Wenn es um radioaktive Endlager geht, sind international drei Wirtsgesteine im Gespräch: in Skandinavien Granit, in Deutschland - und neuerdings auch in den USA - könnte es Salz werden, und in Belgien oder der Schweiz ist es Ton. Darauf setzt auch Frankreich, das deshalb am potentiellen Endlagerstandort im lothringischen Bure ein Felslabor betreibt. Dort erfassen Messgeräte unter anderem was passieren würde, wenn nach ein paar tausend Jahren die Metallcontainer um den Atommüll undicht werden und die geologische Barriere die Schutzfunktionen übernehmen soll. Bis dahin soll der Tonstein die Kammern mit den Behältern samt strahlenden Abfalls fest umschlossen haben. Wie schnell wandern dann die verschiedenen radioaktiven Substanzen durch den Fels?
"Tonminerale können Radionuklide wie Thorium, Uran oder Plutonium abfangen. Sie lagern sich an sie an: Für diese Elemente bilden Tone also eine extrem gute Barriere und verhindern, dass sie aus dem Endlager entkommen."
Scott Altmann von der Andra, der französischen Agentur für die Entsorgung und Behandlung radioaktiver Abfälle. Die Messungen sind aufwendig und schwierig. Radionuklide wie Uran oder Plutonium werden von den Tonmineralen festgehalten - ganz immobil sind sie aber nicht: Sie kriechen sehr, sehr langsam an der Oberfläche der Tonminerale entlang:
"Wenn man unsere Laborergebnisse hochrechnet, legen Radionuklide wie Uran in einer Million Jahre vier oder fünf Meter im Tonstein zurück. Sie bleiben also im Endlager eingeschlossen. Anders ist das jedoch beispielsweise beim radioaktiven Chlor-36: Das schafft in rund 80.000 Jahren immerhin eine Strecke von 60 Metern."
Radionuklide wie das sehr langlebige, radioaktive Chlor oder Jod-129, aber auch radioaktive Eisenisotope bereiten den Forschern Kopfzerbrechen. Weil sie sich nicht fest an die Tonminerale binden, bewegen sie sich durch die winzigen, flüssigkeitsgefüllten Gesteinsporen - und können in einem Endlager Probleme bereiten.
"Diese Radionuklide sind im Grunde stabil, und wir sehen in unseren Modellen, dass sie durch die ganze Formation wandern und das Endlager verlassen. Dann gelangen sie in die sich langsam bewegenden Grundwasserströme, wo sie verdünnt werden. So kommen sie sogar in die Biosphäre - je nach Szenario innerhalb von 200.000 bis 400.000 Jahren. Wir haben dann weiter untersucht, wie die Radionuklide von den Pflanzen aufgenommen werden, von den Tieren und - falls es sie in ein paar hunderttausend Jahren noch gibt - von den Menschen."
Die Frage ist, ob dann die jetzt festgelegten Grenzwerte überschritten werden. Die sehen vor, dass die zusätzliche Belastung weit unterhalb der Werte der natürlichen Radioaktivität bleibt, erläutert Scott Altmann:
"In unseren Szenarien überschreiten die Dosen für die Menschen die Grenzwerte niemals, und diese Grenzwerte sind sehr, sehr niedrig, um Gesundheitsgefahren auszuschließen. Das gilt selbst für unsere pessimistischsten Szenarios."
Die Radionuklide werden das Endlager nicht mit einem Schwall verlassen, sondern tröpfchenweise, so Scott Altmann:
"Das Wirtsgestein ist trotz allem sehr dicht, sodass nur kleine Mengen an Radionukliden wirklich in die Biosphäre gelangen. Außerdem werden diese radioaktiven Substanzen durch das Grundwasser, das sie in die Biosphäre trägt, weiter verdünnt. Das Wirtsgestein Ton hält wirklich sehr dicht."
Was die Zuverlässigkeit seiner Modellrechnungen angeht, ist Scott Altmann optimistisch. Forschungsteams aus verschiedenen Ländern hätten sich die Prozesse angeschaut:
"Wir führen die Messungen sowohl im normalen Labor durch, als auch direkt im Gestein, im Felslabor, aber die Resultate, die wir erzielen, sind immer vergleichbar. Deshalb nehmen wir an, dass wir die Wanderung der Radionuklide in Richtung Biosphäre gut modellieren können."
