risiko, dass diese entwendet und für nicht-friedliche Zwecke benutzt werden. Bezogen auf die in Deutschland vorhandenen hochradioaktiven Abfälle, hat eine Modellrechnung im Gutachten folgendes ergeben: Es wird in jedem Fall ein Endlager für hochradioaktive Abfälle benötigt. Nicht transmutierbar sind: Verglaste Abfälle, Abfälle aus Forschungsreaktoren sowie Uran und Spaltprodukte, die sich in den verbleibenden Brennelementen befinden. Selbst im besten Fall würden von den verbleibenden 150 Tonnen Transuranen nach 300 Jahren noch etwa 30 Tonnen Transurane übrig bleiben. Bei der Kernspaltung der Transurane werden neue Spaltprodukte erzeugt. Einige dieser entstehenden Spaltprodukte haben extrem hohe Halbwertszeiten (Jod-129: 15,7 Millionen Jahre und Cäsium-135: 2,3 Millionen Jahre) und sind für die Langzeitsicherheit des Endlagers von großer Bedeutung. Durch den Betrieb, die Stilllegung und den Rückbau der erforderlichen Kern-Reaktoren, Wiederaufarbeitungsanlagen und ggf. Brennelementefabriken würden erhebliche Mengen an zusätzlichen schwach- und mittelradioaktiven Abfällen entstehen. Diese können durchaus in der gleichen Größenordnung wie die für das Endlager Schacht Konrad vorgesehenen Mengen zur Einlagerung (303.000 Kubikmeter) liegen. Das Gutachten kam zu dem Ergebnis, dass durch Partitionierung und Transmutation für die beiden im Standortauswahlgesetz genannten Ziele – Gewährleistung eines bestmöglichen Schutz von Mensch und Umwelt vor der Wirkung ionisierender Strahlung sowie das Vermeiden von unzumutbaren Lasten für zukünftige Generationen – negativ zu bewerten sind. Fragen und Antworten zum Verfahren "Partitionierung und Transmutation" Kann durch Partitionierung und Transmutation die erforderliche Endlagergröße reduziert werden? Partitionierung und Transmutation sind im hier angesprochenen Maße bislang nicht einsatzfähig. Es ist unklar, ob dies in Zukunft der Fall sein wird. Die nachfolgenden Darstellungen konzentrieren sich daher auf die grundsätzlich denkbaren Auswirkungen auf die Endlagerung , die theoretisch mit der Partitionierung und Transmutation verbunden sein können. Die erforderliche Größe des Endlagers wird in erster Linie nicht durch das Gesamtvolumen der Abfallstoffe bestimmt, sondern durch das Endlagerkonzept und die Wärmeentwicklung der Abfälle zum Zeitpunkt der Einlagerung. Vor diesem Hintergrund führt die Anwendung von Partitionierung und Transmutation nicht automatisch zu einer Verringerung der Endlagergröße. Partitionierung und Transmutation könnte zu größerem Endlager führen Unter Umständen könnte die Anwendung von Partitionierung und Transmutation sogar dazu führen, dass das Endlager noch vergrößert werden müsste. Der Grund ist, dass das theoretische Verfahren zumeist darauf abzielt, langlebige Atomkerne in schnell zerfallende Spaltprodukte zu überführen. Ein schnellerer Zerfall geht allerdings mit einer höheren Wärmefreisetzung einher. Da die Wirtsgesteine und die Verfüll- und Versiegelungsmaterialien jeweils nur über eine begrenzte Wärmeverträglichkeit verfügen, könnte das dazu führen, dass das Endlager vergrößert werden müsste, um eine Schädigung des Wirtsgesteins zu verhindern. Neue schwach- und mittelradioaktive Abfälle würden entstehen Weiterhin würden bei der Durchführung von Partitionierung und Transmutation zusätzliche schwach- und mittelradioaktive Abfälle aufgrund von Kontaminationen und Aktivierungen erzeugt. Diese müssten zusätzlich in einem entsprechenden Endlager entsorgt werden, dessen Abfallmengen dadurch erhöht würden. Alternativ dazu könnten die durch Transmutation erzeugten Spaltprodukte zwischengelagert werden, voraussichtlich mehrere hundert Jahre, bis sie in das Endlager verbracht werden oder gar aus der atomrechtlichen Aufsicht entlassen werden können. In diesem Szenario könnten Partitionierung und Transmutation zu einer Reduktion der erforderlichen Endlagergröße beitragen, zum Preis zusätzlicher langfristiger Zwischenlagerung , die über Generationen hinweg gesichert werden müsste. Zwischenlager sind keine Dauerlösung Allerdings können solche Lager nur eine Zwischenlösung sein, denn Mauern, Sicherheitskräfte und Stacheldraht gewährleisten auf lange Sicht nicht den Schutz, den ein Endlager in stabilen Gesteinsschichten tief unter der Erde bietet. Zudem kann niemand voraussagen, ob künftige Generationen in ähnlich stabilen gesellschaftlichen Verhältnissen leben werden, um eine sicher langfristige Zwischenlagerung der Abfälle gewährleisten zu können bzw. über die finanziellen Mittel verfügen, die Abfälle sicher zu entsorgen. Warum wird Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv gefördert? Die Frage, ob ein großtechnischer Einsatz von Partitionierung und Transmutation zukünftig möglich wäre, ist derzeit offen. Die Beantwortung der Frage würde jahrzehntelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit voraussetzen und wäre mit hohen Kosten verbunden. Gleichbedeutend mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie Die aktive Förderung und Technologieentwicklung in diesem Bereich mit dem Ziel der Anwendung von Partitionierung und Transmutation auf die radioaktiven Abfälle in Deutschland würde vor diesem Hintergrund eine Verschiebung der Verantwortlichkeit bedeuten: Ein jahrzehntelanger aktiver Umgang mit hochradioaktiven Stoffen steht dem im Standortauswahlgesetz formuliertem Anspruch entgegen, die Lasten und Verpflichtungen für zukünftige Generationen so gering wie möglich zu halten. Der spätere hypothetische Einsatz von Partitionierung und Transmutation würde zudem den Betrieb großer kerntechnischer Anlagen und Reaktoren nötig machen und wäre mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie verbunden – mit den damit verbundenen radioaktiven Emissionen, Strahlenbelastungen und Störfallrisiken. Ein Betrieb solcher Anlagen wäre mit dem gesetzlichen Ausstiegbeschluss nicht vereinbar. BASE beobachtet die internationale Forschung Dennoch beobachtet das BASE entsprechend seinem gesetzlichen Auftrag die Entwicklung potentieller alternativer Entsorgungsmöglichkeiten sowie die internationale Forschung zu derartigen Konzepten. Hierzu gehört auch die Partitionierung und Transmutation . Falls sich hieraus neue Erkenntnisse für eine sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle ergeben, die signifikante Vorteile gegenüber der tiefengeologischen Endlagerung aufzeigen, wären die vorgesehenen Entsorgungspfade neu zu bewerten. . Kann Partitionierung und Transmutation ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig machen? Um ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig zu machen, wäre es notwendig, alle in den Rückständen befindlichen langlebigen Atomkerne (dies sind z.B. Plutonium -239 und Neptunium-237) in kurzlebige oder stabile Atomkerne umzuwandeln bzw. zu transmutieren. Ein solches Verfahren gibt es derzeit nicht. Selbst wenn ein solches Verfahren entwickelt werden würde, ist gegenwärtig nicht absehbar, bis zu welchem Grad die Transmutation mit einem vertretbaren Aufwand durchgeführt werden könnte. Der Grund ist, dass sich nicht alle langlebigen Atomkerne auf einmal umwandeln lassen: Aus den hochradioaktiven Abfällen müssten zunächst frische Brennelemente gefertigt werden. Die frischen Brennelemente würden in sogenannten Transmutationsreaktoren eingesetzt und dort bestrahlt. Transmutation würde rund 150 Jahre dauern Bei diesem Vorgang würde allerdings nur ein Teil der langlebigen Atomkerne umgewandelt. Das bedeutet, aus den anfallenden Abfallstoffen müssten anschließend wieder langlebige Atomkerne herausgetrennt (Partitionierung), zu frischen Brennelementen verarbeitet und in Transmutationsreaktoren erneut bestrahlt werden. Dieser Vorgang müsste viele Male wiederholt werden und schließt jeweils auch eine Zwischenlagerung der Abfälle ein. Bei der Analyse der Entsorgungsoption Transmutation hatte die „Kommission zur Lagerung der hochradioaktiven Abfälle“ geschätzt, dass eine Reihe von Transmutationsreaktoren über einen Zeitraum von rund 150 Jahren betrieben werden müssten. Große Mengen schwach- und mittelradioaktive Abfälle entstehen Doch auch dieser Prozess führt voraussichtlich nicht zu einer vollständigen Umwandlung der langlebigen Atomkerne. Es müssten weiterhin eine verbleibende Menge hochradioaktiver Abfälle sowie große Mengen von durch Partitionierung und Transmutation zusätzlich erzeugten schwach- und mittelradioaktive Abfälle entsorgt werden. Zudem beinhalten die hochradioaktiven Abfälle sogenannte Spaltprodukte . Diese sind teilweise hochradioaktiv und zum Teil sehr langlebig ( z.B. Selen-79, Zirconium-93, Technetium-99, Palladium-107, Iod-129 und Cäsium-135). Bislang existiert auch für diese Spaltprodukte kein industriereifes Verfahren, um die Atomkerne umzuwandeln, d.h. diese Rückstände müssten ebenfalls in einem Endlager entsorgt werden. Keine Behandlung von verglasten Abfällen möglich Hinzu kommt, dass ein Teil der in Deutschland produzierten atomaren Abfälle nicht mehr in Form der ursprünglich verwendeten Brennelemente vorliegt, sondern im Zuge der Brennstoff-Wiederaufbereitung mit Glas verschmolzen werde ( sog. Verglasung). Die Verglasung dieser Abfälle würde ein erhebliches Hindernis für die Aufbereitung und Brennstoffherstellung bedeuten, die für eine Transmutation Voraussetzung ist. Nach der heutigen Kenntnislage ist die Transmutation für eine weitere Behandlung dieser Abfälle kein geeignetes Verfahren. Der für Partitionierung und Transmutation notwendige Transport von nuklearen Abfällen und die kontinuierliche Verarbeitung der Abfälle, gehen zudem mit zusätzlichen Risiken für Mensch und Umwelt einher. Es ist derzeit nicht erkennbar, dass in absehbarer Zeit ein Verfahren zur Partitionierung und Transmutation zur Verfügung stehen wird, das ein Endlager überflüssig macht. Einzige Lösung: tiefengeologische Lagerung Nach der Abwägung von Chancen und Risiken haben Endlagerkommission