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Die Standortuntersuchungen und der spätere Bau und Betrieb von geologischen Tiefenlagern werden vom Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) beaufsichtigt und kontrolliert. Nach neuer Gesetzgebung wurde die Hauptabteilung für die Sicherheit der Kernanlagen (HSK) auf den 1. Januar 2009 aus dem Bundesamt für Energie (BFE) ausgegliedert und zu einer öffentlich-rechtlichen Anstalt des Bundes unter dem Namen Eidgenössisches Nuklear-Sicherheitsinspektorat (ENSI) (Bundesgesetz ENSIG vom 22. Juni 2007).
Der Bundesrat und die Bewilligungsbehörden verfügen über folgende zusätzliche Expertengremien und Kommissionen: Arbeitsgruppe des Bundes für die nukleare Entsorgung (AGNEB), Kommission für die nukleare Entsorgung (KNE) und Kommission für nukleare Sicherheit (KNS). Sie beraten den Bundesrat und die Behörden in Sicherheitsfragen.
Wichtige Berichte und Konzepte werden im Auftrag der Behörden zusätzlich von ausländischen Experten begutachtet, welche von internationalen Organisationen berufen werden.
Die Arbeiten der Nagra beruhen auf einem langfristigen Entsorgungsprogramm der Abfallverursacher. Dieses wurde periodisch aktualisiert. Das am 1. Februar 2005 in Kraft getretene neue Kernenergiegesetz verlangt, dass das Entsorgungsprogramm von den Bundesbehörden geprüft und vom Bundesrat genehmigt werden muss. Die vom Bundesrat erlassene Verordnung zum Kernenergiegesetz definiert, was ein Entsorgungsprogramm zu enthalten hat:
– Herkunft, Art und Menge der radioaktiven Abfälle;
– Benötigte geologische Tiefenlager einschliesslich ihres Auslegungskonzepts;
– Zuteilung der Abfälle zu den geologischen Tiefenlagern;
– Realisierungsplan;
– Dauer und benötigte Kapazität der zentralen und der dezentralen Zwischenlagerung;
– Finanzplan;
– Informationskonzept.
Im Herbst 2008 hat die Nagra das geforderte Entsorgungsprogramm den Bundesbehörden eingereicht.
Das Bundesgesetz über die Raumplanung legt in Artikel 13 fest: «Der Bund erarbeitet Grundlagen, um seine raumwirksamen Aufgaben erfüllen zu können. Er erstellt die nötigen Konzepte und Sachpläne und stimmt sie aufeinander ab.» Die Kernenergieverordnung zum neuen Kernenergiegesetz verlangt, dass Ziele und Vorgaben für die geologische Tiefenlagerung in einem Sachplan des Bundes festgelegt werden.
Der Sachplan geologische Tiefenlager hat zum Ziel, mittels eines transparenten Verfahrens Standorte für geologische Tiefenlager in der Schweiz festzulegen. Er legt die Verfahrensschritte und Kriterien für das Auswahlverfahren fest und regelt die regionale Mitwirkung der Bevölkerung. Für die Auswahl hat die Sicherheit erste Priorität, daneben spielen aber auch wirtschaftlich/gesellschaftliche und raumplanerische Aspekte eine wichtige Rolle.
Der Konzeptteil des Sachplans wurde durch den Bundesrat am 2. April 2008 genehmigt. Damit hat das Auswahlverfahren begonnen, das in drei Etappen in rund zehn Jahren zur Bezeichnung von Standorten führen wird.
Das Gesetz verlangt, dass die Verursacher radioaktiver Abfälle einen Entsorgungsnachweis erbringen müssen. Damit müssen sie nachweisen, dass es in der Schweiz mögliche Lagerstandorte gibt, dass ein Lager gebaut und betrieben werden kann und dass die behördlich festgelegten Anforderungen an die Langzeitsicherheit erfüllt werden. Der Entsorgungsnachweis ist eine Voraussetzung für die Betriebsbewilligung der Kernkraftwerke.
