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    Was spricht für und was spricht gegen die Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente ?

 

Pro:

1) Ressourcenschonung :

Plutonium entsteht bei der Nutzung von Uran als Kernbrennstoff quasi als Abfallprodukt mit (siehe MOX). Da es selbst spaltbar ist, ist es ein Gebot der Ressourcenschonung, diesen Stoff wieder einzusetzen und damit Uran als Kernbrennstoff zu sparen. (1 g Pu entspricht 1 bis 2 Tonnen Rohöl!)

Etwa ein Drittel des für thermische Reaktoren benötigten Urans wird eingespart, wenn MOX als Gemisch aus abgetrenntem Plutonium und abgereichertem Uran als Brennstoff eingesetzt wird. Damit erhöht sich die Reichweite des Natururans entsprechend – von heute geschätzten 5o Jahren auf etwa 8o Jahre.

Beim Brutreaktor (Brüter) ist das Plutonium als Startinventar unentbehrlich, wobei ein 300-MWe-Brüter etwa 5-6 Tonnen Pu braucht, während der derzeit in noch nicht aufgearbeiteten Brennelementen angesammelte Plutoniumvorrat bei 1200 t liegt.

 

2) Nichtverbreitung - Entzug aus Kernbrennstoffkreislauf:

Plutonium aus LWR ist nach gängiger Technik zwar allenfalls für Sprengsätze undefinierter Leistung brauchbar, hat aber dennoch ein hohes terroristisches Potential. Nur durch Spaltung – derzeit in laufenden LWR – kann es vernichtet werden, wobei je Zyklus etwa 40% der eingesetzten Menge gespalten, der Rest durch neuerliche Wiederaufarbeitung und Einsatz ebenfalls gespalten werden kann. In zukünftigen Brütern könnte man noch schneller abbauen.

Der Entzug von ständig gebildeten Plutonium aus dem Kernbrennstoffkreislauf und der Abbau der derzeitigen Plutoniumvorräte (speziell der großen Mengen an Waffenplutonium in Russland und der USA) in der friedliche Nutzung der Kernenergie ist sinnvoll und wichtig.

 

3) Sichere Endlagerung:

Langlebige Aktiniden (Np, Pu, Am) verlangen gesicherten Einschluss über Jahrtausende (lange Halbwertszeiten), während die Spaltprodukte (dominiert von Cs-137 und Sr-90) nach etwa 300 Jahre Einschluss weitgehend verschwunden sind. Damit kann man die Rückkehr der Radionuklide in den Biozyklus sicher ausschließen. Außerdem entfällt ein Großteil der Alphazerfallswärme, die die Ausbreitung der Radionuklide bei Behälterversagen fördern könnte (was auch Endlagervolumen spart).

Eine Abtrennung der langlebigen Aktiniden wird seit Anbeginn der Kernenergienutzung diskutiert und rückt mit der Idee der beschleunigergestützten Transmutation in eine neue Ära (siehe LINK Transmutation).

 

4) Wertstofftrennung :

In Industrie und Medizin werden radioaktive Stoffe in zunehmendem Umfang eingesetzt. Dabei bleibt ein großer Teil des Potentiales der radioaktiven Spaltprodukte bisher ungenutzt. Das kann sich ändern, wofür die Abtrenung durch Wiederaufarbeitung Voraussetzung ist. Bei dieser Trennung fallen außerdem nicht radioaktive Wertstoffe, wie Platinmetalle und Seltene Erdmetalle an, die als Katalysatoren für Automobil- und Industrieabgase zunehmende Verwendung finden.

 

5) Zugang zu kommenden Trennaufgaben :

Die Technik der Wiederaufarbeitung ist technisch und sicherheitstechnisch anspruchsvoll. Sie hat und wird künftig aber auch andere konventionelle Trennaufgaben in Industrie und Abfallwirtschaft positiv beeinflussen.

 

Contra :

1) Risiko im Umgang :

Radionuklidhantierung bedeutet auch immer Hantierungsrisiko. Das betrifft sowohl die Handelnden (Arbeiter), wie auch das Umfeld der Anlagen. Man kann dieses Risiko sehr klein halten, aber nicht grundsätzlich ausschließen. Freisetzungen von flüchtigen Radionukliden (z.B. Jod, Tritium) können mit ausgefeilten Filtersystemen auf tolerierbare Werte herabgesetzt, aber nicht grundsätzlich vermieden werden (siehe LINK WAA-Prozess mit Zahlen, was technisch machbar ist bei der Verbreitung der Radioaktivität durch Abluft und Abwasserabgaben aus Wiederaufarbeitungsanlagen).

 

2) Volumsvergößerung :

Das Abfallvolumen nach der Wiederaufarbeitung ist heutezutage kleiner, als das Volumen der unverpackten Brennelemente (siehe Abbildung). Das alte Akument der Gegner gilt daher nicht mehr! Das Volumen ist aber ohnehin nicht die das Endlager bestimmende Größe, sondern der integrale Zerfallswärmeeintrag. Dafür bietet sich die Trennung durch Wiederaufarbeitung als Vorteil an.

 

3) Erleichterung des militärisch-terroristischen Zuganges

Die Wiederaufarbeitungstechnik liefert Plutonium, das leichter hantiert werden kann, als ein durch die starke Strahlung von begleitenden Spaltprodukten schwer zu hantierendes Brennelement. Die Isotopenzusammensetzung des Plutoniums ist aber für wirksame Kernwaffen nicht geeignet! Für Waffenplutonium ist der Abbrand in modernen Kraftwerken viel zu hoch.

Der terroristische Zugang zu diesen Anlagen ist praktisch unmöglich, da diese Anlagen modernen Festungen gleichen und eine strenge Zugangsregelung für Personen gilt.

In den industriell betriebenen Anlagen kann der Verbleib des Plutoniums ausreichend sicher verfolgt werden, so daß Abzweigungen sicher entdeckt werden. Internationale Organisationen (Euratom, IAEA) sorgen für strenge Kontrollen. Hier wird über jedes Milligramm Plutonium Buch geführt. Somit erleichtert das in keinem Fall den Handel mit Plutonium.

Der technische Prozess stammt aus den 60iger Jahren und ist in jedem Lehrbuch beschrieben. Entsprechende Anlagen sind aber groß, teuer und bisher in ihren Anfängen in nuklearen Schwellenländern auch immer entdeckt worden. Es gibt außerdem riskantere, aber technisch viel einfachere und verbergbare Zugänge, die im Zweifel benutzt werden könnten, wenn es auf die rasche und verborgene Bereitstellung von Plutonium ankäme.

 

4) Nicht beherrschbare Technik

Militärische Wiederaufarbeitungsanlagen aus der Frühzeit sind in Einzelfällen ohne die notwendige Sorgfalt betrieben worden. Das hat zu großen Unfällen und Kontaminationen geführt. Die nationalen Regeln gegen die Radionuklidausbreitung sind erst vor einigen Jahren durch internationale Empfehlungen der IAEA in Wien auf einen hohen gemeinsamen Sicherheitsstandard gebracht worden.

Der laufende Betrieb der sehr großen Anlagen sind ohne nennenswerte Störfälle zeigt aber, dass die Technik insgesamt beherrschbar ist.

 

Abbildung: Entgegen manchen Behauptungen, ist das Abfallgebinde aus der Wiederaufarbeitung kleiner, als das Brennelement zuvor, da es nun mal zum Hauptteil aus Uran besteht, das als gereinigtes Uran wiederverwendet werden kann !