Wie lange ist Atommüll haltbar?

Bei der Nutzung von Kernenergie zur Stromerzeugung entsteht dabei eine geringe Menge Abfall. Da Kernbrennstoff eine hohe Dichte hat, wird nur eine kleine Menge benötigt, um große Mengen Strom zu erzeugen. Das Verhältnis von Abfall zu erzeugter Energie ist einer der Gründe, warum die Kernenergie zu einer so beliebten Alternative zu anderen Optionen wie fossilen Brennstoffen wie Kohle geworden ist. Atommüll bleibt jedoch eines der größten Probleme im Zusammenhang mit der Nutzung von Kernreaktoren, insbesondere da er noch Jahre, Jahrzehnte und sogar Jahrhunderte nach der Entsorgung gefährlich bleibt.

Der Hauptgrund dafür ist, dass einige nukleare Nebenprodukte eine lange Halbwertszeit haben, d. h. die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der radioaktiven Atome im Abfall zerfällt. Dies kann je nach spezifischem Nebenprodukt variieren. Einige Isotope können innerhalb von Stunden oder sogar Minuten zerfallen. Einige der häufigsten Isotope wie Strontium-90 und Cäsium-137 haben jedoch eine Halbwertszeit von 30 Jahren.

Andere Arten von Nebenprodukten können viel längere Halbwertszeiten haben. Wenn beispielsweise Uranatome in einem Kernreaktor Neutronen absorbieren, ist eines der häufigsten Nebenprodukte Plutonium. Es kann sich jedoch um mehrere Arten von Plutonium handeln, von denen die fünf häufigsten Plutonium-238, Plutonium-239, Plutonium-240, Plutonium-241 und Plutonium-242 sind. Jeder von ihnen hat auch unterschiedliche Halbwertszeiten. Plutonium-241 hat eine Halbwertszeit von 14,4 Jahren, während Plutonium-239 eine Halbwertszeit von über 24.000 Jahren hat. Letztendlich hängt die Zeit, die der Atommüll zum Zerfall benötigt, von der genauen Art der beteiligten Isotope ab.

Obwohl es positive Untersuchungen zur Möglichkeit gibt, die Zersetzung von Atommüll zu beschleunigen (eine 2004 veröffentlichte Studie legt nahe, dass dies möglich sein könnte), arbeiten Wissenschaftler immer noch an den Details. In letzter Zeit gab es in dieser Bewegung vielversprechende Bemühungen, beispielsweise mit Forschungsarbeiten wie dem NEWTON-Projekt, das darauf hofft, mithilfe von Teilchenbeschleunigern gefährliche radioaktive Isotope mit längeren Halbwertszeiten in weniger radioaktive Isotope mit kürzeren Halbwertszeiten umzuwandeln. Dies würde es Wissenschaftlern ermöglichen, den Zerfall einiger Kernmaterialien von 100.000 Jahren auf etwa 300 Jahre zu verkürzen.

Auch Atommüll kann in mancher Hinsicht nützlich sein. Länder wie Frankreich, Japan und Deutschland recyceln Plutonium zur Stromerzeugung. Da Wissenschaftler jedoch nach sicheren Wegen suchen, um die Zerfallsrate zu beschleunigen, ist es wichtig, die Risiken zu mindern, die entstehen, wenn Grundwasser, Pflanzen und Menschenleben der Strahlung ausgesetzt werden, die in hochradioaktivem Atommüll wie abgebrannten Brennstäben vorkommt.

Auch wenn versucht wird, den Zerfall zu beschleunigen, muss Atommüll ordnungsgemäß gelagert werden, sonst besteht die Gefahr einer Umweltverschmutzung. Plutonium, eine der Hauptarten nuklearer Abfälle, gilt als der gefährlichste Stoff der Welt. Daher ist es von größter Bedeutung, es sicher zu transportieren und zu lagern, ohne dass Strahlung in die Umwelt gelangt. Plutonium selbst wird typischerweise gelagert, indem das Isotop in einem festen Oxid stabilisiert und dann in mehreren korrosionsbeständigen Behältern versiegelt wird. Dies verhindert Leckagen und Oxidation und ermöglicht eine sichere Lagerung des Materials während der Zersetzung.

Das Government Accountability Office der Vereinigten Staaten schätzt, dass die Vereinigten Staaten über etwa 100.000 Tonnen abgebrannten Kernbrennstoffs aus kommerziellen Kraftwerken verfügen, und da das Interesse an der Kernenergie wächst und die Vereinigten Staaten versuchen, Kernreaktoren der nächsten Generation zu bauen, wird diese Tonnage noch zunehmen. Um all dies sicher lagern zu können, müssen neue Lösungsansätze für das Problem gefunden werden, beispielsweise der Bau unterirdischer Bunker zur Lagerung radioaktiver Stoffe. Einige haben sogar vorgeschlagen, Atommüll zur langfristigen Entsorgung in den Weltraum zu schicken, aber die mit einem solchen Projekt verbundenen Kosten machen es nach Angaben des US-Energieministeriums undurchführbar.