Gut drei Viertel aller radioaktiven Abfälle entstehen in den Kernkraftwerken. Etwas weniger als ein Viertel kommen aus der Anwendung radioaktiver Stoffe in der Medizin (z.B. in der Strahlentherapie), in der Industrie (z.B. in Rauchmeldern) und in der Forschung (z.B. bei Materialuntersuchungen). Alle radioaktiven Abfälle werden sorgfältig in einem Inventar der Nagra registriert. So ist den Behörden genau bekannt, wo sich welche Abfälle befinden und in Zukunft entsorgt werden müssen.
 

Zwilag SMA Fässer
Vorausschauende und kontrollierte Entsorgung - Die Menge und Zusammensetzung der radioaktiven Abfälle aus den Kernkraftwerken sind genau bekannt. (Bild: Nagra)

Stark unterschiedliche Radioaktivität

Die radioaktiven Abfälle lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen:

  • Hoch radioaktive Abfälle (HAA): ausgediente Brennelemente und hoch radioaktives Abfallglas aus der Wiederaufarbeitung (Recycling). Diese (fortan hochaktiv genannten) Abfälle enthalten 99 Prozent der Radioaktivität aller Abfälle.
  • Schwach und mittel radioaktive Abfälle (SMA): Betriebsabfälle und Bauschutt vom Abbruch der Kernkraftwerke sowie Abfälle aus Medizin, Industrie und Forschung. Diese (fortan schwach- resp. mittelaktiv genannten) Abfälle enthalten nur ein Prozent der Radioaktivität aller Abfälle.

Dazu kommt noch eine geringe Menge von alphatoxischen Abfällen (ATA), die beim radioaktiven Zerfall eine intensive Alphastrahlung aussenden. Die ATA stammen v.a. aus der Wiederaufarbeitung von Brennelementen und enthalten nur gerade 0,1 Prozent der Radioaktivität aller Abfälle.

1 6 2a Grafik Volumen Abfaelle d
Die hochaktiven Abfälle machen vom Volumen her zwar nur 7,5% aller Abfälle aus, enthalten aber 98,3% der Radioaktivität.

Zur Entsorgung dieser Abfälle werden zwei geologische Tiefenlager geplant: eines für hochaktive und langlebige mittelaktive Abfälle sowie eines für die schwach- und mittelaktiven sowie alphatoxischen Abfälle. Die beiden Lager befinden sich idealerweise am selben Standort, aber in unterschiedlichen Lagerkavernen (sogenanntes Kombilager). Die Standortsuche für das geologische Tiefenlager ist noch im Gange.

Ein Espresso pro Kopf in 50 Jahren

Im Gegensatz zu vielen anderen Industrien fallen bei der Kernenergie die Abfälle kontrolliert und konzentriert an. Bei 50 Jahren Strom aus Kernenergie in der Schweiz beträgt der Kernbrennstoffverbrauch pro Kopf ungefähr 500 Gramm. Das entspricht dem Volumen von zwei Zündholzschachteln oder einer Espressotasse oder einer Kugel von nur 4,7 Zentimetern Durchmesser. In diesem Material steckt auch fast die gesamte Radioaktivität.

Ein Espresso in 50 Jahren
50 Kubikzentimeter hochaktiver Kernbrennstoff pro Kopf nach 50 Jahren Atomstrom in der Schweiz: In die Endlagerbehälter verpackt, ergibt das eine Literflasche pro Person. Dazu kommen acht Literflaschen mit schwach- und mittelaktivem Abfall. (Bild: Nagra)

Vergleichsweise geringe Gesamtmengen

Die Abfallmengen aus 60 Jahren Betrieb der Schweizer Kernkraftwerke (einschliesslich des Rückbaus) und dem Bedarf von Medizin, Industrie und Forschung sind überschaubar. So fasst ein Würfel von nur 20 Metern Seitenlänge sämtliche verglasten hochaktiven Abfälle und alle ausgedienten Brennelemente inklusive des dickwandigen Verpackungsmaterials. Dazu kommt ein Würfel von knapp 40 Metern Seitenlänge mit verpackten, schwach und mittel aktiven Abfällen aus dem Kraftwerkbetrieb und dem Rückbau der Kernkraftwerke. Dieser Würfel enthält jedoch nur 1,7  Prozent der Radioaktivität aller Abfälle. Die gesamten Abfälle aller Kernkraftwerke hätten zusammen in der Haupthalle des Bahnhofs Zürich Platz.

