AtomindustrieDas Weltgifterbe

Die Atomindustrie hat tonnenweise Plutonium angehäuft, weil sie hoffte, es irgendwann recyceln zu können. Falsch gedacht. Nun sitzt die Welt auf einem hochgiftigen Erbe. von Andrea Rehmsmeier

Ein Auto auf einer Straße nahe der Kühltürme des tschechischen AKW Temelin

Ein Auto auf einer Straße nahe der Kühltürme des tschechischen AKW Temelin  |  © Sean Gallup/Getty Images

Die Tauben versetzten die nordenglische Kleinstadt Seascale an der Irischen See in Aufruhr. »Die beiden alten Damen, die 1998 dort drüben wohnten, haben sie gefüttert«, sagt Martin Forwood von der örtlichen Umweltorganisation Core Cumbria und deutet auf eines der Reihenhäuser an der Strandpromenade. Ein Hotelbesitzer aus der Nachbarschaft habe sich damals über den Taubendreck geärgert und die Vögel mit behördlicher Erlaubnis töten lassen. Doch niemand wollte die toten Tiere wegräumen: Sie hatten ihre Nester im drei Kilometer entfernten Sellafield. Dort steht eine der größten Nuklearanlagen der Welt, und auf dem Gelände gibt es viele warme Nischen. Die Laboruntersuchung brachte Gewissheit: Die Kadaver waren radioaktiv. Sie mussten in einem Lager für schwach strahlenden Atommüll entsorgt werden. »Schuld war das Plutonium« , sagt Martin Forwood, »britisches Plutonium, japanisches Plutonium und deutsches Plutonium. Es hat unsere Tauben in fliegenden Atommüll verwandelt.«

Auf dem Betriebsgelände der Wiederaufbereitungsanlage Sellafield lagern 112 Tonnen reines Plutonium , es ist das größte zivile Plutoniumlager der Welt. Ursprünglich glaubte man, mit dem aufgearbeiteten Atommüll günstig Strom erzeugen zu können, im eigens dafür konzipierten Schnellen Brüter. Doch der Traum vom Reaktor, der seinen eigenen Abfall verzehrt, droht zum Albtraum zu werden. Und während Länder wie Großbritannien, Deutschland und die USA verzweifelt nach Wegen suchen, den Stoff loszuwerden, findet die gefährliche Utopie des Plutoniumkreislaufs in China, Russland und Indien neue Anhänger – allen Gefahren zum Trotz.

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Immer wenn ein Atomkraftwerk Strom aus der Kernspaltung von Uran erzeugt, entsteht dabei Plutonium. Es ist radioaktiv und hochgiftig. Schon wenige Mikrogramm können Krebs auslösen. Kein anderer Stoff, der in so kleinen Dosen tödlich wirkt, wurde je in so großen Mengen produziert. Und natürlich ist Plutonium auch noch auf andere Weise gefährlich: 1945 tötete eine Atombombe mehr als 70.000 Menschen in der japanischen Stadt Nagasaki, Zehntausende starben an den Spätfolgen.

ZEIT Wissen 1/2013
ZEIT Wissen 1/2013

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Wie viel Plutonium die Ingenieure und Militärs nach Jahrzehnten des Wettrüstens und der zivilen Atomstrom-Produktion angehäuft haben, lässt sich nur grob schätzen: Bis zu 2000 Tonnen könnten sich als Bestandteil von abgebranntem Kernbrennstoff angesammelt haben, verteilt auf Abklingbecken und Zwischenlager in aller Welt. Daraus lassen sich nicht so einfach Atombomben bauen, weil das Plutonium mit anderen Stoffen im Brennelement eingeschlossen ist. 250 Tonnen reines Plutonium jedoch haben die Atommächte für ihr nukleares Arsenal produziert, es wird streng bewacht. Aber dann sind da noch einmal 250 Tonnen aus der Wiederaufbereitung – das Erbe der Technikutopie vom geschlossenen Brennstoffkreislauf. Genug für Tausende Nuklearsprengköpfe des Nagasaki-Typs. Diese Erbschaft kann man nicht einfach ausschlagen wie die Schulden der Großtante. Das Plutonium existiert – und es muss weg. Nur wohin?

