55 Jahre nach Inbetriebnahme des ersten Kernkraftreaktors im nordwestenglischen Calder Hall gibt es weltweit noch immer kein Endlager für hochradioaktive Abfälle. Jährlich fallen laut EU-Energiekommissariat allein in der EU etwa 7000 Kubikmeter hochradioaktive Abfälle an, die wiederaufbereitet oder in Zwischenlager gebracht werden. Wann es in Deutschland ein Endlager für diesen Müll geben wird, ist offen. Sollte sich der Standort Gorleben als geeignet erweisen, könnte der Einlagerungsbetrieb wohl frühestens in den 2030er- Jahren starten. Tatsächlich gibt es nur zwei Länder – Finnland und Schweden –, die in der nahen Zukunft mit dem Bau eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle beginnen werden. Und es gibt Länder, die ihren strahlenden Müll vorerst gar nicht auf Nimmerwiedersehen entsorgen wollen, wie die Niederlande und Spanien. Nur über Endlager für schwach- und mittelradioaktive Abfälle verfügen etliche Länder zum Teil schon seit Jahrzehnten.
Aktuell sind weltweit in 30 Ländern 443 Kernreaktoren in Betrieb sowie 62 Reaktoren in 15 Ländern im Bau. Dem Deutschen Atomforum zufolge gibt es Planungen für etwa 130 neue Reaktoren. Von den 27 EU-Ländern nutzen derzeit 15 die Kernkraft zur Energiegewinnung. Polen plant den Einstieg und Italien nach 24 Jahren den Wiedereinstieg in die Atomkraft – trotz der Ereignisse in Japan. Mit der Zahl der Länder, die Kernkraftwerke betreiben, steigt die mögliche Zahl der Endlager. Denn prinzipiell ist jedes Land zunächst selbst für die sichere Entsorgung seines strahlenden Mülls verantwortlich. Welchen Ansatz ein Land bei der Endlagerung verfolgt, bleibt ihm im Wesentlichen selbst überlassen. Die meisten Länder forschen nach Möglichkeiten, wie sich die alten Brennstäbe tief in der Erde in Salz-, Ton- oder Granitgestein lagern lassen – doch nicht alle.
„Der Aufwand, einen möglichen Standort zu erkunden, kostet viel Geld, und es braucht Know-how. Für Länder, die vielleicht nur ein Kernkraftwerk und entsprechend wenig Müll haben, kann es daher attraktiv sein, diesen zu exportieren”, sagt Klaus-Jürgen Röhlig, Leiter des Instituts für Endlagerforschung an der TU Clausthal. Auch die Niederlande haben nur ein Kernkraftwerk. Dort verfolgt man das Konzept der „langfristigen Zwischenlagerung”. Bei Vlissingen im Südwesten des Landes wird hochradioaktiver Abfall in einer oberirdischen Halle hinter 1,70 Meter dicken Betonwänden gelagert. Spanien hat ähnliches vor. „Diese Länder planen zwar langfristig eigene Tiefenendlager. Die Strategie mag aber auch sein, abzuwarten, bis mehrere andere Länder ein Endlager betreiben, um den Abfall dann exportieren zu können”, sagt Klaus-Jürgen Röhlig. Der Müll-Export könnte auch aus Sicherheitsaspekten interessant sein: „Vielleicht ist es sinnvoll, einem erdbebengefährdeten Land wie Japan den Atommüll abzunehmen.” Wie aber ist der Status quo der Standortsuche in einzelnen Ländern? Ein paar Beispiele:
USA: Alles ist wieder offen
Die USA sind der größte Produzent von radioaktivem Abfall. Das Land verfügt über 104 zivil genutzte Kernreaktoren und etliche Reaktoren, die militärisch genutzt werden, etwa in Flugzeugträgern. Für schwach- und mittelradioaktive Abfälle gibt es bereits mehrere Endlager. Wo die USA ihre hochradioaktiven Abfälle lagern wollen, ist offen. Einem 1982 erlassenen Gesetz zufolge sollten mehrere Standorte untersucht werden. Untertage-Labors wurden in Granit und Tuffgestein angelegt. In Carlsbad, New Mexico, erkundeten Forscher eine Salzformation, in der seit 1999 schwach- und mittelradioaktive Abfälle, aber auch stark strahlende Abfälle aus der Kernwaffenproduktion eingelagert werden. Als Hauptlager für abgebrannte Brennstäbe galt das Augenmerk seit 1987 allein dem Standort Yucca Mountain, rund 160 Kilometer nordwestlich von Las Vegas in der Wüste von Nevada. Doch an der Eignung dieses Standorts gab es stets Zweifel: Die Region um Yucca Mountain ist Erdbebengebiet und vulkanisch aktiv. 2002 beschloss die Regierung unter Präsident George W. Bush dennoch den Ausbau zum Endlager. 77 000 Tonnen sollten bis zu 450 Meter tief im Tuffstein unter dem Gebirge eingelagert werden.