und Gesetzgeber die Entscheidung getroffen, dass die Strategie zur Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv verfolgt wird. Stattdessen werden alle radioaktiven Abfälle tiefengeologisch gelagert. Das gegenwärtige Endlagerkonzept sieht vor, dass die hochradioaktiven Abfälle bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Darüber hinaus sollen die Rückstände noch 500 Jahre nach Verschluss des Endlagers lang geborgen werden können. Dies gibt den folgenden Generationen die Möglichkeit, auf künftige technische Entwicklungen reagieren zu können. Fragen und Antworten zum Verfahren "Partitionierung und Transmutation" Kann durch Partitionierung und Transmutation die erforderliche Endlagergröße reduziert werden? Partitionierung und Transmutation sind im hier angesprochenen Maße bislang nicht einsatzfähig. Es ist unklar, ob dies in Zukunft der Fall sein wird. Die nachfolgenden Darstellungen konzentrieren sich daher auf die grundsätzlich denkbaren Auswirkungen auf die Endlagerung , die theoretisch mit der Partitionierung und Transmutation verbunden sein können. Die erforderliche Größe des Endlagers wird in erster Linie nicht durch das Gesamtvolumen der Abfallstoffe bestimmt, sondern durch das Endlagerkonzept und die Wärmeentwicklung der Abfälle zum Zeitpunkt der Einlagerung. Vor diesem Hintergrund führt die Anwendung von Partitionierung und Transmutation nicht automatisch zu einer Verringerung der Endlagergröße. Partitionierung und Transmutation könnte zu größerem Endlager führen Unter Umständen könnte die Anwendung von Partitionierung und Transmutation sogar dazu führen, dass das Endlager noch vergrößert werden müsste. Der Grund ist, dass das theoretische Verfahren zumeist darauf abzielt, langlebige Atomkerne in schnell zerfallende Spaltprodukte zu überführen. Ein schnellerer Zerfall geht allerdings mit einer höheren Wärmefreisetzung einher. Da die Wirtsgesteine und die Verfüll- und Versiegelungsmaterialien jeweils nur über eine begrenzte Wärmeverträglichkeit verfügen, könnte das dazu führen, dass das Endlager vergrößert werden müsste, um eine Schädigung des Wirtsgesteins zu verhindern. Neue schwach- und mittelradioaktive Abfälle würden entstehen Weiterhin würden bei der Durchführung von Partitionierung und Transmutation zusätzliche schwach- und mittelradioaktive Abfälle aufgrund von Kontaminationen und Aktivierungen erzeugt. Diese müssten zusätzlich in einem entsprechenden Endlager entsorgt werden, dessen Abfallmengen dadurch erhöht würden. Alternativ dazu könnten die durch Transmutation erzeugten Spaltprodukte zwischengelagert werden, voraussichtlich mehrere hundert Jahre, bis sie in das Endlager verbracht werden oder gar aus der atomrechtlichen Aufsicht entlassen werden können. In diesem Szenario könnten Partitionierung und Transmutation zu einer Reduktion der erforderlichen Endlagergröße beitragen, zum Preis zusätzlicher langfristiger Zwischenlagerung , die über Generationen hinweg gesichert werden müsste. Zwischenlager sind keine Dauerlösung Allerdings können solche Lager nur eine Zwischenlösung sein, denn Mauern, Sicherheitskräfte und Stacheldraht gewährleisten auf lange Sicht nicht den Schutz, den ein Endlager in stabilen Gesteinsschichten tief unter der Erde bietet. Zudem kann niemand voraussagen, ob künftige Generationen in ähnlich stabilen gesellschaftlichen Verhältnissen leben werden, um eine sicher langfristige Zwischenlagerung der Abfälle gewährleisten zu können bzw. über die finanziellen Mittel verfügen, die Abfälle sicher zu entsorgen. Warum wird Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv gefördert? Die Frage, ob ein großtechnischer Einsatz von Partitionierung und Transmutation zukünftig möglich wäre, ist derzeit offen. Die Beantwortung der Frage würde jahrzehntelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit voraussetzen und wäre mit hohen Kosten verbunden. Gleichbedeutend mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie Die aktive Förderung und Technologieentwicklung in diesem Bereich mit dem Ziel der Anwendung von Partitionierung und Transmutation auf die radioaktiven Abfälle in Deutschland würde vor diesem Hintergrund eine Verschiebung der Verantwortlichkeit bedeuten: Ein jahrzehntelanger aktiver Umgang mit hochradioaktiven Stoffen steht dem im Standortauswahlgesetz formuliertem Anspruch entgegen, die Lasten und Verpflichtungen für zukünftige Generationen so gering wie möglich zu halten. Der spätere hypothetische Einsatz von Partitionierung und Transmutation würde zudem den Betrieb großer kerntechnischer Anlagen und Reaktoren nötig machen und wäre mit einem Wiedereinstieg in die Nuklearindustrie verbunden – mit den damit verbundenen radioaktiven Emissionen, Strahlenbelastungen und Störfallrisiken. Ein Betrieb solcher Anlagen wäre mit dem gesetzlichen Ausstiegbeschluss nicht vereinbar. BASE beobachtet die internationale Forschung Dennoch beobachtet das BASE entsprechend seinem gesetzlichen Auftrag