Das Gelände der Nuklearanlage Sellafield beginnt gleich hinter dem Bahnhof. Wer sich zu nah an den Zaun heranwagt, wird sofort von Sicherheitskräften umringt, die Maschinengewehre vor der Brust tragen: »Could we have a look at your documents, please?« Hinter dem Zaun Gestalten mit Schutzhelmen, die Hürden überspringen, robben, schießen: Sicherheitskräfte beim Einsatztraining. »Irgendwann ist ein Lageplan von Sellafield im Internet aufgetaucht«, sagt der Atomkraftgegner Martin Forwood. »Seitdem finden hier regelmäßig Übungen zur Verhütung von Terroranschlägen statt.«

Sellafield betreibt eine von zwei Plutoniumfabriken in Europa, die andere ist die Wiederaufbereitungsanlage in La Hague. In Sellafield stehen Gewerbehallen, Schornsteine, Bürokomplexe, Kühltürme und Reaktorkuppeln inmitten von grünen Hügeln. Da gibt es die beiden alten Plutoniumreaktoren, die früher Munition für das britische Atombombenprogramm produzierten. Sie stammen aus den fünfziger Jahren, als Sellafield noch Windscale hieß. Ein Brand im Jahr 1957 löste dort eine der ersten schweren Katastrophen des Nuklearzeitalters aus.

Hier steht auch die Wiederaufbereitungsanlage Thorp, wo abgebrannter Kernbrennstoff aus Atomkraftwerken in Salpetersäure aufgelöst wird, um daraus Plutonium und Uran wiederzugewinnen. In den Jahren 2004 und 2005 liefen durch ein Leck im Rohrsystem unbemerkt 83.000 Liter radioaktive Flüssigkeit mit 160 Kilogramm Plutonium in ein Becken. Die Brühe wurde abgepumpt, der Betreiber musste 500.000 Pfund Strafe zahlen.

Und schließlich gibt es die Fertigungsanlage für Mischoxid-Brennstoff, kurz: Mox, in der Plutonium und Uran zu neuen Brennelementen verarbeitet werden. Wegen technischer Schwierigkeiten produzierte die Anlage bislang nur einen Bruchteil der angekündigten 120 Tonnen Mox pro Jahr.

Ursprünglich war der Mox-Brennstoff für den Betrieb der Schnellen Brüter gedacht. Weil diese jedoch nie gebaut wurden oder vor Inbetriebnahme als Ruinen endeten, war bald eine andere Lösung im Gespräch: das Verbrennen in Leichtwasser-Reaktoren. Allerdings können die britischen Atomkraftwerke den Mox-Brennstoff nicht selbst verbrauchen, weil sie mit Gas gekühlt werden. Die AKWs, die man mit Mox-Brennstoff betreiben kann, stehen in Frankreich – und in Deutschland.

Leserkommentare
  1. Ich möchte mich Ihrer Hoffnung, der Transmutation, anschließen!

    Kurz was Transmutation ist: Man separiert spaltbares Material, welches nicht in einem normalen Leichtwasserreaktor gespalten werden kann (also Müll) ab. Das wird dann mit Neutronen beschossen, sodass die Kerne gespalten werden und irgendwann weniger radioaktiv sind.
    Man kann sich das so vorstellen: Ein normaler Kernreaktor brennt von alleine. Bei einem Partitionsreaktor muss man immer ein Feuerzeug drunter halten, sonst geht er schnell aus.

    Die Transmutation kann innerhalb ca. 100 Jahr die thermische Energie, welche über 2000 Jahre abgegeben wird auf 25% reduzieren. (S.53 http://www.oecd-nea.org/s...).

    Langfristig sollen 99% vermieden werden, so steht es zumindest im Artikel "Transmutation von radioaktivem Abfall" Physik Journal 9 (2010) Nr. 11.

    Das hört sich nicht wirklich traumhaft an, ist aber eine signifikante Verbesserung. Allerdings ist mein Eindruck, dass die Kosten noch nicht berechenbar sind. Ich habe mich mal wirklich längere Zeit damit auseinandergesetzt, aber eine wirklich zuverlässige Zahl ist nicht dabei rausgekommen. Das liegt vor allem auch daran, dass die notwendigen Reaktoren noch nicht vorhanden sind.

    Allerdings sehe ich auch keine Alternativen. Andere Konzepte sind nicht nachhaltig (Endlagern) oder riskant (schneller Brüter).

    Daher muss Separation und Transmutation unbedingt in eine Debatte über den Atommüll miteinbezogen werden!

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    Antwort auf "Hoffnung Transmutation"
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    • Felefon
    • 28. Januar 2013 23:30 Uhr

    Was genau wäre an einem schnellen Brüter riskant ?

    "Das wird dann mit Neutronen beschossen, ..."
    Was will man denn da als Neutronenquelle benutzen? Das Verfahren braucht doch sicherlich eine starke und langanhaltende Quelle, ergo einen anderen Reaktor, der dann ebenfalls wieder Muell produziert?