Für die verbrauchten Brennelemente (BE), verglasten hochaktiven Abfälle (HAA) und langlebigen mittelaktiven Abfälle (LMA) hat die Nagra den Entsorgungsnachweis am Beispiel des Opalinustons im Zürcher Weinland geführt und die entsprechenden Berichte im Jahr 2002 eingereicht. Im Juni 2006 kam der Bundesrat zum Gesamturteil, dass der gesetzlich geforderte Entsorgungsnachweis für diese Abfälle erbracht ist. Damit ist kein Standortentscheid getroffen, sondern die grundsätzliche Machbarkeit eines geologischen Tiefenlagers in der Schweiz nachgewiesen worden, wie dies das Kernenergiegesetz verlangt. Er dient dem Bundesrat als Grundlage, das weitere Vorgehen im Hinblick auf die Entsorgung dieser Abfälle festzulegen.
Der gesetzlich geforderte Entsorgungsnachweis für schwach- und mittelaktive Abfälle wurde bereits im Jahr 1988 durch den Bundesrat als erbracht anerkannt.
Das Kernenergiegesetz verlangt, dass radioaktive Abfälle in geologischen Tiefenlagern entsorgt werden. Ein Tiefenlager ist eine Anlage in einigen hundert Metern Tiefe in einem geeigneten Gestein. Sie besteht je nach Art der Abfälle aus Lagerstollen oder Lagerkavernen, einem Pilotlager für die Überwachung eines repräsentativen Teils der Abfälle, einem Felslabor, Infrastrukturanlagen und Zugangstunnel oder Zugangsschächten. Ein System von gestaffelten Sicherheitsbarrieren schliesst die Abfälle ein. Dazu gehört zum Beispiel eine geeignete Verpackung und die Verfüllung der Lagerstollen. Während Bau und Betrieb sind zusätzlich Bauten an der Erdoberfläche nötig. Dort werden die Abfälle angeliefert und für die Einlagerung vorbereitet.
Die Lager und Zugänge müssen nach Betriebsende versiegelt und verfüllt werden können. Dann muss der dauernde Schutz von Mensch und Umwelt durch die gestaffelten Sicherheitsbarrieren sichergestellt werden. Der Verschluss kann schrittweise erfolgen, unterbrochen durch Beobachtungsphasen.
Oberste Priorität bei der Entsorgung der radioaktiven Abfälle hat die Sicherheit, das heisst der langfristige Schutz von Mensch und Umwelt. Dazu ist der Einschluss der radioaktiven Stoffe so lange sicherzustellen, bis die Radioaktivität durch Zerfall genügend abgeklungen ist.
Weltweit ist anerkannt, dass für hochaktive und langlebige mittelaktive Abfälle die Lagerung in geologisch stabilen Gesteinen die Sicherheit über die notwendigen langen Zeiträume gewährleistet. Dieser Grundsatz ist im Kernenergiegesetz verankert und gilt in der Schweiz auch für die schwach- und mittelaktiven Abfälle. Bei den Lagern handelt es sich um Anlagen im geologischen Untergrund (typischerweise in einigen hundert Metern Tiefe). Das Wirtgestein muss langfristig stabil, vor Erosion geschützt und genügend ausgedehnt sein, um die radioaktiven Abfälle aufnehmen zu können. Um die Abfälle langfristig sicher einzuschliessen, muss das Gestein wasserundurchlässig sein.
Der Sicherheit untergeordnete Kriterien sind Aspekte der Raumnutzung, Ökologie, Wirtschaft und Politik, welche in Zusammenarbeit mit den betroffenen Regionen im Rahmen des Sachplans geologische Tiefenlager bearbeitet werden.
In einem Tiefenlager werden die Abfälle durch eine undurchlässige Gesteinsschicht und eine Abfolge von technischen und baulichen Massnahmen (sogenannte technische Sicherheitsbarrieren) gestaffelt eingeschlossen.
