ABC für radioaktiven Abfall

Ursprung und Einteilung des radioaktiven Abfalls in Belgien

Radioaktive Abfälle entstehen bei der Stromerzeugung in Kernkraftwerken, aber auch bei der Verwendung radioaktiver Stoffe in Krankenhäusern, in Landwirtschaft, Industrie und wissenschaftlicher Forschung. Diese Abfälle enthalten Stoffe, die ionisierende Strahlung abgeben. Diese Strahlung ist für alle Lebewesen, einschließlich Mensch und sein ökologisches Umfeld schädlich, kurz gesagt für die gesamte Biosphäre.

Radioaktivität klingt mit der Zeit ab und die Quelle radioaktiver Strahlung ist dann nicht mehr schädlich. Bei manchen Stoffen dauert dies jedoch sehr lang. Bis zu mehreren hunderttausend Jahren. 

Radioaktiver Abfall kann vielerlei beinhalten, von abgebrannten Brennelementen aus Kernkraftwerken über Werkzeuge, Geräte, Rohre, Injektionsnadeln bis hin zu Schutzkleidung, die kontaminiert wurde und nicht wieder verwendet werden kann. 

Je nach Dauer der ionisierenden Strahlung sowie der Intensität und Art der Strahlung werden radioaktive Abfälle in Belgien in drei Kategorien eingeteilt.

Kategorie A: schwach- und mittelaktive Abfälle mit kurzer Halbwertszeit

• Die Halbwertszeit radioaktiver Abfälle der Kategorie A beträgt bis zu 30 Jahre.  Die Halbwertszeit ist die Zeit, nach der eine radioaktive Substanz noch die Hälfte ihrer Strahlung abgibt. Diese Abfälle müssen nur etwa 300 Jahre lang von Mensch und Umwelt abgeschirmt werden. Nach diesem Zeitraum ist die von den Abfällen ausgehende ionisierende Strahlung um den Faktor 1.000 (2¹⁰) reduziert und liegt somit unter dem natürlichen Strahlungsniveau. 
• Bei dieser Art von Abfall handelt es sich um Materialien, die mit radioaktiven Stoffen in Berührung gekommen sind. Hier kann es sich um Filter und Harze, Bestandteile von Schutzmaterialien (Kleidung, Handschuhe ...), Papier, biologische Abfälle, aktivierten Beton, Restabfälle aus der Abwasserbehandlung in Kernkraftwerken oder auch Abfälle aus der Stilllegung von kerntechnischen Anlagen handeln.
• 60 % dieser Abfälle stammen aus der Nuklearindustrie, 36 % aus Rückbau Abriss von Nuklearanlagen (so genannte nukleare Altlasten), 4 % aus dem Hochschul- und Medizinbereich.
• Das zu entsorgende Gesamtvolumen wird auf 148.000 m³ geschätzt. Dieses Gesamtvolumen besteht zum einen aus den Fässern, die den verarbeiteten Abfall enthalten, und zum anderen aus den Behältern (Monolithen), in denen diese Fässer zur Entsorgung gelagert werden. Hierbei handelt es sich ein sogenanntes externes Volumen. 
• 148.000 m³ entsprechen der Fläche eines Fußballfeldes, auf der die Abfälle einschließlich der Container 21 Meter hoch gestapelt werden. Oder: 148.000 m³ entsprechen auch dem Volumen von 40 Olympischen Schwimmbädern. 
• Als Endlager für diese Abfälle wurde ein oberirdisches Endlager in der Gemeinde Dessel gewählt.
• Abfälle der Kategorie A sind nicht Gegenstand dieser gesellschaftlichen Debatte.