Das Fazit: Im Prinzip scheint Tonstein eine gute Wahl für ein Atommüllendlager zu sein. In Bure sieht es derzeit danach aus, als könnte die französische Regierung schon 2015 darüber entscheiden, ob dort das Endlager errichtet wird.
"Tonminerale können Radionuklide wie Thorium, Uran oder Plutonium abfangen. Sie lagern sich an sie an: Für diese Elemente bilden Tone also eine extrem gute Barriere und verhindern, dass sie aus dem Endlager entkommen."
Scott Altmann von der Andra, der französischen Agentur für die Entsorgung und Behandlung radioaktiver Abfälle. Die Messungen sind aufwendig und schwierig. Radionuklide wie Uran oder Plutonium werden von den Tonmineralen festgehalten - ganz immobil sind sie aber nicht: Sie kriechen sehr, sehr langsam an der Oberfläche der Tonminerale entlang:
"Wenn man unsere Laborergebnisse hochrechnet, legen Radionuklide wie Uran in einer Million Jahre vier oder fünf Meter im Tonstein zurück. Sie bleiben also im Endlager eingeschlossen. Anders ist das jedoch beispielsweise beim radioaktiven Chlor-36: Das schafft in rund 80.000 Jahren immerhin eine Strecke von 60 Metern."
Radionuklide wie das sehr langlebige, radioaktive Chlor oder Jod-129, aber auch radioaktive Eisenisotope bereiten den Forschern Kopfzerbrechen. Weil sie sich nicht fest an die Tonminerale binden, bewegen sie sich durch die winzigen, flüssigkeitsgefüllten Gesteinsporen - und können in einem Endlager Probleme bereiten.
"Diese Radionuklide sind im Grunde stabil, und wir sehen in unseren Modellen, dass sie durch die ganze Formation wandern und das Endlager verlassen. Dann gelangen sie in die sich langsam bewegenden Grundwasserströme, wo sie verdünnt werden. So kommen sie sogar in die Biosphäre - je nach Szenario innerhalb von 200.000 bis 400.000 Jahren. Wir haben dann weiter untersucht, wie die Radionuklide von den Pflanzen aufgenommen werden, von den Tieren und - falls es sie in ein paar hunderttausend Jahren noch gibt - von den Menschen."
Die Frage ist, ob dann die jetzt festgelegten Grenzwerte überschritten werden. Die sehen vor, dass die zusätzliche Belastung weit unterhalb der Werte der natürlichen Radioaktivität bleibt, erläutert Scott Altmann:
"In unseren Szenarien überschreiten die Dosen für die Menschen die Grenzwerte niemals, und diese Grenzwerte sind sehr, sehr niedrig, um Gesundheitsgefahren auszuschließen. Das gilt selbst für unsere pessimistischsten Szenarios."
Die Radionuklide werden das Endlager nicht mit einem Schwall verlassen, sondern tröpfchenweise, so Scott Altmann:
"Das Wirtsgestein ist trotz allem sehr dicht, sodass nur kleine Mengen an Radionukliden wirklich in die Biosphäre gelangen. Außerdem werden diese radioaktiven Substanzen durch das Grundwasser, das sie in die Biosphäre trägt, weiter verdünnt. Das Wirtsgestein Ton hält wirklich sehr dicht."
Was die Zuverlässigkeit seiner Modellrechnungen angeht, ist Scott Altmann optimistisch. Forschungsteams aus verschiedenen Ländern hätten sich die Prozesse angeschaut:
"Wir führen die Messungen sowohl im normalen Labor durch, als auch direkt im Gestein, im Felslabor, aber die Resultate, die wir erzielen, sind immer vergleichbar. Deshalb nehmen wir an, dass wir die Wanderung der Radionuklide in Richtung Biosphäre gut modellieren können."
Das Fazit: Im Prinzip scheint Tonstein eine gute Wahl für ein Atommüllendlager zu sein. In Bure sieht es derzeit danach aus, als könnte die französische Regierung schon 2015 darüber entscheiden, ob dort das Endlager errichtet wird.