    Die Neutronenquelle ist wirklich auch großes Problem. Prinzipiell schießt man Protonen (die kann man wegen ihrer Ladung beschleunigen) auf ein Ziel mit schweren Elementen. Typischerweise ist das eine Blei-Bismut-Legierung. Dann lösen sich Neutronen aus diesem Target, und zwar so dass sie das zu spaltende Material treffen.

    Das ließe sich wohl mit supraleitenden Linearbeschleunigern hinkriegen. Nur wenn der ausfällt, kühlt alles ab, was eine hohe Belastung für das Material darstellt. Und gerade diese Zuverlässigkeit hinzubekommen ist ein Problem, da die bisherigen Forschungs-Neutronenquellen "unzuverlässig" sein durften.

    Was in der Diskussion steht, sind Systeme mit zwei Beschleunigern. Hier ist eine Publikation zu dem Thema wirtschaftliche Risiken: http://www.sciencedirect....

    Sie ist leider nicht frei verfügbar, aber zumindest eine Zusammenfassung und ein paar Graphiken sind da.

    • Felefon
    • 28. Januar 2013 23:30 Uhr

    Was genau wäre an einem schnellen Brüter riskant ?

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    Das Risiko von schnellen Brütern kommt in meinen Augen nicht von einem KO-Kriterium, sondern vielen kleineren Problemen: Zunächst muss man sagen, dass eigentlich drei schnelle-Brüter diskutiert werden. Sie unterscheiden sich u.a. durch das eingesetzte Kühlmittel: Blei(legierung), Natrium und Gas. Eine Beschreibung kann man hier finden: http://www.gen-4.org/PDFs...

    Das Hauptproblem ist in meinen Augen, die Möglichkeit waffenfähiges Material herzustellen und die Komplexität des Systems. Der erste Punkt verhindert eine Verbreitung über viele Länder und der zweite Punkt macht ihn teuer und macht das Risiko schlechter kalkulierbar.
    Vielleicht noch wichtiger sind jedoch die historischen Gründe, dass er einmal gefloppt ist und insofern schwerer durchsetzbar ist.

    Der bleigekühlte sieht in meinen Augen bestechender aus: Vor allem dass man ihn skalieren kann (also kleine und große Reaktoren bauen kann) und er sehr lange nicht befüllt werden muss ist ein Vorteil. Auch soll er schlechter zu öffnen sein, sodass eine Nutzung von Spaltbaren Material für militärische Zwecke erschwert ist.

    Wenn ich aber erlich bin, finde ich die Argumentation für einen Reaktortypen sehr schwer, da es einfach komplexe Systeme sind. Das ist der ADS-Reaktor zwar auch, aber intuitiv wäre ich einfach glücklicher wenn der Reaktor ausgeht, sobald ein Teil ausfällt. Andererseits das Inventar ist trotzdem da. Fukushima wäre also auch mit einem ADS-Reaktor denkbar. Wenn auch unwahrscheinlicher.

  2. 19. Naja...

    Der BN350 lief und der BN600 läuft verhältnismäßig gut im Dauerzustand. "Bis heute kein Material" ist einfach falsch. In Sachen Werkstoff ist ein Brüter aufgrund des flüssigen Metalls zur Kühlung nicht gerade simpel, aber machbar.

    Was die Plutoniumangst soll, verstehe ich nicht. So viel ist es auch nicht. Die beste Lösung ist eigentlich das Pu immer in gewissen Mengen dem frischen Brennstoff beizugeben. Pu239, Pu241 und Pu243 werden unter Energiefreisetzung gespalten, was ja erwünscht ist. Die Isotope mit geraden Neutronenzahlen zerfallen entweder, oder man brütet weiter bis wieder ein leichter spaltbares entsteht.

    Der Key ist also die Wiederaufbereitung. Die Spaltstoffe raus, alles erbrütete wieder rein.

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    Ein weiterer Mythos der Atomlobby:
    Die Wiederaufarbeitung ist eine Vermehrung des Atommülls, nichts weiter!
    http://www.contratom.de/2...

  3. 20. Frage

    "Das wird dann mit Neutronen beschossen, ..."
    Was will man denn da als Neutronenquelle benutzen? Das Verfahren braucht doch sicherlich eine starke und langanhaltende Quelle, ergo einen anderen Reaktor, der dann ebenfalls wieder Muell produziert?

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  4. unsere Ratlosigkeit nicht zu? Auch dass wir unfähig sind für unsere fernere Zukunft zu sorgen- das sieht man ja an der weiteren weltweiten Freisetzung von Treibhausgasen.
    Hirn reicht nur für einene Wahlperiode.