Weil Tuffstein, ähnlich wie Granit, Wasser führen kann, sollte der Abfall in zweischalige Behälter eingeschlossen werden: außen eine Schicht aus korrosionsbeständiger Nickel-Chrom-Legierung und innen eine Schicht aus Edelstahl. Jeder Behälter wäre nach dem US-Konzept zusätzlich mit einer Art Schutzdach aus Titan überdeckt, um ihn vor Feuchtigkeit und Steinschlag zu schützen. Derart gelagert sollte der Müll für 10 000 Jahre sicher sein – eine zu kurze Zeitspanne, wie Standortgegner kritisierten. 2009 stoppte Barack Obama das Projekt bis auf Weiteres. Derzeit werden neue Konzepte für ein Standort-Auswahlverfahren erarbeitet. Alternativen zu Yucca Mountain sind offiziell noch nicht benannt worden.
Frankreich: Rückholen möglich
Frankreich hat europaweit die meisten Kernreaktoren in Betrieb: 58 Stück. Seit 1991 sucht das Land nach Endlagern für radioaktive Abfälle. Oberflächennahe Lagerstätten für sehr schwach-, schwach- und mittelradioaktive Abfälle werden gefüllt oder sind bereits wieder verschlossen. Für die Endlagerung stark radioaktiver Abfälle sollten zwei Standorte näher untersucht werden. Voruntersuchungen gab es in Granit-, Salz- und Tongestein. Derzeit wird ein möglicher Standort genauer erkundet: Seit dem Jahr 2000 ist bei Bure in Lothringen ein Untertagelabor in Betrieb. In seiner Nähe soll der Abfall in einer 130 Meter dicken Tonsteinschicht rund 500 Meter unter der Erdoberfläche eingelagert werden. Der Ton von Bure weist kaum Verwerfungen auf, weshalb der Eintritt von Wasser als höchst unwahrscheinlich gilt. 2015, so der Plan, fällt die Entscheidung, ob dort Frankreichs Endlager gebaut wird. Frühestens 2025 könnte das Einlagern von hoch- und mittelradioaktiven Abfällen beginnen.
Geplant ist, den hochradioaktiven Müll so zu deponieren, dass er sich zurückholen lässt. Das ist vor allem wegen der möglichen Weiterbearbeitung der Abfälle durch Partition und Transmutation nötig (siehe „Wie lange muss ein Lager dicht halten?” ab S. 92). Daher werden die Abfallbehälter in horizontalen Tunneln von 70 Zentimeter Durchmesser und 40 Meter Länge abgelegt. Ein Stahlrohr stabilisiert den Tunnel, Beton dichtet den Tunneleingang ab.
Finnland: Ab auf die Insel
Im Norden sind insgesamt 14 Kernreaktoren am Netz: 10 in Schweden, 4 in Finnland. Dazu kommen einige abgeschaltete Atommeiler. Die Endlagersuche läuft in enger Kooperation. „Eines der beiden Länder wird wohl als erste Nation über ein Endlager für hochradioaktive Abfälle verfügen. Vermutlich ist es Anfang der 2020er-Jahre so weit”, sagt der Clausthaler Endlagerforscher Klaus-Jürgen Röhlig. Auch Frankreich liege gut im Rennen. Finnland und Schweden verfolgen das gleiche Konzept für die Endlagerung: Mangels geologischer Alternativen kann nur in kristallinem Gestein eingelagert werden. In Finnland steht seit 1999 der Ort des Endlagers für ausgediente Brennelemente fest: die kleine Insel Olkiluoto, auf der das gleichnamige Kernkraftwerk steht und wo bereits ein Endlager für schwach- und mittelradioaktive Stoffe in Betrieb ist. Im Vorfeld waren drei weitere Standorte in der Diskussion.
