Während meiner Auszeit erscheinen hier im Blog Gastartikel anderer Autoren und Blogger zu verschiedenen Themen (wenn ihr auch einen Artikel schreiben wollt, dann sagt Bescheid: florian AT astrodicticum-simplex PUNKT de).
Den Anfang macht Jan Gottwald vom Blog Kerngedanken. Er hat einen informativen Text über das Problem der Lagerung von radioaktivem Müll geschrieben und die grundlegenden Prinzipien und Probleme der Endlagerung erklärt. Das Thema hat übrigens nichts mit einer Pro/Contra-Atomkraft-Debatte zu tun. Selbst wenn heute sämtliche Kernkraftwerke abgeschaltet werden würden, ist der Müll immer noch ein Problem, um das wir uns auf die eine oder andere Weise kümmern müssen.
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Bereits in den 1950er Jahren, als die Politiker im Zusammenhang mit der Kernkraft noch von einer strahlenden Zukunft sprachen (und das im positiven Sinne des Wortes), wurde den beteiligten Wissenschaftlern bereits klar, dass sie mit der Nutzung der Kernkraft ein gewaltiges und in diesem Maße nie gekanntes Abfallproblem bekommen werden. Hierbei handelt es sich nämlich um Abfall, der über einen sehr langen Zeitraum ein hohes Gefährdungspotenzial besitzt und dementsprechend sorgfältig entsorgt werden muss.
Schon damals wurden die verschiedensten Möglichkeiten eruiert und diskutiert, Mitte der 1960er wurde dann festgestellt, dass die Verbringung in tiefe geologische Formationen die mit den zur Verfügung stehenden Mitteln beste Variante ist. Mittlerweile sind zwar weitere Wege bekannt, vor allem die weitergehende Nutzung des Abfalls durch Prozesse wie Transmutation oder den Dual-Fluid-Reaktor stellen gute Möglichkeiten dar, das Problem besser und eleganter zu lösen. Dennoch möchte ich im Folgenden das Konzept der Endlagerung, wie es derzeit geplant ist, kurz umreißen. Vor allem möchte ich damit zeigen, dass es mit unseren heutigen Mitteln zumindest technisch durchaus machbar ist, das Abfallproblem zu lösen. Und gleich auch vorweg: Dies soll kein Pro-Kernkraft-Artikel werden. Hier bin ich zwar durchaus positiv eingestellt, aber das tut hier nichts zur Debatte: der Abfall ist da und muss entsorgt werden, ganz egal ob wir nun die Kernkraft weiter nutzen oder nicht.
Das richtige Wirtsgestein
Am Anfang steht die Frage nach dem richtigen Gestein. Nicht jedes ist geeignet und so wurden vor allem die folgenden Wirtsgesteine benannt: Salz, Ton/Lehm, Granit und Tuff. Letzteres ist das Wirtsgestein, welches in Yucca Mountain vorherrscht, dem geplanten aber mittlerweile wieder aufgegebenen Endlager der Amerikaner. Granit ist das Wirtsgestein in dem die Schweden, Ton in dem die Schweizer arbeiten. Das liegt darin begründet, dass in diesen Ländern keine Alternative existiert und jeder seinen Abfall auf seinem Territorium zu entsorgen hat. Hier haben wir in Deutschland richtig Glück, denn Salz ist so ziemlich der beste Stoff um ein Endlager zu errichten und zu betreiben.
Salz hat viele günstige Eigenschaften, seine beste ist eine hohe Plastizität unter Druck, d.h. das Salz erreicht dann einen Zustand in dem es quasi fließen kann. Man spricht hier von der so genannten Konvergenz des Salzes und kann sich das so ähnlich wie Knetmasse vorstellen: Durch den immensen Gebirgsdruck wird das Porenvolumen des Salzes permanent verringert bis das Gestein vollständig ausgeheilt ist. Dabei wird ein derart dichter Endzustand erreicht, den nicht einmal Heliumatome durchdringen können (wer in der Vakuumphysik arbeitet, weiß, dass Heliumatome bei der Lecksuche aufgrund ihrer geringen Größe eine wichtige Rolle spielen).
