Radioaktive Abfälle: Typen, Risiken & Entsorgung in Spanien

Radioaktive Abfälle (RR): Definition & Typen

Als radioaktive Abfälle (RR) werden Materialien bezeichnet, die radioaktive Kerne in Konzentrationen enthalten oder durch diese entstanden sind, welche die von den Behörden festgelegten Grenzwerte überschreiten und für die keine Vorkehrungen für eine spätere Verwendung bestehen. Sie zeichnen sich durch ihre Gefährlichkeit und Langlebigkeit aus.

Typen von Radioaktiven Abfällen

Die Klassifizierung erfolgt unter Berücksichtigung der Halbwertszeit (die Zeit, in der die Anzahl der radioaktiven Atome auf die Hälfte reduziert wird) und der spezifischen Aktivität (Anzahl der Zerfälle pro Zeiteinheit):

• Schwach- und mittelaktive Abfälle: Halbwertszeit von weniger als 30 Jahren.
• Hochaktive Abfälle: Halbwertszeit von über 30 Jahren. Dazu gehören auch Abfälle aus Atomwaffen.

Ionisierende Strahlung: Definition & Auswirkungen

Ionisierende Strahlung ist elektromagnetische Strahlung oder Teilchenstrahlung, die sich von einer Quelle aus im Raum ausbreitet und beim Durchgang durch Materie Ionen erzeugt.

Auswirkungen Ionisierender Strahlung

Die Effekte ionisierender Strahlung führen zur Bildung von Ionen und freien Radikalen. Diese verursachen chemische Reaktionen mit Gewebebestandteilen und können zu Tumoren wie Leukämie, Lungen- und Hautkrebs sowie Anomalien in den Keimdrüsen führen.

Verwaltung und Lagerung in Spanien

In Spanien liegt die Verwaltung radioaktiver Abfälle in der Verantwortung der ENRESA (Empresa Nacional de Residuos Radiactivos S.A.). Die Lagerung von schwach- und mittelaktiven Abfällen erfolgte teilweise durch Meeresversenkung. Für hochaktive Abfälle wurden Konzepte wie der Transport mit Raketen in den Weltraum oder die Vergrabung im Eis in Betracht gezogen.

Behandlung von schwach- und mittelaktiven Abfällen

Schwach- und mittelaktive Abfälle werden für einen Zeitraum von bis zu 300 Jahren in oberflächennahen oder flachen geologischen Lagern beschränkt. In Spanien existiert ein solches Lager für diese Rückstände in einer alten, stillgelegten Uranmine in Córdoba.

Lagerung und Verfestigung

Die Abfälle werden mit Zement verfestigt und können anschließend in Fässern transportiert werden. Diese Fässer werden in sogenannten oberflächennahen Modulen gelagert. Diese Lagerzellen verfügen über ein Drainagesystem, um den Eintritt von Wasser zu kontrollieren und die Abfälle zu überwachen.

Behandlung von hochaktiven Abfällen

Für hochaktive Abfälle ist eine sichere Isolierung über Zeiträume von mindestens 1.000 Jahren erforderlich.

Zwischenlagerung abgebrannter Brennelemente

Abgebrannte Brennelemente werden zunächst an den Standorten der Kernkraftwerke in speziellen Abklingbecken gelagert. Diese Becken bestehen aus Beton und sind innen mit Edelstahl ausgekleidet. Eine Alternative ist die Lagerung in einem zentralen Zwischenlager in der Nähe der Kernenergieanlagen.

Endlagerung in tiefen geologischen Formationen

Die Endlagerung dieser Abfälle erfolgt an geeigneten Stellen in einer Tiefe von 300 Metern oder mehr. Dabei kommen korrosionsbeständige Materialien zum Einsatz, die den verfestigten Abfall umschließen.

Vier Physische Barrieren im Endlager

Um die Versickerung von Radionukliden zu verhindern, sind zwischen dem Abfall und der Biosphäre vier physische Barrieren vorgesehen:

1. Verglasung der Abfälle: Die Abfälle werden in eine glasartige Matrix eingeschmolzen.
2. Behälter: Ein korrosionsbeständiger Behälter umschließt den verglasten Abfall (im Original als „zweiter Behälter“ bezeichnet).
3. Wasserdichte Schicht: Eine tiefe geologische Formation, die als wasserdichte Schicht (im Original als „LlMA“ bezeichnet) zwischen dem Abfall und der Umgebung liegt.
4. Geologische Umgebung: Die umgebende Gesteinsformation, wobei Felsen wie Tone als am besten geeignet gelten.

Alternativen zur Entsorgung abgebrannter Brennelemente

Für die Entsorgung abgebrannter Brennelemente aus Kernkraftwerken gibt es grundsätzlich zwei Alternativen:

1. Offener Brennstoffkreislauf: Der verbrauchte Brennstoff wird nicht wiederaufbereitet, sondern direkt als Abfall behandelt.
2. Geschlossener Brennstoffkreislauf: Abgebrannte Brennelemente werden recycelt und wiederaufbereitet. Dies kann 3 oder 4 Mal erfolgen.

Das höchste Risiko besteht beim Transport von hochaktiven Abfällen zu ihren Endlagern, insbesondere vor der Konditionierung. Schwach- und mittelaktive Atommüllabfälle werden konditioniert, während andere verdichtet und zementiert werden, beispielsweise im Endlager El Cabril.