In Schweden wurden zwischen 2002 und 2007 zwei Standorte auf Eignung untersucht: Östhammar und Oskarshamn. Bei beiden Orten befinden sich Kernkraftwerke. In Äspö, nahe Oskarshamn, ist seit 1990 ein Untertagelabor in Betrieb. Es liefert Daten zur Eignung von kristallinem Gestein und testet die Endlagertechnik. 2009 erhielt die Gemeinde Östhammar den Zuschlag für das Endlager. Es wird in direkter Nachbarschaft zum Kernkraftwerk Forsmark und einem Endlager für schwach- und mittelradioaktive Abfälle entstehen. Der Beginn der Bauarbeiten ist für 2015 geplant, der Endlagerbetrieb soll ab 2025 starten. Insgesamt sollen 12 000 Tonnen hochradioaktive Abfälle, vor allem abgebrannte Brennelemente, in 500 Meter Tiefe verbracht werden und dort 100 000 Jahre lang sicher lagern.
In Finnland umgeben Gneise, in Schweden Granit das geplante Endlager. Im spröden Gestein ist mit Wasseradern zu rechnen. Damit das Wasser nicht mit dem strahlenden Müll in Kontakt kommt, sind starke technische Barrieren erforderlich. In beiden Ländern sieht das konkret so aus: Die abgebrannten Brennstäbe werden in einen massiven Stahlzylinder gepackt, der seinerseits von einem Kupferzylinder umhüllt ist. Der Stahlzylinder soll vor allem für Stabilität sorgen, der Kupferbehälter dient als Korrosionsschutz. Ein Kupferbehälter ist rund fünf Meter lang und misst einen Meter im Durchmesser, die Wandstärke beträgt fünf Zentimeter. Gefüllt wiegt jeder Zylinder etwa 25 Tonnen. Allein in Schweden sollen 6000 dieser Behältnisse einzeln in Löchern im Granit versenkt werden. Der Raum zwischen Behälter und Granit wird mit Bentonit aufgefüllt, einem tonähnlichen Mineral, das Wasser aufnimmt, aufquillt und bindet – ähnlich wie Katzenstreu.
Die letzte Barriere
Der Bentonit dient als chemischer und mechanischer Puffer. Er soll Gesteinsbewegungen abfedern, Korrosion verhindern und im schlimmsten Fall die Verbreitung radioaktiver Substanzen verzögern, falls sie aus den Behältern austreten. Ein Gutachten eines unabhängigen Korrosionsexperten, in Auftrag gegeben von der schwedischen Strahlenschutzbehörde, hat zwar die Wirksamkeit dieses Schutzsystems in Zweifel gezogen. Demnach könnten bestimmte Schwefelverbindungen in sauerstofffreiem Wasser das Kupfer schon nach wenigen Hundert Jahren so korrodiert haben, dass nur noch der Bentonit als letzte technische Barriere die radioaktiven Partikel zurückhält. Die private Gesellschaft SKB, die für die Beseitigung des Atommülls in Schweden zuständig ist, sowie unabhängige Experten kamen aber nach neuen Untersuchungen zum Urteil: Die Schutzvorrichtungen sind ausreichend sicher. Neben der Einlagerung in Kristallingestein sind die aufwendigen technischen Barrieren der größte Unterschied zu deutschen Endlager-Konzepten. Die sehen vor, dass möglichst wenige technische Sperren nötig sind. Das Gestein in der Tiefe soll hierzulande so beschaffen sein, dass es den hochradioaktiven Abfall ohne Zusatzbehälter lange genug sicher einschließt. ■