Kategorie B: schwach- und mittelaktive Abfälle mit langer Halbwertszeit

• Bei radioaktiven Abfällen der Kategorie B handelt es sich um schwach- und mittelaktive Abfälle mit langer Halbwertszeit (über 30 Jahre). Es dauert also sehr lange, bis diese Abfälle keine ionisierende Strahlung mehr abgeben, die über dem natürlichen Strahlungsniveau liegt. Diese Abfallkategorie gibt keine Wärme ab.
• Abfälle der Kategorie B stammen hauptsächlich aus dem Rückbau von kerntechnischen Anlagen (79 %) sowie aus der Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennelementen aus Kernreaktoren und bestimmten Bestandteilen abgebrannter Brennelemente, die keine Wärme abstrahlen (20 %). Ein kleiner Teil (1%) kommt aus Krankenhäusern, Forschungslaboren und industriellen Anwendungen.

Kategorie C: hochaktive Abfälle mit kurzer und langer Halbwertszeit

• Radioaktive Abfälle der Kategorie C beinhalten alle Abfälle, die große Mengen ionisierender Strahlung abgeben. Es handelt sich um radioaktive Stoffe mit sowohl langer als auch kurzer Halbwertszeit.  Die große Aktivität hat zur Folge, dass diese Abfallkategorie Wärme abgibt.
• Hochaktive Abfälle sind Abfälle aus der Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennstäben aus Kernkraftwerken. Brennelemente, die als Brennstoff in Kernreaktoren verwendet wurden und als Abfall katalogisiert sind (weil sie nicht wiederaufgearbeitet werden), gehören ebenfalls zur Kategorie der hochaktiven Abfälle. 
• 99% dieser Abfälle stammen aus Kernkraftwerken und verwandten Industriezweigen.
• In der Zwischenzeit wurde beschlossen, dass die vorhandenen abgebrannten Brennelementen nicht mehr wiederaufgearbeitet (recycelt) werden, sondern vollständig als radioaktiver Abfall des Typs C katalogisiert werden sollen.

Abfälle von Kategorie C und B werden auch kurz als hochaktive oder langlebige Abfälle bezeichnet.

NERAS nimmt regelmäßig eine Bestandsaufnahme der vorhandenen und geplanten Mengen an hochaktiven und langlebigen Abfällen vor. In diesen Mengen sind alle hochaktiven und langlebigen Abfälle seit Beginn der Nutzung von nuklearen Anwendungen und Atomenergie in Belgien bis hin zur Stilllegung aller bestehenden kerntechnischen Anlagen enthalten. Die eventuelle Verlängerung der Laufzeit der Kernkraftwerke ist in diesen Schätzungen noch nicht enthalten. 

Im Februar 2023 schätzte NERAS die Gesamtmenge von Abfällen der Kategorie B und C auf etwa 12.300 m³, wovon etwa drei Viertel B-Abfälle und ein Viertel C-Abfälle waren. Anders als bei der Volumenschätzung für Abfall der Kategorie A werden hier nur die Verpackungen berücksichtigt, die den verarbeiteten Abfall enthalten, ohne die Endverpackung, in der die Verpackungen gelagert werden, mitzuzählen. 

12.300 m³ entsprechen der Fläche eines Fußballfeldes, auf der die Abfälle (ohne Container) ungefähr 7 Meter hoch gestapelt werden. Anders ausgedrückt geht es um drei bis vier Olympische Schwimmbäder. 

Radioaktive Abfälle der Kategorie A machen mehr als 80 % des Gesamtvolumens der radioaktiven Abfälle, aber weniger als 0,5 % der gesamten Radioaktivität aus. Die Abfälle der Kategorien B und C machen weniger als 20 % der Gesamtabfallmenge, aber etwa 2 % bzw. fast 98 % der gesamten Radioaktivität aus. 