Die Abfälle sind ab diesem Zeitpunkt ein Teil des geologischen Systems selber. Und auch im weiteren Verlauf ist die Konvergenzeigenschaft ein positiver Aspekt der Salzlagerung. Denn aufgrund dieser knetmasseähnlichen Konsistenz umschließt das Salz den Abfall komplett und kann auch eventuelle Risse, die sich zum Beispiel durch geologische Prozesse wie Erdbeben bilden können, wieder komplett schließen. Damit ist der gesamte Salzstock (sowie sein ‘Inhalt’) recht unempfindlich in Bezug auf eventuelle Störungen in der zukünftigen Entwicklung. Im Gegensatz übrigens zu den anderen beiden Wirtsgesteinen: ein einmal entstandener Riss in Granit heilt zum Beispiel nie wieder und bietet damit Wegsamkeiten für Wasser oder andere Stoffe.
Wieviel ist eine Millionen Jahre?
Wie aber kommt man nun auf die Idee, ein Endlager für radioaktiven Müll wäre gerade in einem Salzstock „sicher für die Ewigkeit“? Hier gilt es zunächst einmal, die Maßstäbe zu definieren. Zunächst reden wir nicht von einer Ewigkeit, der allgemeine Konsens der gefunden wurde, liegt mittlerweile sowohl national als auch international bei einer Millionen Jahre. Diese Zahl ergibt sich aus dem Inventar, welches in einem solchen Lager angelegt wird. Allgemein gilt im Strahlenschutz die Faustformel, dass nach der zehnfachen Halbwertzeit die Strahlung nicht mehr gefährlich ist. Für die meisten eingelagerten Isotope handelt es sich dabei um Halbwertzeiten von bis zu 100.000 Jahren. Und auch wenn einige der gelagerten Isotope eine Halbwertzeit von mehreren Millionen Jahren besitzen, so ist deren Anteil derart gering, dass diese nach einer Million Jahre ebenfalls nur noch in Spuren vorhanden sind und deren Gesamtaktivität nicht mehr als Besorgnis erregend eingestuft werden kann, da sie sich zu diesem Zeitpunkt dem natürlichen Level angeglichen haben.
Für ein weiteres Missverständniss in dieser Debatte sorgt, dass viele Menschen sich selber als Maßstab nehmen. Prinzipiell ist das eine verständliche Sache, denn viele Dinge in unserer Umgebung spielen sich auf vergleichbaren und überschaubaren Skalen ab. Aber dieser menschliche Maßstab versagt bei einer solchen Problematik, hier müssen wir andere Skalen definieren.
Gerade in den Wissenschaften ist das aber nichts ungewöhnliches: In der Kernphysik werden Reaktionen zwischen Teilchen betrachtet und studiert, die nur eine Milliardstel Sekunde dauern. Trotzdem gilt das schon fast als ein langer Zeitraum angesichts anderer Reaktionen, die in noch bedeutend kürzerer Zeit ablaufen (Stichwort: starke vs. schwache Wechselwirkung). Das krasse Gegenteil findet sich in der Astronomie, speziell in der Kosmologie: hier werden Zeiträume betrachtet, die über mehrere Millionen, ja sogar Milliarden Jahre ablaufen. Dennoch kann zum Beispiel auf der Grundlage der Kenntnis fundamentaler physikalischer und chemischer Prozesse (Kernreaktionen im Stern) sowie der zugehörigen Naturgesetze (Bewegung eines Sterns im Raum) ausgehend von den Beobachtungen in der Gegenwart die Entwicklung eines Sterns in der Zukunft bis zu seinem Tod zuverlässig beschrieben werden.
Aber auch zwischen den hier beschriebenen, unglaublich kurzen und schier ewig langen Zeiträumen gibt es unterschiedliche Maßstäbe: ein Historiker beispielsweise betrachtet Entwicklungen von einzelnen Personen, aber auch bis über viele Generationen hinweg. Biologen hingegen studieren Zeiträume die, im Rahmen von evolutionären Betrachtungen, auch mal zehn- oder gar hundertausend Jahre umfassen können.
Wichtig ist also, dass ein dem Problem angemessener Maßstab gewählt wird. Und für die vorliegende Problematik darf das nicht ein historischer, astronomischer, kernphysikalischer oder gar menschlicher Maßstab sein, hier muss die geologische Zeitskala gewählt werden. Im Rahmen dieser Skala werden Prozesse betrachtet, die naturgemäß weitaus langsamer ablaufen als wir aus unserer Alltagswelt kennen: die Bewegung der Kontinente, das Entstehen und Vergehen von Gebirgen oder Wanderungen von Gletschern. Und in diesem Maßstab ist eine Dauer von einer Millionen Jahre durchaus vernünftig beschreibbar.
