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Transmutation bedeutet die Umwandlung von Radionukliden durch Bestrahlung in andere Radionuklide. Eingeleitet wird die Transmutation durch den Beschuss des umzuwandelnden Materials mit Neutronen oder Protonen, was verschiedene kernphysikalische Prozesse auslöst und zu neuen Atomkernen führt.
Transmutation wird immer wieder als Möglichkeit genannt, langlebige Radionuklide in kurzlebigere umzuwandeln. Sie ist theoretisch möglich, jedoch nach heutigem Stand der Technik in der Praxis noch nicht umsetzbar. Die entsprechenden Prozesse werden gegenwärtig erforscht. Ziel wäre es, in Zukunft langlebige radioaktive Abfälle in kurzlebigere umzuwandeln. Auch bei einem Einsatz der Transmutationstechnik werden geologische Tiefenlager für die dabei entstehenden kurzlebigeren Abfälle und die nicht transmutierbaren schwach- und mittelaktiven Abfälle nötig sein.