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Rückbau: Wie entsorgt man ein Atomkraftwerk?

2022 soll das letzte Atomkraftwerk in Deutschland vom Netz gehen. Doch mit dem Abschalten ist es nicht getan: Die ausrangierten Meiler müssen abgewickelt und entsorgt werden – und dies mitsamt ihrer hochradioaktiven Reaktorkerne und den Resten der atomaren Brennstoffe. Der Rückbau eines Atomkraftwerks ist daher zeitaufwendig, teuer und auch technisch eine enorme Herausforderung. Wie aber zerlegt und entsorgt man ein Kernkraftwerk?

Will man ein Atomkraftwerk stilllegen, ist es mit dem Umlegen eines Schalters leider nicht getan. Stattdessen erfordert dies eine ganze Reihe von sorgfältig abgestimmten Maßnahmen. Der erste Schritt ist das Unterbinden der atomaren Kettenreaktion im Reaktorkern. Dies geschieht in der Regel, indem man cadmium- oder borhaltige Kontrollstäbe zwischen die Stäbe mit dem Uran-Kernbrennstoff einschiebt. Sie absorbieren die vom Zerfall des Urans freigesetzten Neutronen und verhindern so, dass weitere Zerfallsreaktionen angestoßen werden.

Nachwärme und Abklingphase

Der Reaktor ist damit zwar abgeschaltet – aber noch immer aktiv und hochgefährlich. Denn auch ohne laufende Kettenreaktion produzieren die Brennstäbe weiterhin Wärme. Sie entsteht durch die kurzlebigen Zerfallsprodukte des Kernbrennstoffs, die weiter reagieren und zerfallen. Diese sogenannte Nachzerfallswärme kann bei einem großen Reaktor nach einem Tag noch 20 Megawatt thermischer Energie erzeugen, nach drei Monaten immerhin noch drei Megawatt.

Würde man den Reaktor und die Brennstäbe in dieser Zeit nicht ständig weiter kühlen, könnte so viel Hitze entstehen, dass eine Kernschmelze droht. Um das zu verhindern, werden mithilfe eines Roboters die Kernbrennstäbe in ein spezielles Abklingbecken überführt und dort ein bis fünf Jahre lang mit Wasser gekühlt. Erst, wenn die Temperatur der Kernbrennstäbe auf etwa 40 bis 50 Grad gesunken ist, können sie mit Spezialkränen in Castorbehälter umgeladen und in ein Zwischenlager gebracht werden. Jetzt erst gilt das Atomkraftwerk offiziell als abgeschaltet.

Einschließen oder direkt anfangen?

Der nächste Schritt ist die Entscheidung darüber, welche Rückbau-Variante man für das Atomkraftwerk möchte: Beim direkten Rückbau wird unmittelbar nach Genehmigung der Stilllegung mit dem Abriss und der Entsorgung der Anlage begonnen. Beim sicheren Einschluss dagegen wird der komplette Reaktor zunächst mehrere Jahrzehnte lang eingeschlossen. In dieser Zeit zerfällt dann schon ein Teil der kurzlebigen Radionuklide und die radioaktive Kontamination wird zumindest teilweise schwächer. Ein weiterer Vorteil: Im Moment gibt es noch kein Endlager für hochradioaktiven Atommüll. Wartet man mit dem Rückbau, könnte dieses Problem bis dahin gelöst sein.

Doch der sichere Einschluss hat gravierende Nachteile. So ist nach einigen Jahrzehnten Pause unter Umständen kein Fachpersonal mehr da, das die Anlage aus eigener Erfahrung kennt. Denn nicht immer entspricht die Realität den anfänglichen Bauplänen. Hinzu kommt, dass die Finanzierung des Rückbaus nach einer so langen Wartezeit möglicherweise nicht mehr gesichert ist. Denn die dafür nötigen Rückstellungen legen die Kraftwerksbetreiber an – je nach Anlagengröße zwischen 500 Millionen und einer Milliarde Euro. Geht der Stromkonzern jedoch in der Zwischenzeit insolvent oder die Rücklage wurde für etwas anderes verwendet, fehlt nach Ende der Einschlusszeit möglicherweise das Geld. Unter anderem deshalb sieht das Atomgesetz in Deutschland nach der Stilllegung der Atomkraftwerke den direkten Rückbau vor.