    3 Leserempfehlungen
  5. Daher bleibt als Alternative nur, das Zeug rückholbar und kontrolliert zu lagern, bis effiziente und sichere Technologien zur Nutzung zur Verfügung stehen (was heute offenbar weltweit nicht der Fall ist). Das muss Teil einer Hoffnung im Umgang mit dieser Technologie bleiben. Keines Falls kann man damit aber bergründen, weiterhin dieses Gift zu produzieren, auch wenn andere Länder dies tun, sondern auf alternative Energieträger zu setzen.

    Auch wenn letztere nicht so billig sind ist mir wohler dabei. Wir vermeiden die Vermehrung hochgiftigen Mülls, schaffen und erforschen parallel alternative Technologien. Und da wir auf eigenem Gift sitzen, werden wir auch an dessen Nutzung forschen (müssen). Die großen Probleme des Umgangs mit diesem Müll zeigen aber, dass die Energie daraus eigentlich auch viel zu billig war. Auch die bloße Hoffnung, eines Tages Nutzen daraus ziehen zu können ist aus heutiger Sicht ein schier unbezahlbarer Preis. Aber zum Wohle der Menschheit, will ich an dieser Hoffnung teilnehmen, auch wenn es auch meine Steuern dafür bedarf.

    Keines Falls kann es gehen, dass wir den Müll willigen Despoten in Entwicklungsländern verkaufen oder anderen ohne "End"-sorgungskonzept überlassen (können). Das ist Teil der Verantwortung UNSERES Wohlstandsproblems.

    3 Leserempfehlungen
    • fenris
    • 29. Januar 2013 7:30 Uhr
    23. [...]

    Entfernt. Bitte diskutieren Sie mit sachlichen Argumenten. Danke, die Redaktion/jp

  6. wenn man Transmutationsanlagen baut. Wissen sie nicht habe mich mal schlau gemacht.
    383 Mio. € plus 20 Mio. €/Jahr laufende Kosten (http://www2.physik.uni-bi...), damit könnte man 227 kg pro Jahr transmutieren. Bei 2000 Tonnen bräuchte man also 10 Anlagen um das angesprochene Plutonium zu verarbeiten. Macht also ca. 5 Milliarden.
    Gebe jetz noch mal die selbe Summe als Entwicklungskosten dazu, dann bin ich bei 10 Milliarden Euro, das wäre weniger als die gesamte Ökostromförderung in D im Jahre 2011 um die 11 Mill./Jahr im letzten Jahr waren es wohl 14 Mill./Jahr. Es ist immer so schön auf Kernenergie einzuhauen, die sicherlich ihre Gefahren hat, aber alle EE Gläubigen verzichten immer gerne auf die Kosten ihrer Religion und wie diese im Verhältnis zu anderen Energiearten steht, ausngtuem Grund qwie man an Solarworld sieht Firma ist unwirschaftlich trotz massiver Investitionen und der Chef kauft sich für mehrere Millionen erstmal noch ein Schloß.
    http://www.faz.net/aktuel...

    Die dt. pc GM sind die größten Scheinheiligen die zur Zeit auf der Erde wandeln.

    2 Leserempfehlungen
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    • bayert
    • 29. Januar 2013 8:22 Uhr

    Von der industriellen Anwendbarkeit ist man noch entfernt. Wo sollen die dafür notwendigen Reaktoren gebaut werden? Wie weiter oben ausgeführt, fällt eine Menge an radioaktiven Müll an. Die bereits verglasten Castoren können wahrscheinlich gar nicht transmutiert werden.

    könnte man die Forschung der Transmutation beenden.
    Fakt ist aber daß noch sehr lange u. mit sehr viel Geld daran geforscht werden muß u. 10 Mrd Euro werden nicht reichen!

    Genau ist das Problem! Warum sollten die Steuerzahler für Müll aufkommen und die Verursacher läßt man außen vor?! Sollen doch diese Atomkonzerne sich darum kümmern wie sie ihren Dreck wieder wegbekommen und nicht die Allgemeinheit dafür zahlen lassen! Oder was meinen Sie wer die Mrd für die Forschung zahlt???

    Wenn eine Anlage 227kg pro Jahr transmutieren kann, dann braucht man (sofern nur reinstes Plutonium transmutiert werden soll) für 2000t = 2.000.000kg Plutonium also 8810 Jahre.
    Bei 10 Anlagen, wie sie von planetisfudged vorgeschlagen werden, wäre also schon nach 881 Jahren Dauerbetrieb-Transmutation das Plutonium verarbeitet.
    Was ist aber, wenn die Anlagen gar nicht so lang halten? Und was mach man, wenn die Anlagen ihrerseits zu strahlendem Müll geworden sind? Kann man die Anlagen dann durch neue Anlagen auch wieder transmutieren (geschlossener Transmutationskreislauf, der durch Zugabe von Energie am Laufen gehalten werden muss)?

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