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Kernkraftwerke
Die Kernenergie respektive die Kernkraftwerke sind die grössten Verursacher radioaktiver Abfälle.
Die Spalt- und Aktivierungsprodukte aus verbrauchtem Kernbrennstoff sind hochaktive Abfälle. Die Betriebsabfälle sowie die Stilllegungsabfälle, die beim Abbruch eines Kernkraftwerkes anfallen, müssen zudem als schwach- und mittelaktiver Abfall entsorgt werden.
Als Brennstoffkreislauf (Brennstoffkette) werden in der Kerntechnik alle Arbeitsschritte und Prozesse von der Erzgewinnung bis zur Entsorgung bezeichnet.
Zur Herstellung von neuen Brennelementen muss nach der Gewinnung von Uranerz Uran-235 angereichert werden. Verbrauchter Kernbrennstoff wird entweder wiederaufgearbeitet, das heisst die noch nutzbaren Anteile bleiben somit im Kreislauf, oder er wird direkt der Zwischenlagerung und späteren Tiefenlagerung zugeführt.
Abfälle aus der Wiederaufarbeitung
Bei der Wiederaufarbeitung von Brennelementen werden in einer Abfolge von Verfahren verschiedene Bestandteile des verbrauchten Brennstoffs abgetrennt. Verbrauchter Kernbrennstoff ist eine Mischung aus zirka 4 Prozent hochaktiver Spaltprodukte, 95 Prozent Uran (davon noch knapp 1 Prozent spaltbares Uran-235) und 1 Prozent Plutonium. Das Uran und das Plutonium können für die Herstellung neuer Brennelemente verwendet werden. Die Spaltprodukte sind hochaktiver Abfall. Sie werden im Ausland in eine schwer lösliche Glasmatrix eingeschmolzen und dadurch transport- und lagerungsfähig gemacht. Die abgetrennten Abfälle müssen von der Schweiz wieder zurückgenommen werden.
Bis ins Jahr 2005 wurden rund 1200 Tonnen verbrauchte Brennelemente zur Wiederaufarbeitung nach Frankreich und England gebracht. Zurzeit besteht ein Auslieferungsmoratorium bis 2016, d. h. es werden keine Brennelemente mehr ins Ausland transportiert.
Schwach- und mittelaktive Betriebsabfälle aus Kernkraftwerken
In den Kernkraftwerken entstehen neben hochaktiven Abfällen auch schwach- und mittelaktive Abfälle. Es handelt sich dabei zum Beispiel um kontaminierte Schutzanzüge, Putzmaterial, Werkzeuge, Maschinenteile, konzentrierte Abwässer, Ionentauscherharze, Filter aus Reinigungssystemen und aktivierte Reaktorkomponenten.
Betriebsabfälle werden für die Lagerung vorbereitet, Kernkraftwerk Mühleberg. Bild: KKM
Schwach- und mittelaktive Abfälle aus der Stilllegung von Kernkraftwerken
Beim Betrieb eines Reaktors können Anlagenteile radioaktiv werden (Aktivierung) oder mit radioaktiven Stoffen verunreinigt werden (Kontaminierung). So werden zum Beispiel der Reaktordruckbehälter mit seinen Einbauten und der biologische Schild (Schutzwand aus Beton) durch die Neutronenstrahlung während des Betriebs des Reaktors aktiviert und müssen nach der Stilllegung des Kernkraftwerks als schwach- und mittelaktiver Abfall entsorgt werden. Mit radioaktiven Stoffen verunreinigte Anlagenteile müssen gereinigt (dekontaminiert) oder entsorgt werden.
Kernkraftwerk Niederaichbach in Bayern, Deutschland während des Abbruchs. Der Reaktor ist bereits entfernt. Auch umgebende Anlagenteile müssen je nach Aktivierung als radioaktives Material entsorgt werden. Bild Forschungszentrum Karlsruhe.