die Entwicklung potentieller alternativer Entsorgungsmöglichkeiten sowie die internationale Forschung zu derartigen Konzepten. Hierzu gehört auch die Partitionierung und Transmutation . Falls sich hieraus neue Erkenntnisse für eine sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle ergeben, die signifikante Vorteile gegenüber der tiefengeologischen Endlagerung aufzeigen, wären die vorgesehenen Entsorgungspfade neu zu bewerten. . Kann Partitionierung und Transmutation ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig machen? Um ein Endlager für hochradioaktive Abfälle überflüssig zu machen, wäre es notwendig, alle in den Rückständen befindlichen langlebigen Atomkerne (dies sind z.B. Plutonium -239 und Neptunium-237) in kurzlebige oder stabile Atomkerne umzuwandeln bzw. zu transmutieren. Ein solches Verfahren gibt es derzeit nicht. Selbst wenn ein solches Verfahren entwickelt werden würde, ist gegenwärtig nicht absehbar, bis zu welchem Grad die Transmutation mit einem vertretbaren Aufwand durchgeführt werden könnte. Der Grund ist, dass sich nicht alle langlebigen Atomkerne auf einmal umwandeln lassen: Aus den hochradioaktiven Abfällen müssten zunächst frische Brennelemente gefertigt werden. Die frischen Brennelemente würden in sogenannten Transmutationsreaktoren eingesetzt und dort bestrahlt. Transmutation würde rund 150 Jahre dauern Bei diesem Vorgang würde allerdings nur ein Teil der langlebigen Atomkerne umgewandelt. Das bedeutet, aus den anfallenden Abfallstoffen müssten anschließend wieder langlebige Atomkerne herausgetrennt (Partitionierung), zu frischen Brennelementen verarbeitet und in Transmutationsreaktoren erneut bestrahlt werden. Dieser Vorgang müsste viele Male wiederholt werden und schließt jeweils auch eine Zwischenlagerung der Abfälle ein. Bei der Analyse der Entsorgungsoption Transmutation hatte die „Kommission zur Lagerung der hochradioaktiven Abfälle“ geschätzt, dass eine Reihe von Transmutationsreaktoren über einen Zeitraum von rund 150 Jahren betrieben werden müssten. Große Mengen schwach- und mittelradioaktive Abfälle entstehen Doch auch dieser Prozess führt voraussichtlich nicht zu einer vollständigen Umwandlung der langlebigen Atomkerne. Es müssten weiterhin eine verbleibende Menge hochradioaktiver Abfälle sowie große Mengen von durch Partitionierung und Transmutation zusätzlich erzeugten schwach- und mittelradioaktive Abfälle entsorgt werden. Zudem beinhalten die hochradioaktiven Abfälle sogenannte Spaltprodukte . Diese sind teilweise hochradioaktiv und zum Teil sehr langlebig ( z.B. Selen-79, Zirconium-93, Technetium-99, Palladium-107, Iod-129 und Cäsium-135). Bislang existiert auch für diese Spaltprodukte kein industriereifes Verfahren, um die Atomkerne umzuwandeln, d.h. diese Rückstände müssten ebenfalls in einem Endlager entsorgt werden. Keine Behandlung von verglasten Abfällen möglich Hinzu kommt, dass ein Teil der in Deutschland produzierten atomaren Abfälle nicht mehr in Form der ursprünglich verwendeten Brennelemente vorliegt, sondern im Zuge der Brennstoff-Wiederaufbereitung mit Glas verschmolzen werde ( sog. Verglasung). Die Verglasung dieser Abfälle würde ein erhebliches Hindernis für die Aufbereitung und Brennstoffherstellung bedeuten, die für eine Transmutation Voraussetzung ist. Nach der heutigen Kenntnislage ist die Transmutation für eine weitere Behandlung dieser Abfälle kein geeignetes Verfahren. Der für Partitionierung und Transmutation notwendige Transport von nuklearen Abfällen und die kontinuierliche Verarbeitung der Abfälle, gehen zudem mit zusätzlichen Risiken für Mensch und Umwelt einher. Es ist derzeit nicht erkennbar, dass in absehbarer Zeit ein Verfahren zur Partitionierung und Transmutation zur Verfügung stehen wird, das ein Endlager überflüssig macht. Einzige Lösung: tiefengeologische Lagerung Nach der Abwägung von Chancen und Risiken haben Endlagerkommission und Gesetzgeber die Entscheidung getroffen, dass die Strategie zur Partitionierung und Transmutation in Deutschland nicht aktiv verfolgt wird. Stattdessen werden alle radioaktiven Abfälle tiefengeologisch gelagert. Das gegenwärtige Endlagerkonzept sieht vor, dass die hochradioaktiven Abfälle bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Darüber hinaus sollen die Rückstände noch 500 Jahre nach Verschluss des Endlagers lang geborgen werden können. Dies gibt den folgenden Generationen die Möglichkeit, auf künftige technische Entwicklungen reagieren zu können. Gutachten zum Download Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von Konzepten zu Partitionierungs- und Transmutationsanlagen für hochradioaktive Abfälle Herunterladen (PDF, 3MB, barrierefrei⁄barrierearm) Mehr zum Thema Transmutation hochradioaktiver Abfälle

Faktencheck zu aktuellen Atomprojekten in den USA und Frankreich