Wichtige Punkte

• Bei dieser gesellschaftlichen Debatte geht es ausschließlich um Abfälle der Kategorien B und C, also hochaktiven und langlebigen Atommüll. Für die Endlagerung der Abfälle von Kategorie A wurde bereits die Oberflächenbergung auf dem Gebiet der Gemeinde Dessel in der Provinz Antwerpen beschlossen. 
  Es geht auch nicht um die radiumhaltigen Abfälle von Umicore in Olen, es sei denn, ein Teil dieser Abfälle muss wegen zu hoher Radioaktivität mit den hochaktiven und langlebigen Abfällen entsorgt werden.
• In diesen Abfallmengen ist die eventuelle Verlängerung der Laufzeit der gegenwärtigen Kernkraftwerke noch nicht enthalten.  Des Weiteren werden diese Mengen noch zunehmen, da ja noch weitere Behälter erforderlich sind. Art und Umfang dieser Verpackungen können jedoch erst dann konkret und richtig geschätzt werden, wenn die grundsätzliche Entscheidung über die endgültige Bestimmung dieser Abfälle deutlicher geworden ist. 

Sechs Schritte für die Entsorgung radioaktiver Abfälle, vom Ursprung bis zur Endbestimmung

Als öffentliche Einrichtung, die per Gesetz für die Entsorgung radioaktiver Abfälle und überschüssiger spaltbarer Materialien in Belgien zuständig ist, hat NERAS ein Verwaltungssystem für alle radioaktiven Abfälle in Belgien entwickelt. Neben langfristigen Lösungen umfasst dieses Management auch eine Reihe von kurz- und mittelfristigen Maßnahmen und technischen Schritten. Es geht bei dieser Verwaltung darum, die radioaktiven Rohabfälle in ein stabiles und festes Produkt umzuwandeln, so dass sie bis zu ihrer endgültigen Bestimmung sicher zwischengelagert werden können. 

Zuerst gilt es, Atommüll so weit wie möglich zu vermeiden. Entstandene Abfälle werden sortiert und katalogisiert, verarbeitet, im Volumen reduziert und in einem geeigneten Abfallbehälter untergebracht. Jetzt ist von konditioniertem Abfall die Rede. Je nach Intensität und Art der Strahlung werden die Abfälle dann in entsprechenden Lagergebäuden auf dem NERAS-Gelände in Dessel zwischengelagert. 

Die abgebrannten Brennelemente aus Kernkraftwerken werden an den Kernkraftwerkstandorten zwischengelagert (Doel und Tihange). Es ist beabsichtigt, auch die abgebrannten Brennelemente als radioaktiven Abfall zu katalogisieren.

Diese Gebäude für die Zwischenlagerung haben eine auf ungefähr hundert Jahre begrenzte Lebensdauer. Abfälle und abgebrannten Brennelemente warten hier auf ihre Endlagerung. 

Welche Risiken birgt radioaktiver Abfall?

Die mit radioaktiven Abfällen verbundenen Risiken ähneln denen anderer radioaktiver Stoffe. Radioaktive Abfälle müssen also sorgfältig entsorgt werden, um die Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu senken. Einige Kategorien radioaktiver Abfälle geben große Mengen energiereicher Strahlung ab und können sehr lange (bis zu einer Million Jahre) radioaktiv bleiben, bevor sie erlöschen und/oder ihre Radiotoxizität verlieren. 

Die Radioaktivität von Abfällen aus z.B. Kernkraftwerken wirkt sich in drei Bereichen aus:

• auf der radiotoxischen Ebene: Plutonium und andere sogenannte Transurane tragen wesentlich zur Radiotoxizität der Abfälle bei. Bei direktem Kontakt mit der Biosphäre können Radionuklide leicht von den Organismen aufgenommen werden. Dies kann bei einem Unfall während Handhabung oder Verbringung der Abfälle geschehen, aber auch beim Eintritt in das Endlagersystem nach Verschluss. 
• bezüglich radiologischem Risiko: Dies hängt hauptsächlich von einer begrenzten Anzahl von Spalt- und Aktivierungsprodukten mit langer Halbwertszeit ab, deren Mobilität innerhalb des Endlagersystems recht hoch sein kann (z. B. Selen-79, Jod-129, Technetium-99, Chlor-36, Kohlenstoff-14 ...).
• auf thermischer Ebene: Die zeitlich begrenzte Wärmeproduktion der Abfälle resultiert einerseits aus einer kleinen Anzahl von Spaltprodukten (hauptsächlich Cäsium-137 und Strontium-90 und deren Zerfallsprodukte) und andererseits aus dem vorhandenen Plutonium, Americium und Curium. 

