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22.08.2016 | von Jan Becker

Atommülllager im Wirtsgestein Kristallin: Zu geringes Volumen, zu zerklüftet

Bekanntlich sind Salzstöcke seit Jahrzehnten die Favoriten für die Konzepte zur langfristigen Lagerung von hochradioaktiven Abfällen in Deutschland. Doch mit dem „Neustart“ der Suche nach einem Atommülllager hat sich die Politik verpflichtet, auch andere potentzielle Wirtsgesteine zu betrachten und damit alternative Regionen zum Standort Gorleben zu untersuchen. In diesem Teil der Serie über Wirtsgesteine als Lagerungsmöglichkeiten für hochradioaktiven Atommüll widme ich mich dem Kristallin.

Atommülllagersuche: Wirtsgesteine in Deutschland
Foto: Ökoinstitut / oeko.de Wirtsgesteine, rot: Kristallin

Als „kristallin“ bezeichnet man Substanzen, die aus kristallisiertem Material bestehen. In der Geologie werden darunter kryptokristalline, „dichte“ Mineralien und Gesteine verstanden. Dazu gehört Granit, das aufgrund des Vorkommens in Deutschland als potenzielle Endlagerformation zumindest denkbar wäre. Mögliche Standorte befinden sich im Raum Dresden und im Schwarzwald, sowie im Nordosten Bayerns.

Kristallingesteine zeichnen sich besonders durch ihre hohe Festigkeit und Hohlraumstabilität sowie durch ihre geringe Temperaturempfindlichkeit aus. Die aktuell diskutierte Rückholbarkeit des Atommülls wäre gegenüber einer Salzeinlagerung über lange Zeiträume kein Problem. Bei unzerklüfteten Formationen ist außerdem die Durchlässigkeit von Flüssigkeiten sehr gering. Der Nachteil: Wo ein Riss ist, bleibt ewig ein Riss.

Zu geringes Volumen, zu zerklüftet

Bereits 1994/95 hatte die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) im Auftrag des Bundesumweltministeriums und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) je einen Bericht zu eignungshöffigen Salz- und Granitvorkommen in Deutschland erstellt. Konkret zu einer mögliche Eignung äußerte sich die BGR im Jahr 2007 in der „Untersuchung und Bewertung von Regionen mit potenziell geeigneten Wirtsgesteinsformationen“: Aus den „bisherigen Bergbauerfahrungen und geologischen Befunden“ geht demnach hervor, dass in Deutschland „homogene und ungeklüftete Bereiche im Kristallin in einer für die Errichtung eines Endlagerbergwerkes notwendigen räumlichen Ausdehnung nicht zu erwarten sind“. Kristallingesteine müssten „wegen ihrer hohen Durchlässigkeit in klüftigen Bereichen ausgeschlossen werden“. Stefan Alt vom Öko-Institut nennt den deutschen Granit gegenüber Salz und Ton daher die „dritte Wahl“.

Wassereinbruch als „natürliches Szenario“

Setzte man doch auf Granit, müssten in (stärker) zerklüfteten Gesteinsschichten die Abfälle in zusätzlichen Behältern verschlossen und mit technischen Barrieren geschützt werden, damit das Material nicht mit Wasser in Kontakt kommen und die Flüssigkeit die Radionuklide nach außen tragen könne. Diskutiert wurde für eine Korrosionsbeständigkeit der Behälter eine Ummantelung mit quellfähigem Bentonit, einer Mischung aus verschiedenen Tonmineralien. 1994 plante die Schweiz die Endlagerung mithilfe solcher Behälter aus Kupfer, die eine Wandstärke von 15 Zentimeter besitzen und mit einer Bentonitschicht von 1,4 Metern umhüllt werden sollten. Die Mitte der Achtzigerjahre in der Schweiz veröffentlichte Studie „Projekt Gewähr“ beschrieb als Unterschied zu einem Atommülllager im Salz einen Wasserzutrittsprozess im Granitgestein als ein „natürliches Szenario“. Demnach würde das Grundwasser schon kurze Zeit nach Verschluss des Lagers in die Kavernen sickern, den Bentonit durchdringen und die Behälterkorrosion in Gang setzen. Im Salz wird dieser Umstand zu Recht als „Störfall“ bezeichnet.

Schweiz verabschiedete sich von Granit

In den Siebzigerjahren begann die Schweiz mit der Suche nach einem Atommülllager in Granit. Doch fand sich dort trotz intensiver, teurer Suche keine geeignete Formation im Untergrund. Seit 2008 setzt man nun auf Ton (Sedimentgestein Opalinuston).

