Transmutation radioaktiver Reststoffe aus Kernkraftwerken

Manfred Mach
Transmutation radioaktiver Reststoffe aus Kernkraftwerken – ein Beitrag zur Verringerung der Endlagerproblematik

2015. Din A5, kartoniert. 64 Seiten, 31 Abbildungen, 18 davon farbig. ISBN 9783944101941, Preis: 13,80 Euro. Rhombos-Verlag, Berlin 2015

Unabhängig davon, ob Deutschland seine Kernkraftwerke weiterbetreibt oder nicht – allein für die bisher angefallenen Reststoffe aller deutschen Kernkraftwerke seit ihrem jeweiligen Betriebsbeginn (ab Mitte 1960er Jahre) ist ein dauerhaftes Endlager erforderlich, welches einen sicheren Einschluß der radioaktiven Reststoffe während ihrer gesamten Halbwertszeit garantiert.
Zwar wissen wir, daß in unseren Nachbarländern und weltweit sowohl neue Kernkraftwerke gebaut, als auch die bestehenden weiterbetrieben werden. Dennoch ist eine Mehrheit der Deutschen gegen den Neubau von Kernkraftwerken, ist aber für eine Laufzeitverlängerung der bestehenden Kernkraftwerke, wenn dies der Versorgungssicherheit und dem Klimaschutz dient.
Als gemeinsamer Nenner stellt sich bei allen Umfragen der letzten Jahre heraus, daß „…der Atommüll unter Tage unsere Kinder und Kindeskinder verstrahlt und noch 100.000 Jahre weiter strahlt.“
Es ist also die lange Halbwertszeit der abgebrannten Brennelemente, die den Menschen unbegreiflich ist, denn geologische Zeiträume von 100.000 und mehr Jahren sind jenseits unserer Vorstellung. Gleich wie, die Bedenken der deutschen Bevölkerung müssen ernst genommen werden.
Dem trägt nun das Verfahren der Abtrennung und Transmutation Rechnung. Die langlebigen Radionuklide werden in stabile Spaltprodukte oder solche mit kurzer Halbwertszeit umgewandelt. Eine kurze „begreifliche“ Halbwertszeit von z.B. nur noch 330 Jahren und geringere Restmengen führen auch zu einem kleineren (billigeren) Endlager, somit auch zu niedrigeren Endlagerungskosten und insgesamt zu einer geringeren Gefahr einer übermäßigen Strahlenbelastung für Mensch und Umwelt.

Vorwort
Diese Schrift gibt einen Überblick über die Kernenergieerzeugung in Deutschland, ihre Vorteile gegenüber allen anderen Arten der Stromerzeugung hinsichtlich der Energiedichte, Reichweite der Rohstoffe, CO2-Emissionen und der internen und externen Gestehungskosten, d.h., der Gesamtkosten.
Sie behandelt aber auch die verfahrenstechnisch und geologisch problematische Seite der Kernstromerzeugung, nämlich die sichere Verbringung ihrer radioaktiven Reststoffe aus der Biosphäre, was in Deutschland derzeit politisch sehr kontrovers diskutiert wird.
Zum besseren Verständnis der Zusammenhänge habe ich diese Abhandlung für Studenten ingenieur- und wirtschaftswissenschaftlicher Studiengänge geschrieben, einschließlich der Studenten meiner Vorlesung „Projektmanagement im Maschinen- und Anlagenbau“ an der Technischen Universität Berlin, wozu naturgemäß der Großanlagenbau und Kraftwerke gehören.
Sie richtet sich aber auch an Stromerzeuger, interessierte Stromverbraucher und an die Verantwortlichen für Energie- und Umweltpolitik, letztere besonders hinsichtlich ihrer Entscheidungen, wie weit eine in Deutschland entwickelte und bewährte Technik im Lande verbleibt oder im Ausland weiter betrieben wird. Diese Betrachtungsweise gilt übrigens nicht nur für die deutsche Kernenergie, sondern für alle Innovationen.
Bei der Abwägung aller Chancen und Risiken einer Technologie muß der gesamte Kreislauf, im Falle der Kernkraftwerke der gesamte Brennstoffkreislauf, betrachtet werden. Die Vorstufe einschließlich Uranaufbereitung und Brennstoffherstellung sowie der eigentliche Prozeß im und um den Kernreaktor mit aller erdenklichen Sicherheitstechnik ist in vielen Publikationen dokumentiert. Für das Ende der Kette, nämlich die Behandlung der radioaktiven Reststoffe, gibt es, außer der intensiven geologischen Untersuchung der untertägigen Lagerstätten, keine schlüssige Lösung, die von der Politik, und was noch viel wichtiger ist, von den Verbrauchern akzeptiert worden ist. Insbesondere gibt es noch nicht genügend Untersuchungen über mögliche Alternativen, mit denen man die Vorbehalte der Bevölkerung gegenüber der ins Auge gefaßten Endlagerung der Abfall-stoffe mit ihren langen Halbwertszeiten von über 100.000 bis
1 Million Jahren entkräften kann.
Diese Schrift soll den Interessierten dazu anhalten, den gesamten Brennstoffkreislauf zu betrachten, um dann gezielt diejenigen Abschnitte zu untersuchen, in denen Verbesserungen anzubringen sind, um die Akzeptanz des – an sich technisch und ökonomisch attraktiven, aber auch anspruchsvollen – Systems der Kernenergieerzeugung für die Nutzer und politischen Entscheider herbeizuführen.
Die derzeitige Schwachstelle in dem System stellt nun einmal die Reststoffbehandlung dar. Deshalb wird die „Transmutation“ der bei der Kernspaltung anfallenden Reststoffe, über die es noch wenige Veröffentlichungen gibt, in dieser Schrift schwerpunktmäßig behandelt, weil sie einen Ausweg bietet, die politisch festgefahrenen Standpunkte über das „am besten geeignete“ oder das „überhaupt allerbeste“ Endlager einem Kompromiß zuzuführen.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort 9
1. Was ist und wem dient Transmutation? 11
2. Kernenergieerzeugung in Deutschland 13
3. Energiedichte der Brennstoffe 15
4. Reichweite der Energierohstoffe 18
5. CO2-Emissionen verschiedener Energieträger 19
6. Kernreaktortypen in Deutschland 20
7. Kosten der deutschen Stromerzeugungsanlagen 23
8. Verbreitung der Kernkraftwerke (Welt) 27
9. Reststoffe der Kernstromerzeugung 29
10. Strahlenarten durch Kernspaltung 32
11. Strahlenwirkung auf den Menschen 34
12. Der Kernbrennstoffkreislauf 39
13. Direkte Endlagerung radioaktiver Reststoffe 42
14. Restrisiko der direkten Endlagerung 45
15. Partitioning (Abtrennung) der Actinoide 47
16. Transmutation (Umwandlung) der Actinoide 50
17. Zusammenfassung 54
Abbildungen 58
Literatur 60
Der Autor 62
Veröffentlichungen 63