Faktencheck zu aktuellen Atomprojekten in den USA und Frankreich Bisweilen werden Behauptungen in Bezug auf die Möglichkeiten der Wiederverwendung von hochradioaktiven Abfällen in den USA oder dem Fortschritt bei der Entwicklung neuer, kleiner Reaktoren ( SMR ) in Frankreich aufgestellt. In diesem kleinen Faktencheck wird den Behauptungen nachgegangen, auf den aktuellen Stand verwiesen und eine Einordnung vollzogen. © BASE Bisweilen werden Behauptungen in Bezug auf die Entwicklung und den Bau neuer, kleiner Reaktoren ( SMR ) oder auf Reaktoren, die angeblich radioaktive Abfälle verarbeiten könnten, aufgestellt. Letzteres wird zudem teilweise als Argument verwendet, dass es eigentlich keiner Endlager für die radioaktiven Abfälle mehr bedürfe, wenn sie in solchen Reaktoren verwendet werden könnten. Als Beispiele für Entwicklungen werden insbesondere Frankreich und die USA herangezogen als Länder mit einer besonders großen Tradition im nuklearen Bereich. In diesem Faktencheck wird den Behauptungen nachgegangen, auf den aktuellen Stand verwiesen und eine Einordnung vollzogen. Behauptung: Die USA bauen Reaktoren, die ein Endlager überflüssig machen Diese Darstellung ist falsch. Die USA verfolgen gemäß des US Departement of Energy ( DOE ) die Entsorgung radioaktiver Abfälle durch Endlagerung in geologischen Formationen. Ebenso wie Deutschland forschen die USA an drei Wirtsgesteinstypen. Das Ziel, hochradioaktive Abfälle für lange Zeiten in tiefen geologischen Formationen zu lagern, ist darüber hinaus internationaler Konsens. Die USA bauen keine Reaktoren, die ein Endlager überflüssig machen würden. Derzeit wird in den USA ein konventioneller Leichtwasserreaktor gebaut, der hochradioaktive Abfälle in gleicher Größenordnung produzieren wird wie die meisten Kernkraftwerke auf der Welt. Darüber hinaus gibt es lediglich seit Jahrzehnten andauernde Forschungs- und Entwicklungsprojekte für alternative Reaktorkonzepte, die bis heute weder zu einem Bau von Prototypen noch zu einem regulären Betrieb geführt haben. Es ist auch nicht erkennbar, dass diese Reaktorkonzepte gezielt auf die Behandlung von hochradioaktiven Abfällen der bisherigen Kernenergienutzung ausgelegt sind. Hintergrund zur sogenannten Transmutation von hochradioaktiven Abfällen Langlebige Bestandteile wie Uran und Plutonium werden abgetrennt und in kurzlebige Bestandteile umgewandelt, dabei entsteht auch Energie. © BASE Hochradioaktive Abfälle aus dem Betrieb von Kernreaktoren bestehen aus drei Gruppen von Stoffen: Spaltprodukte : Entstehen durch Kernspaltung Uran : Uran aus dem Kernreaktor, das nicht verbraucht wurde. Hauptsächlich Uran -238. Transurane: Stoffe die durch den Neutroneneinfang aus Uran entstanden sind. Aktuell verfolgte Forschungskonzepte zur Transmutation beschäftigen sich mit der Frage, inwiefern Transurane in Reaktoren gespalten werden könnten. Hierbei würden aber neue Spaltprodukte entstehen. Viele Spaltprodukte sind radioaktiv und müssen daher endgelagert werden. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften (insbesondere der hohen Mobilität im Erdreich) sind sie von hoher Relevanz für die Sicherheitsanalyse eines Endlagers. Auch wenn ein Reaktor verfügbar wäre, der alle Transurane transmutieren könnte – was heute trotz jahrzehntelanger Forschung nicht absehbar ist – bräuchte es immer noch ein Endlager für die Spaltprodukte . Weitere Informationen können hier abgerufen werden: Transmutation hochradioaktiver Abfälle Spent Fuel and Waste Disposition (Office of Nuclear Energy, USA) Behauptung: Frankreich baut bereits kleine Reaktoren zur Energieversorgung Mit kleinen Reaktoren sind in der Regel sogenannte Small Modular Reactors ( SMR ) gemeint. Ausgearbeitete Pläne für den Bau von SMR gibt es in Frankreich derzeit nicht. In einer Rede im Februar 2022 sprach Frankreichs Präsident Emmanuel Macron von der Möglichkeit, bis zum Jahr 2050 insgesamt 14 zusätzliche konventionelle große Reaktoren zu errichten. Tatsächlich geplant ist davon derzeit der Bau von sechs neuen EPR-2 Reaktoren, die in der Nähe bereits bestehender Kernkraftwerke errichtet werden sollen. Das erste Reaktorpaar bei Penly soll nach Aussage der französischen Regierung 2035 ans Netz gehen. Der Bau von acht weiteren EPR-2 Reaktoren soll auf Wunsch der Regierung geprüft werden. Bei EPR-2 Reaktoren handelt es sich um eine Weiterentwicklung des European Pressurized Reaktor. Detaillierte Designs für diesen Reaktor müssen noch erarbeitet werden. Als Teil der Investment-Strategie „France 2030“ hat die französische Regierung ein Investment in Höhe von 1 Mrd. Euro in SMR -Projekte angekündigt. Ein erster Prototyp wird durch die französische Regierung jedoch nicht vor 2030 erwartet. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass in Frankreich seit 1999 kein neuer Kernreaktor zur Stromerzeugung ans Netz gegangen ist. Der einzige Neubau eines Reaktors, Flamanville-3, hat 2007 begonnen und sollte ursprünglich 2012 abgeschlossen sein. Eine Inbetriebnahme ist aktuell für 2025 vorgesehen. Die Projektkosten haben sich im Laufe der Bauzeit vervielfacht.