Die vorhandenen Salzstöcke konnten diesbezüglich bereits eingehend untersucht werden. Bei solch einer Untersuchung geht man zunächst in die Vergangenheit. So wurden in Salzstöcken Wassereinschlüsse gefunden, die nachweisbar seit mehr als 250 Millionen Jahre unter Verschluss liegen, seit dieser Zeit also in keinem Kontakt zur Biosphäre mehr standen. In dieser Zeit passierte viel: Pangäa, der Superkontinent des Erdmittelalters, bildete sich und zerbrach wieder, die Alpen wurden infolge des „Aufpralls“ der Afrikanischen an die Eurasische Platte gefaltet und daraufhin kam es zu einem Absenken der norddeutschen Tiefebene und zu guter Letzt kamen noch ein paar Dutzend Eiszeiten über diese Salzstöcke.
All diese Vorgänge konnten den Salzstöcken nichts anhaben, mehr noch: aufgrund der Konvergenz des Salzes waren die Wassereinschlüsse tief im Zentrum des Salzstockes derart dicht von der Umgebung abgeschlossen, dass nichts rein bzw. rauskam. Und hier setzt das Konzept der Endlagerung an: Eine solche Blase soll nun künstlich für den radioaktiven Abfall geschaffen werden und diesen ebenfalls für wenigstens eine Million Jahre (also ein 250stel der Zeit, die die Natur geschafft hat) von der Biosphäre abschirmen.
Die technische Realisierung
Dazu werden Hohlräume nach strengen Vorgaben bzgl. Abstand zueinander sowie zur Oberfläche geschaffen. Übrigens: die Asse erfüllt diese Vorgaben nicht da hier durch den Salzbergbau der Abstand der Abbaukammern zum Nebengebirge in einigen Bereichen teilweise nur noch fünf Meter beträgt. Ebenso sind die Abstände zwischen den Kammern nur mit wenigen Metern bemessen. Aufgrund dieses hohen Bebauungsgrades aber ergibt es sich, dass durch die natürliche Bewegung des Berges, ausgelöst durch das Gewicht des Deckgebirges, die Abbaukammern zusammengedrückt werden. Dadurch können Klüfte entstehen die dann wegen der großen Nähe zum Nebengebirge Wasser aus diesen in die ehemaligen Salzstöcke leiten: die Asse säuft ab. Aber auch die Abbaukammern selber werden durch diese Prozesse instabil. So ist es schon mehrfach passiert, dass einige Zwischendecken eingebrochen sind.
Diese Punkte, so katastrophal sie für die Asse sind, haben dafür gesorgt, dass viele Bedingungen, die ein Endlager erfüllen muss, definiert werden konnten. Und so lauten einige der Mindestanforderungen (siehe Abschlussbericht des AkEnd, Tabelle 4.1 auf Seite 97), dass ein solches Lager in einer Tiefe von mindestens 300 und maximal 1.500 Meter anzulegen ist und die Mächtigkeit des Gebirges mindestens 100 Meter betragen muss. Da die Asse diese Bedingungen nicht erfüllt, ist sie also als Endlager ungeeignet.
Im Anschluss wird der Abfall, verpackt in Spezialbehälter, in diesen Stollen gelagert. Hierzu werden die entsprechenden Konzept noch erprobt und im Detail untersucht. Nachdem die Einlagerungsphase als solche abgeschlossen, sprich: der Abfall sicher gelagert ist, wird das Endlager verschlossen. Ein wesentlicher Grundsatz bei der Endlagerung von radioaktiven Abfall ist, dass die Schutzfunktion des Endlagers nach dem Verschluss ohne spätere Wartungs- und Reparaturmaßnahmen aufrecht erhalten werden muss. Lax gesagt soll nach einer gewissen Zeit nichts mehr daran erinnern, dass dort in der Tiefe ein Endlager angelegt wurde.