Bei einem Lager für hochaktive Abfälle zum Beispiel werden die radioaktiven Stoffe mit flüssigem Glas vermischt, die erstarrte Glasmasse in dickwandige Endlagerbehälter aus Stahl verpackt und die Behälter in Stollen eingelagert, die mit Bentonit (natürliches Tonmaterial) gefüllt werden. Diese technischen Barrieren haben die Aufgabe, die radioaktiven Stoffe so lange zurückzuhalten, bis der grösste Teil zerfallen ist. Dazu kommt als geologische Barriere das Wirtgestein, das ebenfalls radioaktive Stoffe zurückhält. Das Wirtgestein schützt zudem die technischen Barrieren vor Umwelteinflüssen (z. B. Erosion) und Wasserzutritt.
Für schwach- und mittelaktive Abfälle sind in einigen Ländern schon länger geologische Tiefenlager in Betrieb (z. B. in Schweden oder Finnland). In anderen Ländern werden schwachaktive Abfälle aber auch in oberflächennahen Endlagern deponiert (z. B. in den USA, in Spanien, Frankreich, Japan oder England).
Für hochaktive Abfälle gibt es weltweit noch keine geologischen Tiefenlager. Diese Abfälle müssen zuerst für einige Jahrzehnte abkühlen, bevor man sie in geologischen Schichten einlagern kann. In Finnland sind die Arbeiten für ein Tiefenlager mit der Erstellung eines Felslabors bereits im Gange, in einigen Jahren wird man mit dem Bau des eigentlichen Lagers beginnen. In anderen Ländern sind die Planungen teilweise weit fortgeschritten (z. B. in Schweden und Frankreich). In den Vereinigten Staaten ist ein geologisches Tiefenlager für militärische, langlebige mittelaktive Abfälle in Betrieb (sog. Transuran-Abfälle).
Die Standortwahl für ein geologisches Tiefenlager wird mit dem Sachplan geologische Tiefenlager gemäss Kernenergieverordnung und Raumplanungsgesetz erfolgen. Das vom Bund geführte Verfahren hat zum Ziel, in einem breit abgestützten Vorgehen Standorte für geologische Tiefenlager zu definieren. Dabei hat die Sicherheit oberste Priorität, daneben spielen aber auch sozioökonomische und raumplanerische Aspekte eine wichtige Rolle.
Gesucht werden sichere Standorte, die alle Schutzziele erfüllen und unter raumplanerischen Aspekten vernünftig realisierbar sind. Der Sachplan ermöglicht eine umfassende Koordination aller raumwirksamen Auswirkungen geologischer Tiefenlager und gewährleistet einen frühzeitigen Einbezug der Kantone, Gemeinden und Behörden des benachbarten Auslandes sowie der Bevölkerung und interessierter Organisationen.
Wichtigster Aspekt eines geologischen Tiefenlagers ist die Sicherheit von Mensch und Umwelt. Sie steht bei allen Überlegungen im Vordergrund. Wirtschaftliche und gesellschaftliche Aspekte sind aber ebenfalls gewichtige Faktoren für eine potenzielle Standortregion. Man möchte über alle möglichen Auswirkungen vor, während und nach dem Betrieb eines Tiefenlagers informiert sein. Wirtschaftliche und gesellschaftliche Aspekte werden in der 2. Etappe des Sachplanverfahrens untersucht.
Das Bundesamt für Energie und die «Arbeitsgruppe Opalinus» (bestehend aus Vertretern der Zürcher Weinländer Gemeinden Benken, Marthalen und Trüllikon) haben Studien über solche wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen in Auftrag gegeben. Die im September 2005 abgeschlossene Studie für die Arbeitsgruppe Opalinus ergab, dass einerseits ein klarer wirtschaftlicher Nutzen für die Standortregion resultieren würde (Bauwirtschaft, Handel, Gastgewerbe, Arbeitsplätze, Gebühren, Kompensationen), andererseits aber das Image der Standortregion bezüglich des Absatzes landwirtschaftlicher Produkte leiden könnte. Systematische Befragungen an Standorten von Zwischenlagern und Tiefenlagern im In- und Ausland bestätigen diese befürchteten Image-Auswirkungen aber nicht.