Faktencheck: Transmutation

Faktencheck: Transmutation Transmutation - eine Alternative zur Endlagerung? Wissenschaftler weltweit forschen seit Jahrzehnten zu verschiedenen Optionen, hochradioaktive Abfälle zu entsorgen. Eine Variante, die in diesem Zusammenhang immer wieder thematisiert wird, ist die Transmutation. Mit diesem Verfahren sollen Menge und Halbwertszeit der hochradioaktiven Abfälle deutlich verringert werden. Doch kann die Technologie das tatsächlich leisten? Stellt sie wirklich, wie zum Teil behauptet wird, eine Alternative zur Endlagerung in Gesteinsschichten unter der Erdoberfläche dar? Wissenschaftler weltweit forschen seit Jahrzehnten zu verschiedenen Optionen, hochradioaktive Abfälle zu entsorgen. Eine Variante, die in diesem Zusammenhang immer wieder thematisiert wird, ist die Transmutation. Mit diesem Verfahren sollen Menge und Halbwertszeit der hochradioaktiven Abfälle deutlich verringert werden. Doch kann die Technologie das tatsächlich leisten? Stellt sie wirklich, wie zum Teil behauptet wird, eine Alternative zur Endlagerung in Gesteinsschichten unter der Erdoberfläche dar? Im Folgenden erklären wir, wie das Verfahren funktioniert, ob es einsetzbar ist und welche Vor- und Nachteile es birgt. Was ist Transmutation? Transmutation bedeutet im Zusammenhang mit den hochradioaktiven Abfällen, dass langlebige radioaktive Atomkerne ( Radionuklide ) in kurzlebigere umgewandelt werden. Sollte dies tatsächlich eines Tages technisch möglich sein, würden die hochradioaktiven Stoffe nicht mehr für hunderttausende Jahre Menschen und Umwelt gefährden, sondern für einen deutlich kürzeren Zeitraum. Die Menge der zu entsorgenden hochradioaktiven Abfälle würde sich verringern, allerdings würde sich im Gegenzug das Volumen der schwach- und mittelradioaktiven Abfälle vergrößern. Schematische Darstellung des P&T-Verfahrens Wie funktioniert Transmutation? Das technische Verfahren nennt sich P&T (Partitionierung und Transmutation) und besteht aus drei Schritten: Abtrennung, Brennstofffertigung und Umwandlung. Bei der Abtrennung werden zunächst aus den abgebrannten Brennelementen bestimmte langlebige radioaktive Atomkerne (Transurane) herausgelöst. Dies geschieht in Wiederaufarbeitungsanlagen. Anschließend werden die abgetrennten Atomkerne zu neuen Brennelementen verarbeitet und in speziellen Reaktoren mit Neutronen beschossen. Der Großteil der langlebigen Atomkerne wird aufgespalten und in kurzlebigere Atomkerne umgewandelt. Das P&T-Verfahren muss allerdings viele Male wiederholt werden, da bei jedem Durchgang nur ein Teil der Transurane umgewandelt werden kann. Was sind die Vor- und Nachteile von P&T? Der erste Schritt des P&T-Verfahrens, die Abtrennung der Atomkerne, wird bereits in der Wiederaufarbeitung genutzt, allerdings nur für Uran und Plutonium . Um auch die übrigen Transurane abtrennen zu können, bedarf es erheblicher technischer Weiterentwicklungen. Bislang gelang dies nur im Labor. Auch der zweite Schritt, die Brennstofffertigung, befindet sich noch in einem relativ frühen Entwicklungsstadium. Gleiches gilt für den letzten Schritt, die Umwandlung der Atomkerne. Bislang existiert keine industriereife Transmutationsanlage. Angesichts dieser Tatsachen ist unklar, ob die P&T-Technologie überhaupt großtechnisch einsetzbar sein wird. Die Endlagerkommission, die zum Thema P&T zwei Gutachten in Auftrag gab, kam zu dem Schluss, dass es mindestens vier bis fünf Jahrzehnte dauern wird, ggf. auch länger, bis P&T industriell einsetzbar wäre. Aber die alleinige Verfolgung einer Technologie, bei der unklar ist ob und wann sie einsetzbar wäre, ist mit dem Verantwortungsprinzip nicht vereinbar. Auch für die zukünftigen Generationen ist es wichtig, so bald wie möglich eine sichere Lösung für die hochgefährlichen Stoffe zu finden. Auch P&T produziert weiterhin radioaktive Abfälle: Nicht alle Transurane werden bei dem Verfahren umgewandelt. Hinzu kommen die sogenannten Spaltprodukte , die neben den Transuranen bei der Kernspaltung entstehen. Zudem müssen die Abfälle aus der Wiederaufarbeitung endgelagert werden, da sie nicht transmutiert werden können. Sollte das P&T-Verfahren eines Tages großtechnisch einsetzbar sein, müssten zwar weniger langlebige Atomkerne eingelagert werden. Die Menge an schwach- und mittelradioaktiven Abfällen würde sich allerdings erheblich erhöhen. Für das P&T-Verfahren müssten außerdem Reaktoren gebaut werden, in denen die Transurane umgewandelt werden. Etwa fünf