Ausgediente Brennelemente und verglaste hochaktive Abfälle 9400 Kubikmeter

Schwach- und mittelaktive Abfälle aus dem Betrieb und dem Rückbau der fünf Schweizer Kernkraftwerke

63’000 Kubikmeter

Schwach und mittelaktive Abfälle aus Medizin, Industrie und Forschung (bis zum Betriebsende der heute geplanten Tiefenlager)

20’000 Kubikmeter

Alphatoxische Abfälle

2300 Kubikmeter

Total zirka

100’000 Kubikmeter

Diese Volumina umfassen auch die Verpackung der Abfälle: Ausgediente Brennelemente und hochaktive Abfälle werden in dickwandige Behälter aus Karbonstahl eingeschlossen, die schwach- und mittelaktiven Abfälle werden in speziellen Zement oder in glasartiges Material eingegossen. Sämtliche radioaktiven Abfälle werden als Feststoffe ins Tiefenlager verbracht. Fässer mit Flüssigkeiten, die auslaufen könnten, gibt es nicht.

Bhf Zürich
Das Volumen von 100 000 Kubikmetern entspricht etwa dem hier gezeigten Teil der Zürcher Bahnhofshalle.

Die schwach- und mittelaktiven Abfälle benötigen keine Abkühlungszeit. Sie können jederzeit in ein Endlager verbracht werden. In einigen Ländern (z.B. Schweden, Finnland und Frankreich) sind solche Lager bereits seit vielen Jahren in Betrieb.

Einschluss bis zum Abklingen der Radioaktivität

Sicher eingeschlossen, klingt die Radioaktivität der hochaktiven Abfälle mit der Zeit natürlich ab – zu Beginn sehr stark, später über lange Zeit immer weniger.

Abnahme Radioaktivität beim HAA
Abnahme Radioaktivität HAA bis 2050. Bis die ausgedienten Brennelemente im geologischen Tiefenlager eingelagert werden, hat ihre Aktivität schon stark abgenommen. (Bild: nagra)

Die hochaktiven Abfälle strahlen nach 1000 Jahren noch etwa fünf Mal stärker als das Uranerz, aus dem das Natururan gewonnen wurde. Bei der strahlungsbedingten Giftigkeit (Radiotoxizität) ist die benötigte Abklingzeit jedoch wesentlich länger. Nach 200’000 Jahren ist sie erst auf das Niveau der Menge Natururan abgesunken, welche für die Herstellung des Brennstoffes verwendet wurde. Radioaktive Abfälle dürfen aber auch nach diesen langen Zeiträumen nicht in unsere Nahrung oder unsere Atemwege gelangen – ebenso wenig wie chemische Giftstoffe, beispielsweise Blei und Quecksilber.

Abklingkurve HAA
Abklingkurve HAA ab 2050: Auch nach der Einlagerung nimmt die Radioaktivät der hochaktiven Abfälle rasch weiter ab. (Bild: nagra)

Die schwach- und mittelaktiven Abfälle starten von einem eher tieferen Giftigkeitsniveau aus. So sind sie nach 500 Jahren im Durchschnitt nicht gefährlicher als handelsüblicher Phosphatdünger, wie er in der Landwirtschaft verwendet wird. Nach rund 30’000 Jahren haben sie die gleiche Radiotoxizität wie Granitgestein.

Das Lagerkonzept der Nagra berücksichtigt all dies. In der Schweiz sollen alle radioaktiven Abfälle bis zu 700 Meter tief unter dem Erdboden in einem geeigneten Wirtsgestein gelagert werden. Sie werden weit über das Abklingen ihrer Radioaktivität hinaus vom Lebensraum der Menschen, Tieren und Pflanzen fern gehalten.


Medienmitteilung

Betriebsverlauf im März

15.4.2019 17:25

Die Anlage produzierte im März 2019 nach Plan und ohne Unterbruch.      

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