Die Schweizerische Kernenergieverordnung unterscheidet drei Typen von radioaktiven Abfällen. Die beiden wichtigsten sind hochaktive Abfälle (HAA) sowie schwach- und mittelaktive Abfälle (SMA). Der dritte Typ sind alphatoxische Abfälle (ATA). Die Abfalltypen unterscheiden sich in ihren physikalischen Eigenschaften. Sie werden getrennt zwischengelagert und entsorgt.
Abfälle aus Kernkraftwerken
Hochaktive Abfälle stammen aus der Stromerzeugung in Kernkraftwerken. Sie liegen in Form abgebrannter Brennelemente und aus deren Recycling (Wiederaufarbeitung) vor.
Ein Kernkraftwerk produziert Strom aus Wärme. Diese Wärme entsteht bei der Spaltung von Atomkernen im Reaktor. Als Brennstoff dient Uran, das in den Brennelementen enthalten ist. Durch die Kernspaltung wird ein Teil des Urans umgewandelt und strahlt stärker als vorher. Es entstehen hochaktive Stoffe: Sogenannte Aktivierungsprodukte wie Plutonium, und Spaltprodukte. Diese bleiben in den Brennelementen eingeschlossen.
Nach drei bis fünf Jahren Einsatz im Reaktor müssen die Brennelemente ersetzt werden. Sie gelten dann als «abgebrannt». In den Brennelementen zerfallen aber weiterhin instabile Isotope. Dieser Zerfall führt dazu, dass die abgebrannten Brennelemente weiterhin Wärme produzieren: Erst nach mehreren Jahrzehnten Zwischenlagerung ist die Wärmeproduktion so weit abgeklungen, dass die Brennelemente in einem geologischen Tiefenlager entsorgt werden können.
SMA aus Kernkraftwerken
Dabei handelt es sich um Betriebsabfälle wie kontaminierte Schutzanzüge, Putzmaterial, Werkzeuge, Maschinenteile, konzentrierte Abwässer, Ionentauscherharze und Filter aus Reinigungssystemen. Diese werden an Ort und Stelle oder im Zwischenlager Zwilag in Würenlingen für die Entsorgung im Tiefenlager vorbereitet und dann zwischengelagert.
Radioaktive Abfälle fallen auch beim Rückbau von Kernkraftwerken an. Radioaktive Anlagenteile müssen gereinigt, sprich dekontaminiert oder entsorgt werden.
Abfälle aus Medizin, Industrie und Forschung
Rohabfälle aus Medizin, Industrie und Forschung werden am Paul Scherrer Institut in Villigen oder im Zwilag in eine Form gebracht, in der sie sicher transportiert, zwischen- und tiefengelagert werden können. Bis sie in ein Tiefenlager kommen, werden diese schwach- und mittelaktiven Abfälle im bundeseigenen Zwischenlager (Bundeszwischenlager BZL, siehe Bild) in Würenlingen zwischengelagert. Für die Entsorgung der Abfälle aus Medizin, Industrie und Forschung ist der Bund in Zusammenarbeit mit der Nagra zuständig.
Spezialfall: Alphatoxische Abfälle
Dies sind schwach- und mittelaktive Abfälle mit einem hohen Gehalt an Stoffen, die beim radioaktiven Zerfall Alphastrahlung aussenden. Ihre Menge ist gering. In der Regel haben sie aber eine lange Halbwertszeit, das heisst sie zerfallen sehr langsam. Auch die alphatoxischen Abfälle werden in einem geologischen Tiefenlager entsorgt.
Wann es kein geologisches Tiefenlager braucht
Nicht alle radioaktiven Abfälle müssen in einem Tiefenlager entsorgt werden. Einige zerfallen sehr rasch und werden dadurch schnell unschädlich.
Beim Rückbau eines Kernkraftwerks fällt auch radioaktives Material an, das nach 30 Jahren Lagerung (sogenannte Abklinglagerung, Strahlenschutzverordnung) nicht mehr schädlich ist. Die radioaktiven Stoffe sind dann weitestgehend zerfallen. Beispiele sind aktivierte Metalle aus der direkten Umgebung des Reaktors oder sehr schwachaktiver Bauschutt.
In Medizin, Industrie und Forschung werden radioaktive Substanzen eingesetzt, die rasch zerfallen. Solche Stoffe mit einer Halbwertszeit von unter 100 Tagen werden am Einsatzort so lange zwischengelagert, bis die Strahlung unter einen bestimmten Wert gefallen ist. Danach werden sie konventionell entsorgt.
Hochaktive Abfälle aus der Wiederaufarbeitung
Bis 2005 haben Frankreich und England rund 1200 Tonnen abgebrannte Brennelemente für die Schweiz rezykliert. Diese Wiederaufarbeitung ermöglichte es, Uran und Plutonium für die weitere Energieerzeugung zurückzugewinnen. Der nicht rezyklierbare Anteil des Brennstoffs wird als hochaktiver Abfall entsorgt.
Die Wiederaufarbeitung ist in der Schweiz verboten. Zunächst verhinderte ein Moratorium die Ausfuhr von abgebrannten Brennelementen. Dies kam faktisch schon einem Verbot gleich, da die Schweiz über keine Wiederaufarbeitungsanlagen verfügt. Mit dem revidierten Kernenergiegesetz, das am 1. Januar 2018 in Kraft trat, wurde die Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente endgültig verboten. Alle bei der Wiederaufarbeitung entstandenen radioaktiven Abfälle wurden zudem in die Schweiz zurückgeführt.