Schädlichkeit der radioaktiven Abfälle

Radioaktive Abfälle zerfallen. Dadurch wird ihre Schädlichkeit ständig kleiner. Die Abfälle werden mithilfe von mehreren Sicherheitsbarrieren in einem Lager tief unter der Erdoberfläche eingeschlossen. Mensch und Umwelt werden dadurch vor der Strahlenbelastung geschützt.

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Die Zusammensetzung von radioaktiven Abfällen ist bekannt: Sie bestehen aus verschiedenen radioaktiven Atomen. Daher lässt sich berechnen, in welcher Zeit die Radioaktivität bei den unterschiedlichen Abfalltypen abnimmt. Durch den radioaktiven Zerfall der Abfälle verringert sich ihre Schädlichkeit. Nach einer gewissen Zeit erreichen die Stoffe natürliche Werte. Der Zerfall geht aber unterschiedlich schnell vonstatten.

Wie lange müssen die Abfälle eingeschlossen werden?

Schwach- und mittelaktive Abfälle haben nach rund 30 000 Jahren eine strahlungsbedingte «Giftigkeit» (Radiotoxizität) wie natürliches Granitgestein. Die Radioaktivität von verbrauchtem Uranbrennstoff erreicht nach rund 200 000 Jahren natürliche Werte.

Für diesen Zeitraum muss die Umwelt vor den radioaktiven Abfällen geschützt werden. Die Lagerung in geologisch stabilen Gesteinsformationen gewährleistet die Sicherheit über die notwendigen langen Zeiträume – dieser Fakt ist weltweit anerkannt. Deshalb gilt es, die Abfälle in einem sogenannten geologischen Tiefenlager einzulagern.

Eine zu hohe Strahlenbelastung vermeiden

Radioaktive Stoffe senden ionisierende Strahlung aus, die chemische Verbindungen aufbrechen kann. Die gesundheitliche Auswirkung ist grösser, wenn radioaktive Stoffe ins Körperinnere aufgenommen werden, als wenn ihre Strahlung von aussen auf den Körper einwirkt. Aufgenommene radioaktive Stoffe zerfallen im Körper und können dabei das umgebende Zellgewebe verändern und damit – bei einer zu starken Strahlenbelastung (d.h. Dosis der Strahlung) – Organe direkt schädigen. Dies kann zu Langzeitschäden wie Krebs führen.

Sicherer Einschluss durch Barrieren

In einem Tiefenlager werden die Abfälle von mehreren Sicherheitsbarrieren eingeschlossen. Dazu zählen:

die Behälter, in denen die Abfälle verpackt sind (Endlagerbehälter)
die Verfüllung des Lagerstollens (mit Bentonit)
die angrenzenden Gesteinsschichten

Diese Barrieren sorgen dafür, dass keine unzulässige Menge an radioaktiven Stoffen durch Wasser an die Erdoberfläche transportiert wird. Ein geologisches Tiefenlager wird deshalb in einer möglichst wasserdichten Gesteinsschicht gebaut. In der Schweiz dient der sogenannte Opalinuston als Wirtgestein. Der Opalinuston ist für Wasser weitestgehend undurchlässig, kann Risse von selbst wieder abdichten und ist in der Lage, radioaktive Stoffe zu binden. Deshalb ist dieses Tongestein die wichtigste geologische Barriere des Tiefenlagers.

Strenge Schutzziele in der Schweiz

Ein Tiefenlager muss den dauerhaften Schutz von Mensch und Umwelt gewährleisten, also Langzeitsicherheit bieten. Die Behörden haben dazu Schutzziele und -kriterien vorgegeben. Aus einem verschlossenen Tiefenlager darf keine unzulässige Strahlenbelastung für die Menschen resultieren. Die Sicherheitsanforderungen legen ein Schutzkriterium von 0,1 Millisievert pro Jahr fest. Dies entspricht weniger als einem Fünfzigstel der gesamten jährlichen Strahlenbelastung in der Schweiz.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Nagra konnten mit Sicherheitsanalysen transparent aufzeigen, dass diese Schutzziele dank der geplanten mehrfachen Sicherheitsbarrieren eingehalten werden. Die Barrieren halten langfristig praktisch alle radioaktiven Teilchen wirkungsvoll zurück. Sämtliche errechneten Dosiswerte lagen weit unter dem Schutzziel von 0,1 Millisievert pro Jahr – selbst unter sehr pessimistischen Annahmen.

Wie schnell zerfallen die Abfälle aus Kernkraftwerken?

Nach 200 000 Jahren ist die Radioaktivität von abgebrannten Brennelementen aus einem Kernkraftwerk noch so hoch, wie die des einst dazu abgebauten Urans.