Aktuell laufen Untersuchungen für Atommülllager in Kristallingestein – auch mit deutscher Unterstützung – in China und Russland. In China wurden 1985 geologischen Erkundung in der Wüste Gobi begonnen. Russland verfolgt seit Beginn der 1990er Jahre am Standort Jenisejskij bei Krasnojarsk ein Projekt in Granit. Eine „weitergehende wissenschaftlich-technische Zusammenarbeit und fachliche Begleitung der russischen Arbeiten auf dem Gebiet der Endlagerung hoch radioaktiver Abfälle“ findet seit April 2016 bis voraussichtlich März 2019 im Rahmen des Forschungsprojekts „Sicherheitsanalytische Untersuchungen zu Endlagersystemen im Kristallin (SUSE)“ statt. Das Projekt wird durch Mittel des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Das deutsche Bundesamt erhofft sich eine „Verbesserung der in Deutschland vorhandenen Instrumentarien zur Langzeitsicherheitsprognose von Endlagern für hoch radioaktive Abfälle“ sowie „die Erweiterung des deutschen Know-hows bezüglich der Endlagerung in nicht salinaren (hier: kristallinen) Wirtsgesteinen“.

Finnland verspricht 100 000 Jahre „Sicherheit“

Viel konkreter ist die Situation bereits in Skandinavien. Aufgrund der vorhandenen geologischen Gegebenheiten stehen Finnland und Schweden nur kristalline Gesteine als mögliches Wirtsgestein zur Verfügung. Für schwach- und mittelradioaktive Abfälle betreibt Schweden bereits seit 1988 nahe dem Atomkraftwerk Forsmark ein „oberflächennahes Endlager“ etwa 50 Meter unter der Ostsee im Granit. Vor allem die mögliche Rückholbarkeit der Abfälle ist gewichtiges Argument. Beide Länder entwickeln wegen der vergleichbaren Bedingungen Behälterkonzepte in enger Kooperation.

Am 12. November 2015 hat die finnische Regierung die „weltweit erste Erlaubnis für ein Atommüll- Endlager“ erteilt. Die finnische Entsorgungsgesellschaft „Posiva Oy“, an dem die privaten AKW- Betreiberfirmen TVO 60 und Fortum 40 Prozent der Anteile halten, durfte damit den Ausbau eines unterirdischen Lagers im Kristallingestein Tonalit, ähnlich Granit, in direkter Nachbarschaft zum AKW Olkiluoto im Süden des Landes beginnen. Laut derzeitiger Planung sollen dort ab 2023 bis zu 6 500 Tonnen hoch radioaktive Abfälle aus den finnischen Atomkraftwerken in Tunneln in bis zu 450 Metern Tiefe eingelagert werden.

Die Finnen setzen dabei auf das schwedische Konzept der Kupferbehälter, die mit Betonit versiegelt werden. Bei ihren Sicherheitsberechnungen gehen die Wissenschaftler davon aus, dass sich die Kupferbehälter durch Korrosion nicht schneller als um 0,5 Nanometer pro Jahr zersetzen. Damit wäre ein Einschluss für 100 000 Jahre gewährt.

In mehreren Versuchsreihen belegten Forscher der Technischen Hochschule (KTH) in Stockholm, dass Kupfer selbst in sauerstofffreier Umgebung rosten kann. Unter anderem waren Kupfermünzen aus einem vor über 300 Jahren gesunkenen und in einem Sediment aus sauerstofffreiem Lehm eingeschlossenen Schiff analysiert worden. Selbst wenn davon ausgegangen würde, dass die Atommüllstollen „sicher“ vor Wassereinbrüchen wären, sprach Peter Szakalos, KTH-Projektleiter für Metallkorrosion, im Jahre 2009 von einer Haltbarkeit der Kapseln für „nicht einmal 1 000 Jahre“. Die Betreiber der Atommülllager würden Konsequenzen aus ihren „falschen naturwissenschaftlichen Annahmen“ aber ignorieren.

Auch Geologen kritisieren die finnischen Pläne scharf. Matti Saarnisto, Professor für Geologie, ehemaliger Forschungsdirektor des finnischen Amts für Geologie und ehemaliger Generalsekretär der Finnischen Akademie der Wissenschaften, erklärte etwa, es sei „verrückt“ zu glauben, man könne Atommüll 100 000 Jahre sicher lagern. Die Landschaft zeige Spuren starker Erdbeben, die etwa alle 2 500 Jahre aufgetreten seien. Auch die nahe Ostsee sei ein Risiko, wenn der Meeresspiegel durch den Klimawandel ansteige.

Über die angekündigten Kosten kann man sich nur wundern: Während der gesamten Nutzungsperiode sollen 3,5 Milliarden Euro ausreichen. Im Vergleich: Aktuell wird in Deutschland diskutiert, ob die 37 Milliarden Euro Rückstellungen der Atomkonzerne für den Rückbau der Altmeiler und die „Entsorgung“ des Atommülls genug sind.

Dieser Text ist zuerst in der Gorleben Rundschau Ausgabe Juli / August 2016 erschienen.

weiterlesen:

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Jan Becker

Jan Becker hat jahrelang die Webseite www.contrAtom.de betrieben und täglich aktuelle Beiträge zur Atompolitik verfasst. Seit November 2014 schreibt der studierte Umweltwissenschaftler für .ausgestrahlt. Jan lebt mit seiner Familie im Wendland. Mit dem Protest gegen regelmäßig durch seine Heimatstadt Buchholz i.d.N. rollende Atommülltransporte begann sein Engagement gegen Atomenergie, es folgten die Teilnahme und Organisation zahlreicher Aktionen und Demonstrationen.

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