Experten der Technischen Universität München und des TÜVs haben eine wegweisende Studie zur Umwandlung radioaktiver Abfälle aus Kernkraftwerken durchgeführt. Im Auftrag der Bundesagentur für Sprunginnovationen (SPRIND) zielt die Studie darauf ab, die Methode der Transmutation besser zu verstehen und zu entwickeln. Transmutation ist ein Verfahren, das die Strahlungsintensität radioaktiver Abfälle verringert und deren Gefährlichkeit über Jahrhunderte reduziert.
Ein zentrales Element dieses Vorhabens ist der geplante Bau einer Transmutationsanlage in einem stillgelegten Atomkraftwerk. Diese Standorte dienen derzeit als Zwischenlager für Atommüll. In der Transmutation werden Atomkerne alter Brennstäbe mit Neutronen beschossen, um weniger gefährliche Elemente zu erzeugen. Ein wesentlicher Vorteil der Technik liegt in der Möglichkeit, wertvolle Materialien wie Uran, Rhodium und Ruthenium aus abgebrannten Brennelementen zurückzugewinnen.
Technische Umsetzung und Standortentscheidungen
Die Fallstudie sieht die Nutzung einer Anlage des Schweizer Start-ups Transmutex vor. Insgesamt könnten 16 Zwischenlager in Betracht gezogen werden, um Transporte zu vermeiden. In Deutschland existieren zwei zentrale Zwischenlager in Gorleben und Ahaus sowie 14 dezentrale Lager, die häufig in der Nähe ehemaliger Atomkraftwerke liegen.
Die Investitionskosten für die erste Demonstrationsanlage werden auf etwa 1,5 Milliarden Euro geschätzt, mit jährlichen Betriebskosten von über 115 Millionen Euro. Durch Einnahmen aus der Rückgewinnung von Materialien sowie der Entsorgung atomarer Abfälle könnte sich das Projekt möglicherweise wirtschaftlich rentieren. Ein weiterer Vorteil wäre die Möglichkeit, die Baukosten um bis zu 30 Prozent zu reduzieren, wenn die Anlage an einem ehemaligen AKW-Standort errichtet wird.
Wissenschaftliche Herausforderungen der Transmutation
Die Technologie der Transmutation ist jedoch noch in der Entwicklungsphase. Bisherige Erfolge wurden in der Forschung ausschließlich im Labormaßstab erzielt, während die industrielle Anwendung noch Jahrzehnte in Anspruch nehmen könnte. Laut aktuellen Berichten könnte der Betrieb zwischen drei und 23 Transmutationskraftwerken erforderlich sein, um einen Großteil der Transurane in Deutschland tatsächlich zu transmutieren. Aufgrund des komplexen Wahlsystems für Standorte bleibt ein Endlager für hochradioaktive Abfälle unbedingt erforderlich. Es steht fest, dass nur ein Teil des Abfalls umwandelbar ist.
Zusätzlich stellt der Abbau von Anlagen eine Herausforderung dar, da die Menge an schwach- und mittelradioaktiven Abfällen erheblich ansteigen könnte. Ein Gutachten des Bundesamtes für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) kommt zu dem Schluss, dass die tiefengeologische Entsorgung die bessere Alternative darstellt, trotz des potenziellen Potenzials der Transmutation.
Schlussfolgerung und Ausblick
Die Forschung zur Transmutation ist ein dynamisches Feld, in dem internationale Wissenschaftler seit Jahrzehnten an Lösungen für die sichere Entsorgung von hochradioaktivem Abfall arbeiten. Während die theoretische Option der industriellen Anwendung der Transmutation Fortschritte verspricht, bleibt ein Endlager notwendig, um die verbliebenen Transuran-Rückstände und langlebige Spaltprodukte zu lagern. Zukünftige Entwicklungen müssen sowohl umwelttechnische als auch sicherheitspolitische Aspekte berücksichtigen, um die Belastungen und Risiken für Menschen und Umwelt nachhaltig zu minimieren.
Für mehr Informationen über die potenziellen Fortschritte in der Forschung zur Transmutation lesen Sie die detaillierten Berichte von Tagesspiegel, BASE Deutschland und BASE International.