Das heißt, dass nach dem Verfüllen und dem Verschluss sämtlicher untertägiger Hohlräume und Tagesschächte auch die übertägigen Betriebsanlagen (Förderturm, Verladeanlagen, Maschinenanlagen, Werkstätten, Verwaltungsgebäude und ggf. Unterkünfte) zurückgebaut werden. Im Anschluss werden Halden entfernt und das gesamte übertägige Grubengelände rekultiviert. Sämtliche übertägigen als auch untertägige Gegebenheiten (Lage der Einlagerungskammern, -strecken und -bohrlöcher, Verläufe der Zufahrtsstrecken und sämtlicher Bohrlöcher und Schächte) sowie die Nivellementmessungen, sind dabei zu dokumentieren und zu archivieren. Am Ende ist dann dort an dieser Stelle ein Zustand hergestellt, der als “grüne Wiese” bezeichnet wird: ein Ort, dem man ohne Wissen zu dessen Vorgeschichte nicht mehr ansieht, was dort passiert ist.
Die Zeit danach
Für die nun folgenden Million Jahre kann natürlich niemand eine 100%ige Sicherheit geben. Aber man kann Wahrscheinlichkeiten bestimmen. Hier hilft uns wieder die geologische Betrachtung und eine Eigenschaft der geologischen Systeme selber: diese sind unheimlich träge und bewegen sich sehr sehr langsam. Und das macht die Sache bis zu einem gewissen Grad vorhersehbar.
Ich beschreibe diesen Sachverhalt immer recht gerne am Beispiel eines Tankers auf dem Meer. Wenn sich dieser mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, so kann dessen Bewegung bzw. der zurückzulegende Weg in einem gewissen Rahmen ebenfalls sehr gut beschrieben werden. Soll heißen: wenn nun mit einem Mal keiner mehr das Steuer führt und alles von selber läuft, so ist es trotzdem möglich, für eine bestimmte Strecke den Weg mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit zu bestimmen. Es ist nun mal so gut wie ausgeschlossen, dass der Tanker auf einmal anhält oder scharf nach rechts abbiegt. Erst mit zunehmender Wegstrecke bzw. verstreichender Zeit kommen Unsicherheiten ins Spiel und machen eine genaue Angabe, wo es den Tanker hintreiben wird, schwieriger und irgendwann schließlich unmöglich.
Mit den Kontinenten bzw. den stattfindenden geologischen Prozessen ist es ähnlich. Diesen liegt aufgrund ihrer Eigenschaften eine gweisse Trägheit zugrunde, so dass es eben doch möglich ist, für einen begrenzten Zeitraum Vorhersagen zu machen. Und für den geforderten Zeitrahmen von einer Millionen Jahre liegen die Wahrscheinlichkeiten extrem hoch, so hoch, dass sich mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit das System bzw. dessen Entwicklung beschreiben lässt. Erst bei größeren Zeiträumen (so ab etwa drei bis fünf Millionen Jahre, abhängig vom jeweils betrachteten Szenario) kommen Unsicherheiten ins Spiel und werden die Vorhersagen vager. Auch die Situation der Gesteine und Gesteinsschichten ist auf diese Weise analysierbar und wird im Rahmen von umfangreichen Szenarienmodellierungen nachgestellt. Nicht zuletzt werden alle möglichen Ereignisse modelliert und untersucht, deren Wahrscheinlichkeit größer als eins zu einer Million ist. So kann man durch seismische, geologische, paläontologische, hydrologische und tektonische Untersuchungen sowie durch Anwendung statistischer Methoden Wahrscheinlichkeiten für die Unversehrtheit eines solchen Endlagers geben.
Ein Wort zu den Kosten
Diese ganzen Vorgänge, die teilweise sehr langen Zeiträume sowie die hohen technischen Anforderungen machen den Prozess der Entsorgung sehr kostenintensiv. Und immer wieder wird dann die Frage gestellt, wer denn für diese Kosten aufzukommen hat.
Die gesetzliche Grundlage in Bezug auf Kosten, die bei der Endlagerung von radioaktivem Abfall anfallen, wird durch das Atomgesetz geschaffen. Konkret heißt es in den §§ 21a und 21b AtG, dass entsprechend dem Verursacherprinzip die Erzeuger bzw. Ablieferer radioaktiver Abfälle gesetzlich verpflichtet sind, die gegenwärtigen und zukünftigen Kosten für die Endlagerung (Errichtung und Betriebskosten) zu tragen. Das umfasst auch sämtliche Kosten, die bis zur Ablieferung an ein Endlager oder eine Landessammelstelle anfallen, also zum Beispiel Kosten für die Konditionierung oder die Zwischenlagerung. Als Erzeuger bzw. Ablieferer werden wiederum alle Einrichtungen verstanden, die mit radioaktiven Substanzen zu tun haben: das sind natürlich die Kernkraftwerke, aber auch Krankenhäuser, Universitäten oder Schulen etc. Genauer werden diese Einrichtungen in den §§ 6, 7 und 9 des Atomgesetzes spezifiziert.
