Es gibt wenige Stoffe auf der Welt, mit denen die Menschheit so katastrophal schlecht umgeht wie mit Atommüll. Man baute Atomkraftwerke (AKWs), ohne sich um deren Abfallprodukte zu kümmern – fast so, als hätte man eine Stadt am Reißbrett entworfen, ohne sich um die Kanalisation zu sorgen. Deshalb ging man in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zwischenzeitlich einfach dazu über, den verbrauchten Kernbrennstoff am Meeresboden zu entsorgen. Aus den Augen, aus dem Sinn, so die naive Strategie der Menschheit.

Zwischen 1946 und 1993 landeten weltweit mehr als 200.000 Tonnen teils hochradioaktiven Mülls in den Ozeanen – der Löwenanteil über Bord gekippt von den USA und der Sowjetunion, aber auch Großbritannien, Frankreich oder Deutschland versenkten fleißig Fässer. Fässer, die nicht konzipiert waren, "um einen dauerhaften Einschluss der Radionuklide am Meeresboden zu gewährleisten", wie unter anderem die deutsche Bundesregierung Jahre später zugeben musste. Damit quillt der Atommüll mittel- und langfristig in unsere Ökosysteme. Erhöhte Strahlenwerte sind nicht nur im Wasser, sondern auch im Sand und Gras vieler Küstengebiete zu finden.

Endlagerfrage

Wenig überraschend verläuft auch die nationalstaatliche Suche nach geeigneten Endlagerstätten, in denen die radioaktiven Abfälle in tiefen Erdschichten für die nächste eine Million Jahre verschlossen werden sollten, eher zäh. Denn auch die Transmutationsverfahren, bei denen der Atommüll unschädlicher gemacht wird, indem Halbwertszeiten verkürzt werden, sind noch nicht vollends ausgreift.

Und so will keiner derart krebserregende und gefährliche Stoffe unter sich begraben sehen, ohne über die schwer abschätzbaren Langlanglangzeitfolgen Bescheid zu wissen. Das führte in den USA zur kuriosen Situation, dass Kraftwerksbetreiber mehr als 40 Milliarden US-Dollar in einen Nuklearmüllfonds einzahlten, um die Endlagersuche staatlich zentral zu organisieren. Nachdem auch Washington 15 zusätzliche Milliarden Dollar in die Suche nach geeigneten Aufbewahrungsorten gesteckt hatte, ist man heute quasi gleich weit wie damals. Bürgerproteste hier, Vetos von Lokalpolitikern dort.

Weil das Versprechen der Entsorgung nicht gehalten werden konnte, musste der Fiskus nach einer erfolgreichen Klage der Kraftwerksbetreiber mittlerweile acht Milliarden US-Dollar an Strafe an die Kraftwerksbetreiber zurückzahlen.

Der Atommüll in den Zwischenlagerstätten könnte für AKWs der vierten Generation ein hervorragender Energielieferant sein. Noch ist die Technik nicht ausgereift, aber Staaten und Start-ups forschen bereits intensiv daran.
Foto: AP/Nestor Trujillo

Besonders kurios: Das absurde Kapitel der US-Endlagersuche, das unsere Unfähigkeit im Umgang mit dem Atommüll aufzeigt, spielt der Menschheit langfristig vielleicht sogar in die Hände – vorausgesetzt, dass in den Atommüllzwischenlagern derweil alles gutgeht und das Atommüllrecycling eines Tages tatsächlich perfektioniert wird. Denn einmal endgelagert, wäre der Müll nicht nur eine große Gefahrenquelle, sondern es wäre auch ein potenziell riesiger Energieträger für alle Zeit unbrauchbar gemacht. Tatsächlich ist nämlich gerade der hochradioaktive Atommüll prädestiniert für Wiederverwertung, wurde in den meisten Fällen doch gerade einmal ein niedriger einstelliger Prozentsatz der inhärenten Energie verbraucht.