Der große Abwasch – die Dekontamination

Jetzt folgt der eigentliche Rückbau: Die Dekontamination und die Demontage aller Kraftwerksteile uns Gebäude. Von den mehreren hunderttausend Tonnen Beton, Stahl und anderen Baumaterialien sind bei einem Kernkraftwerk meist nur rund drei Prozent radioaktiv kontaminiert. Doch diese strahlenden Reste sicher zu entsorgen, erfordert einiges an Aufwand und Planung.

Als erstes werden die Bauteile dekontaminiert, bei denen nur die Oberflächen schwach radioaktiv verseucht sind. Dazu gehören beispielsweise Komponenten des Kühlkreislaufs, Kräne oder die Wände, Böden und Decken des Reaktorgebäudes. Für ihre Dekontamination tragen Arbeiter in voller Schutzmontur die verseuchten Schichten mit Hochdruckreinigern oder Fräsen ab oder ätzen sie mithilfe von Laugen oder Säuren weg. Häufig müssen die Bauteile dafür zunächst mit Schneidbrennern oder Spezialsägen in handhabbare Einheiten zerkleinert werden.

Die radioaktiven Reste – abgetragener Lack und Metallpartikel, Stahl- und Betonteile sowie kontaminiertes Wasser und andere Lösungsmittel – werden in spezielle Fässer verpackt und als schwach- und mittelradioaktiver Abfall in ein Zwischenlager abtransportiert. Dieser Atommüll macht vom 90 Prozent der beim Rückbau anfallenden radioaktiven Abfälle aus.

Tödlicher Kern

Ist dieser Teil des Rückbaus erledigt, geht es an „Eingemachte“ – den Reaktorkern mitsamt Druckbehältern und Einbauten. Diese Bauteile sind bis die Tiefen des Materials hochradioaktiv und strahlen selbst Jahre nach dem Abschalten des Atomkraftwerks noch so stark, dass jeder direkte Kontakt für einen Menschen tödlich wäre – selbst mit Schutzanzug. Diese hochradioaktiven Bauteile können daher nur ferngesteuert abgebaut werden. Teilweise geschieht dies in speziell isolierten Schutzräumen, die am stärksten strahlen Bauteile aber werden zum zusätzlichen Schutz vor der Strahlung unter Wasser bearbeitet.

Beim Zerlegen des Reaktorkerns kommen Kräne, Manipulatoren sowie Plasmabrenner und Spezialsägen zum Einsatz. Mit ihnen werden zunächst alle Einbauten in Stücke zerlegt und mit Robotergreifarmen in Castorbehälter verpackt. In diesen wird dieser hochradioaktive Atommüll dann ebenfalls ins Zwischenlager gebracht. Erst wenn der gesamte Inhalt eines Kraftwerksgebäudes samt Wänden dekontaminiert und die hochradioaktiven Reste abtransportiert wurden, wird dann auch das Reaktorgebäude abgerissen.

Arbeit für Jahrzehnte

Der gesamte Rückbau eines Atomkraftwerks kann Jahrzehnte dauern. Bei dem seit 1990 stillgelegten Atomkraftwerk Greifswald läuft dieser Prozess schon seit fast 24 Jahren – und noch ist er nicht abgeschlossen. Auch bei anderen Kernkraftwerken rechnen die Verantwortlichen mit Rückbau-Dauern von mindestens zehn bis 20 Jahren. Damit ist klar: Der Weg vom Abschalten bis zur nicht mehr kontaminierten, vollständig freigeräumten „grünen Wiese“ ist alles andere als schnell oder einfach. Bisher hat zudem der Rückbau bei den meisten deutschen Atomkraftwerken nicht einmal begonnen.

Und noch eine Herausforderung gibt es: die Suche nach einem sicheren Lagerplatz für die hochradioaktiven Abfälle. Denn nach Angaben des Bundesamts für kerntechnische Entsorgungssicherheit (BfE) werden nach dem vollständigen Ausstieg aus der Atomenergie allein in Deutschland 1.900 Castorbehälter mit insgesamt 27.000 Kubikmetern hochradioaktiven Abfällen übrigbleiben.

Bisher jedoch gibt es für sie kein Endlager – und nicht einmal ein Standort ist gefunden. Experten rechnen damit, dass der Auswahlprozess und die Einrichtung eines solchen Endlagers frühestens 2050 abgeschlossen sein wird. Bis dahin lagert das strahlende und tödliche Erbe des Atomzeitalters in behelfsmäßigen oberirdischen Hallen, den Zwischenlagern.

NPO, 09.09.2019
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