Explizit wird darauf hingewiesen, dass auch alle zukünftigen Kosten mit bedacht werden müssen. Nun sind aber diese nur schwer abzuschätzen: von der ersten Planung und Erkundung, über den Erwerb und den Unterhalt der nötigen Grundstücke bis zur Errichtung des Endlagers, dessen Betrieb und die endgültige Stilllegung sowie dessen Rückbau können gut und gerne 70 oder 80 Jahre ins Land gehen. Wer will hier schon genau sagen können, was das kosten soll. Umgedreht besteht immer die Gefahr, dass, wenn man dann in 80 Jahren mit einer Rechnung kommt, niemand mehr da ist, dem man diese zeigen könnte.
An dieser Stelle kommt ein anderes Regelwerk ins Spiel: die Verordnung über Vorausleistungen für die Einrichtung von Anlagen des Bundes zur Sicherstellung und zur Endlagerung radioaktiver Abfälle, kurz: die Endlagervorausleistungsverordnung – EndlagerVlV. Auf der Grundlage von § 21b AtG wird durch diese Verordnung vorgeschrieben, wie und in welchem Maße die unter den §§ 6, 7 und 9 AtG genannten Einrichtungen Vorauszahlungen zu leisten haben. Dadurch wird gewährleistet, dass anlagenbezogene Forschung und Entwicklung sowie der Erwerb von Grundstücken und Rechten, die Planung und Erkundung aber auch die Errichtung und Unterhaltung von Einrichtungen durchgeführt werden kann (selbst der Kaffee für die wöchentlichen Besprechungen fällt in diesen Bereich).
Im Rahmen dieser Verordnung wird ferner festgelegt, wer, wann und in welchem Umfang die Kosten zu tragen hat. Die Kostenverteilung ist in § 6 Abs. 1 EndlagerVlV spezifiziert: für die EVU’s gilt beispielsweise eine Beteiligung von 64,4% für Abfall mit vernachlässigbarer Wärmewirkung (der Abfall, der in Schacht Konrad endgelagert wird) und ein Anteil von 96,5% der Kosten bei hochradioaktiven wärmeentwickelnden Abfall. Die restlichen Prozentpunkte verteilen sich auf weitere Einrichtungen die mit Materialien zu tun haben, bei denen radioaktiver Abfall zu befürchten ist. Auch die Zahlungsweise wird festgelegt (§ 4 EndlagerVlV): auf der Grundlage der für das Kalenderjahr vorgesehenen Maßnahmen wird für jede Anlage einzeln ein Kostenkatalog erstellt und die entsprechenden Gebühren erhoben.
Insgesamt bleibt festzuhalten, dass die Kostenfrage bei der Entsorgung recht gut geklärt ist. Entsprechend dem Verursacher-Prinzip werden die zur Kasse gebeten, die den Abfall erzeugen. Die Verantwortung, das Endlager nach Stand von Wissenschaft und Technik zu bauen, liegt hingegen nicht in privater sondern öffentlicher Hand, hier ist der Bund mit den nötigen Arbeiten betraut.
Schlusswort
Rein von der technischen Seite ist das Konzept der Endlagerung durchaus realisierbar, lediglich mit der Umsetzung von politischer Seite her mangelt es. Leider hat es hier in den vergangenen Jahren nur eine unzureichende Einbeziehung der bevölkerung gegeben, auch die Medien berichten zu einseitig über diese Thematik. Und so gibt es bis heute viele Missverständnisse bei dieser von vielen Menschen als unheimlich empfundenen Thematik. Bleibt aber zu hoffen, dass mit einem offenen Dialog und unter einer strengen Einbeziehung der Bevölkerung dieser Weg gegangen werden kann. Und ähnlich wie es die Natur bereits geschafft hat, Einschlüsse zu formen, die mehrere hundert Mio. Jahre überstanden haben, so ist es heute mit den technischen Möglichkeiten durchaus machbar, so einen Zustand künstlich nachzubauen und dafür zu sorgen, dass unser Abfall für die nächste Mio. Jahre sicher verwahrt bleibt.
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