In etwa 12.000 Tonnen dieses hochradioaktiven Mülls produziert die Menschheit derzeit pro Jahr. Allein die knapp 300.000 Tonnen an bisher angehäuftem hochverstrahltem Atommüll könnten dabei die komplette Menschheit bis zum Ende des Jahrhunderts mit Energie versorgen, rechnete Leslie Dewan vom in Cambridge stationierten Nuklearenergie-Start-up Transatomic Power vor – trotz unseres steigenden Energiebedarfs. Solche schier unglaubliche Zahlen wecken freilich Hoffnungen.

Hoffen auf die Vierte

Neuartige Reaktoren der vierten Generation sollen diese Hoffnungen Realität werden lassen. Sie heißen Kugelhaufen-, Laufwellen- oder Flüssigsalzreaktoren. In einem Vorschlag eines Reaktortyps sollen etwa gebrauchte Brennstoffe durch Beschuss mit schnellen Neutronen gespalten werden, so Unmengen an Energie freisetzen und damit das Problem der Endlager quasi gleich mit lösen. Denn durch die Wiederverwertung würde die Halbwertszeit der radioaktiven Isotope massiv reduziert werden, sodass diese nur noch wenige Hundert statt eine Million Jahre gelagert werden müssen, ehe sie ungefährlich sind.

Neben den instabilen könnte in sogenannten Brutreaktoren sogar das stabile Isotop Uran-238, das 95 Prozent des "Mülls" in den alten Brennstäben ausmacht, gespalten und dadurch für die Energiegewinnung eingesetzt werden.

Natriumgekühlte Brutreaktoren wären zumindest theoretisch imstande, auf Atommüll als Energiequelle zurückzugreifen. Außerdem wird ihnen eine höhere Energieausbeute zugerechnet, was wiederum weniger Müll am Ende des Durchlaufs bedeutet. Sie verzichten auf Wasser als Kühlmittel für die Brennstäbe und setzen stattdessen auf Natrium, das deutlich mehr Hitze aufnehmen kann und weniger explosionsgefährdet ist, aber dennoch bei Kontakt mit Wasser oder Luft leicht entflammbar ist. Dieses Sicherheitsrisiko gilt es zu managen.

Die Wärmeenergie würde vorübergehend in Salzschmelzen gespeichert werden. Zudem kämen passive Kühlsysteme zum Einsatz, die ein Versagen der aktiven Kühlung wie beim Fukushima-Desaster verhindern sollen. In ihrer ausgereiften Form sollen sie schließlich ihren eigenen Atommüll so lange wiederverwerten, bis dieser nur mehr leicht verstrahlt ist und in geringer Tiefe endgelagert werden kann.

Mobiles AKW

Federführend in der Entwicklung ist neben Russland – wo vor allem das aus eingestampften Atombomben entnommene Plutonium seit 2016 wiederverwertet wird – und China – wo in Shidaowan nach etlichen Verzögerungen demnächst ein erstes Demonstrationskraftwerk mit zwei Hochtemperaturreaktoren in Betrieb gehen sollte – auch die Firma Terra Power von Bill Gates.

Ein 345-Megawatt-Reaktor soll bis zum Ende des aktuellen Jahrzehnts in Wyoming auf dem Gelände eines stillgelegten Kohlereaktors entstehen, gab das Unternehmen kürzlich bekannt. 400.000 Haushalte sollen bei maximaler Auslastung dadurch mit Energie versorgt werden. Der Prototyp soll noch nicht zum Recyclingwunder avancieren, aber zumindest den Weg dorthin ebnen. Französische und japanische Projekte wurden indes nach Natriumbränden vorerst gestoppt.

Zahlreiche Experten fordern die US-Regierung dennoch auf, mehr Geld in die Erforschung jener Reaktoren zu stecken, die explizit auf das Recycling von Atommüll ausgelegt sind. Auch durch Förderungen soll der Bau solcher AKWs gezielt forciert werden, um dem Atommüllproblem eines Tages Herr zu werden. Dafür sollen die in ihrer Größe variablen AKWs auch mobil werden und dorthin transportiert werden, wo der Atommüll aktuell auf seine Wiederverwertung wartet. (Fabian Sommavilla, 4.9.2021)