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Die radioaktiven Abfälle werden an verschiedenen Orten zwischengelagert. Für schwach- und mittelaktive Abfälle und hochaktive Abfälle existiert seit 1992 ein Zwischenlager in Rokkasho, in das seit 1999 auch verbrauchte Brennelemente eingelagert werden. Verbrauchte Brennelemente werden ausserdem an den Reaktorstandorten zwischengelagert. In Mutsu befindet sich gegenwärtig ein Zwischenlager für verbrauchte Brennelemente mit grösserer Kapazität in Bau. Verschiedene Forschungsorganisationen betreiben eigene Zwischenlager für schwach- und mittelaktive Abfälle, beim Forschungszentrum der JAEA (Japan Atomic Energy Agency) in Tokai werden auch hochaktive Abfälle zwischengelagert.
In Rokkasho-mura gibt es seit 1992 ein oberirdisches Lager für schwach- und mittelaktive Abfälle. Die Planung eines unterirdischen (rund 100 Meter tiefen) Lagers für Stilllegungsabfälle ist im Gang. Weiter hat die Regierung 2008 die JAEA beauftragt, ein oberirdisches Lager für Abfälle aus Medizin und Forschung zu planen und zu realisieren.
Für hochaktive Abfälle plant die NUMO (Nuclear Waste Management Organization of Japan) ein geologisches Lager. Die Standortwahl sollte bis 2025 erfolgen.
Im ehemaligen Eisen- und Kupferbergwerk Kamaishi und im Uranbergwerk Tono waren von 1988 bis 1998 respektive von 1986 bis 2003 Felslabors in Granit in Betrieb. In Horonobe (Sedimente) und Mizunami (Kristallin) werden neue Felslabors gebaut.
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