bis sieben derartige Anlagen müssten schätzungsweise zwischen 150 und 300 Jahren laufen, um den gesamten deutschen Abfall zu transmutieren. Zeiträume unter 100 Jahren ließen sich nur mit deutlich mehr Reaktoren oder höheren Reaktorleistungen erreichen. Das P&T-Verfahren würde somit den Aufbau einer umfangreichen kerntechnischen Industrie notwendig machen. Dies ist durch die derzeitige Gesetzeslage in Deutschland nicht gedeckt. Der Grund: Nach dem Reaktorunglück von Tschernobyl und dem Atomunfall in Fukushima gibt es hierzulande einen breiten gesellschaftlichen Konsens darüber, dass künftig keine Kernkraftwerke und Wiederaufarbeitungsanlagen mehr betrieben werden sollen. Die Zukunft Für den Fall, dass P&T in den kommenden Jahrzehnten oder Jahrhunderten tatsächlich bis zur industriellen Reife weiterentwickelt wird und sich die Menge der hochradioaktiven Abfälle verringern ließe, sieht das Standortauswahlgesetz Korrekturmöglichkeiten vor. Die hochradioaktiven Abfälle sollen demnach bis zum Verschluss des Endlagers zurückgeholt werden können. Zudem sollen die Behälter mit den hochradioaktiven Rückständen nach Verschluss noch fünfhundert Jahre lang geborgen werden können. Zum Thema Transmutation hochradioaktiver Abfälle

Neue Technologien lösen Endlagerproblematik nicht

Neue Technologien lösen Endlagerproblematik nicht BASE präsentiert Gutachten zu Partitionierung & Transmutation und zu Small Modular Reactors. Weltweit ungelöste Endlagerfrage, Sicherheitsfragen und die Atomwaffen- Gefahr bleiben bestehen. Pressemitteilung Stand: 10.03.2021 „In absehbarer Zeit können möglicherweise zur Verfügung stehende Atom -Technologien weder die Altlasten der Atomenergie-Nutzung beseitigen noch die jetzt anstehenden Zukunftsfragen des Klimawandels beantworten“. Das ist das zentrale Fazit von Wolfram König, Präsident des Bundesamts für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung ( BASE ), anlässlich der Veröffentlichung von zwei Gutachten im Auftrag des BASE. Die Gutachten analysieren den gegenwärtigen Stand und mögliche Auswirkungen bei der Entwicklung von sogenannten Small Modular Reactors (SMR) und Partionierungs- und Transmutations-Konzepten (P&T). Beide Technologien werden bisweilen in Diskussionen über Strategien gegen den Klimawandel sowie bei der Lösung einer sicheren Entsorgung ins Spiel gebracht. Das Konzept SMR verspricht, mittels kleiner und vermeintlich günstiger und sicherer Reaktoren Energie bereitstellen zu können. Hinter P&T steckt die Idee, mithilfe neuer Reaktoren und Wiederaufarbeitungsverfahren die Menge an hochradioaktiven Abfällen zu reduzieren. König: „Wir müssen konstatieren: Keine der diskutierten Technologien ist derzeit am Markt verfügbar. Es ist auch nicht absehbar, ob sie es künftig sein werden. Gleichzeitig werden sie verbunden mit Versprechen, die oftmals stark denen ähneln, die bereits mit der ersten Generation von Reaktoren in den 1950ern und 1960er Jahren des vergangenen Jahrhunderts gemacht worden waren.“ Die zwei aktuellen Gutachten kommen in Summe zu dem Ergebnis, dass es sich bei P&T- oder SMR-Reaktoren überwiegend um Konzeptstudien handelt, die nur in den wenigsten Fällen neue Entwicklungen darstellen. Unter der Annahme, dass eine Marktrealisierung der Technologien dennoch gelingen könnte, wären eher negative Effekte in Hinblick auf Sicherheitsrisiken sowie das Vermeiden von unzumutbaren Lasten für zukünftige Generationen zu erwarten. Das Gutachten zur P&T-Technologie wurde vom Institut für Sicherheits- und Risikowissenschaften der Universität für Bodenkultur Wien durchgeführt. Das Gutachten zum Thema SMR ist vom Öko-Institut in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet für Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik der TU Berlin sowie dem Physikerbüro Bremen erarbeitet worden. Hintergrund für die Beauftragung der Gutachten ist der gesetzliche Auftrag des BASE , Forschung im Bereich der nuklearen Sicherheit und Entsorgung durchzuführen und mögliche alternative Optionen fortlaufend zu evaluieren. Mehr Infos zum Thema und die Original-Gutachten finden Sie auf der Webseite des BASE . Abfallmengen von einzelnen Transuranen erhöhen sich Der Einstieg in P&T wäre damit verbunden, dass wieder viele kerntechnische Anlagen erbaut werden müssten und damit - durch deren langen Betrieb - Sicherheits- und Störfallrisiken in Kauf zu nehmen. Zwischenlager und Brennstofftransporte wären weiterhin erforderlich. Auch ein Endlager wäre in jedem Fall