Der Umgang mit radioaktivem Abfall erfolgt auf die gleiche Art und Weise wie mit anderen radioaktiven Stoffen. Besondere Maßnahmen müssen verhindern, dass Arbeitskräfte oder die Öffentlichkeit bei der Sortierung, Verarbeitung, Beförderung und Lagerung radioaktiver Abfälle einer hohen Strahlung oder Kontamination ausgesetzt sind. 

Die Grundsätze für die sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle, wie sie im Gemeinsamen Übereinkommen der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEO) und in der Richtlinie 2011/70/Euratom des Rates der Europäischen Union festgelegt wurden, geben hier die Richtung vor. 

Diese Grundsätze müssen sicherstellen, „dass in allen Phasen der Entsorgung [...] radioaktiver Abfälle ein wirksamer Schutz vor potenziellen Risiken besteht, um den Einzelnen, die Gesellschaft und die Umwelt jetzt und in Zukunft vor den schädlichen Auswirkungen ionisierender Strahlung zu schützen“. 

Auch die langfristige Entsorgung radioaktiver Abfälle kann Risiken für Mensch und Umwelt mit sich bringen. Auch diese müssen wir so gering wie möglich halten.

Ein Außenseiter: radiumhaltige Abfälle bei Umicore in Olen 

Von 1922 bis 1977 betrieb die ehemalige Union Minière (seit 2001 Umicore) eine Radium- und Uranfabrik in Olen. Diese Fabrik wurde später abgerissen. Betrieb und Rückbau verursachten jedoch eine Kontamination mit radioaktivem Radium am Umicore-Standort Olen und in der Umgebung. 

Dabei handelt es sich um drei zugelassene (Zwischen-)Lager (UMTRAP, Bankloop und LRA) und zwei mit Radium kontaminierte Lager: Deponie D1 und Deponie S1, auch bekannt als „Bruine Berg“. 

In der Zwischenzeit wurden die radioaktiven Schadstoffe genau kartiert und die Auswirkungen auf Mensch und Umwelt bewertet. Im Dialog mit Umicore und der Öffentlichen Abfallagentur Flanderns (OVAM) haben die FANK und NERAS ein umfassendes Konzept zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung entwickelt und 2020 in einem Visionsdokument vorgeschlagen. 

Für die langfristige Entsorgung der radiumhaltigen Abfälle erarbeitet NERAS einen speziellen nationale Ansatz, der auf ein besonderes, geeignetes Endlager hinarbeitet. Der Teil der radiumhaltigen Abfälle, der in diesem besonderen Endlager nicht untergebracht werden kann (da die Aktivität zu hoch ist), muss zusammen mit den hochaktiven und langlebigen Abfällen in der Tiefe entsorgt werden.

Quellen:

NERAS. Wat is radioactief afval

NERAS. Soorten Radioactief Afval

NERAS. Het afvalbeheer nu en op lange termijn

FÖD Wirtschaft, KMU, Mittelschicht und Energie. Allgemeine Informationen über den belgischen Kreislauf der Spaltprodukte. Teil 1.

International Atomic Energy Agency, Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management, INFCIRC/546, 24 December 1997

Richtlinie 2011/70/Euratom des Rates vom 19. Juli 2011 über einen Gemeinschaftsrahmen für die verantwortungsvolle und sichere Entsorgung abgebrannter Brennelemente und radioaktiver Abfälle. 

NIRAS. Radiumhoudend afval

Visiedocument FANC-Niras. Umicore Olen