weiter erforderlich. In hypothetischen Szenarien hat die Universität für Bodenkultur Wien die Auswirkung verschiedener P&T-Technologien für die in Deutschland angefallenen Abfälle untersucht. Im Ergebnis könnten bestimmte Transurane wie u.a. Plutonium zwar in ihrer Menge reduziert werden, auf der anderen Seite steigt jedoch die Abfallmenge für einzelne langlebige radioaktive Spaltprodukte an, z.T. sogar um bis zu 75 Prozent (Cäsium-135) gegenüber der ohne P&T einzulagernden Menge. P&T ist zudem nur anwendbar für abgebrannte Brennstäbe. Allerdings wurden 40 Prozent der in Deutschland bereits angefallenen Abfälle wiederaufgearbeitet. Die daraus entstandenen verglasten Abfälle wären nicht für P&T-Verfahren zugänglich. Schließlich bliebe die Gefahr , dass das im Verfahren notwendigerweise abzutrennende Plutonium leichter für Waffenherstellung zugänglich wäre. Es müssten bis zu zehntausend SMR-Anlagen gebaut werden Small Modular Reactors sollen Strom ohne viele Treibhausgase produzieren und damit aus Sicht einiger Stimmen einen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten. Um weltweit die derzeit benötigte elektrische Leistung bereitzustellen, müssten laut dem Gutachten jedoch tausend bis zehntausend SMR-Anlagen gebaut werden. Fragen zu Sicherheit, Transport, Rückbau sowie zur Zwischen- und Endlagerung sind bislang ungeklärt. Bei einer geplanten weltweiten Verbreitung von SMR wären neue SMR-spezifische nationale und internationale Sicherheitsstandards notwendig. Laut Gutachten könnten SMR zwar potenziell sicherheitstechnische Vorteile gegenüber großen Atomkraftwerken vorweisen, die hohe Anzahl an notwendigen Reaktoren würde jedoch die damit verbundenen Risiken wiederum deutlich erhöhen. Bei SMR-Anlagen bleibt – ähnlich wie bei der P&T - die Gefahr , dass im Falle einer weltweiten Verbreitung der Technologie die Gefahr der Proliferation – also der Nutzung für militärische Zwecke wie der Herstellung von Kernwaffen - steigt. BASE -Präsident König zieht vor diesem Hintergrund das Fazit: „Die diskutierten Konzepte können uns unsere Verantwortung nicht abnehmen, uns jetzt konsequent auf den Pfad der nachhaltigen Problemlösung zu begeben statt mit der Hoffnung auf Technologiesprünge der Nuklearindustrie dieser Aufgabe auszuweichen. Allein der Blick auf die weltweit zu klärende Frage der Entsorgung zeigt, dass wir selbst für sichere Lösungen sorgen müssen.“ Informationen zur Debatte um Partitionierung und Transmutation Transmutation hochradioaktiver Abfälle Informationen zu Small Modular Reactors Small Modular Reactors

Aufnahme und Wirkung der Transurane bei marinen Wirbellosen

Das Projekt "Aufnahme und Wirkung der Transurane bei marinen Wirbellosen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Anstalt Helgoland, Zentrale durchgeführt. Untersuchungen im Hinblick auf den Betrieb von Wiederaufbereitungsanlagen. Die Arbeiten umfassen (1) Methodenentwicklung zur Untersuchung des physikalisch-chemischen Verhaltens im Wasser, (2) Aufnahme und Abgabe in Abhaengigkeit von Umgebungsfaktoren, (3) Strahlungseffekte, (4) chemische Toxizitaet, (5) Abschaetzung der absorbierten Strahlendosis, (6) Untersuchung des physikalisch-chemischen Verhaltens im Kulturmedium und (7) Vergleiche mit Befunden aus dem Freiland.

Durchlaessigkeit von Boeden fuer Transurane und Schwermetalle

Das Projekt "Durchlaessigkeit von Boeden fuer Transurane und Schwermetalle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Institut für Radiochemie, Abteilung Wassertechnologie durchgeführt.

Charakterisierung der Extraktionsgleichgewichte von Schwermetallionen mit makrozyklischen Verbindungen vom Typ der (1n)Metacyclophane

Das Projekt "Charakterisierung der Extraktionsgleichgewichte von Schwermetallionen mit makrozyklischen Verbindungen vom Typ der (1n)Metacyclophane" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Anorganische und Analytische Chemie, Fachgebiet Radiochemie durchgeführt. Mit Hilfe von massgeschneiderten Extraktionsmitteln sollen Schwermetalle, die in Industrie-Abwaessern enthalten sind, selektiv abgereichert bzw durch Rueckextraktion zurueckgewonnen werden. Dazu wurden neue Makrozyklen synthetisiert und ihr Extraktionsverhalten geprueft. Unter den selektiv extrahierten Metallen sind Palladium, Gold, Transurane und Lanthanide. Bei den Synthesen wurde Wert gelegt auf moeglichst einfache Synthesewege, Reproduzierbarkeit und moegliches scale-up.

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