Wird während des Einlagerungsbetriebs oder der anschliessenden Beobachtungsphase vor dem Verschluss des Lagers beschlossen, die Abfälle zurückzuholen, ist dies mit geringem Aufwand möglich. Bei einem späteren Zeitpunkt wird der Aufwand grösser, weil die Zugangstunnels zu den Lagerstollen wieder geöffnet werden müssen. Die Rückholung ist aber auch dann noch möglich.
Eine Rückholung wird insbesondere bei verbrauchten Brennelementen später vielleicht einmal gewünscht, da sie noch zur Energieerzeugung nutzbares Uran und Plutonium enthalten.
Die heute hochaktiven Abfälle müssen zirka 200 000 Jahre vom menschlichen Lebensraum ferngehalten und dazu sicher eingeschlossen werden. Danach ist die Radioaktivität durch Zerfall genügend abgeklungen.
Wie die Weltgeschichte zeigt, kann man sich nicht darauf verlassen, dass die Gesellschaft über längere Zeiten stabil bleibt. Bereits die letzten hundert Jahre europäischer Geschichte zeigen dies eindrücklich. Auf der anderen Seite lehrt die Erdgeschichte, dass – im Gegensatz zur Gesellschaft – Gesteinsschichten über sehr viele Jahrmillionen stabil sein können und ihre Eigenschaften nicht ändern. Im Untergrund steht die Zeit sozusagen still, unabhängig davon, was an der Erdoberfläche passiert. Sind die Gesteinsschichten zudem wasserundurchlässig, können sie Stoffe über erdgeschichtliche Zeiträume einschliessen, die weit ausserhalb unserer menschlichen Erfahrungen liegen. Die benötigte Einschlusszeit von hochaktiven Abfällen von zirka 200 000 Jahren ist im Vergleich zu diesen geologischen Zeiten kurz.
Lager an der Erdoberfläche, deren Sicherheit von Unterhalt und Wartung abhängt, sind nur Zwischenlager. Das Kernenergiegesetz schreibt für die langfristige Entsorgung die geologische Tiefenlagerung vor. Ziel ist, den langfristig sicheren Einschluss der Abfälle und damit die Sicherheit auch ohne menschliches Zutun zu gewährleisten. International besteht Konsens, dass ein verschlossenes Tiefenlager optimale langfristige Sicherheit bietet.
Der nötige Einschluss über zirka 200 000 Jahre kann durch die Lagerung des radioaktiven Abfalls in mehreren hundert Metern Tiefe in einem sehr gering durchlässigen Wirtgestein – zum Beispiel dem Opalinuston – sichergestellt werden. Der Opalinuston ist etwa 180 Millionen Jahre alt. Er entstand aus Tonteilchen, die sich am Meeresgrund ablagerten. Schalen von damals im Meer lebenden Ammoniten wurden im Ton eingebettet und sind seit der Entstehung des Gesteins bis heute eingeschlossen und als Fossil erhalten geblieben. Die nötige Einschlusszeit der radioaktiven Abfälle beträgt im Vergleich dazu nur 1/1000 des Alters des Opalinustons. Der Opalinuston ist sehr gering durchlässig und das Porenwasser bewegt sich praktisch nicht. Das Wasser in den feinen Poren enthält noch immer Meerwasser, das viele Millionen Jahre alt ist.
Ein Tiefenlager muss so erstellt werden, dass die Langzeitsicherheit für die Menschen an der Erdoberfläche gewährleistet ist, auch wenn seine Existenz einmal vergessen würde.
Es stellt sich aber trotzdem die Frage, welche Massnahmen vor unbewusstem Eindringen in ein Tiefenlager schützen können. Eine Tiefe von mehreren hundert Metern verhindert ein solches Eindringen. Ein solches Lager wäre nur mit grossem Aufwand und mit hochentwickelter Bohr- oder Stollenbautechnik erreichbar. Wenn unsere Nachkommen in ferner Zukunft technisch fähig sein sollten, beispielsweise bis mehrere hundert Meter tief zu bohren, dürften sie auch fähig sein, die angetroffene Radioaktivität festzustellen und entsprechende Schutzmassnahmen zu ergreifen. Dies umso mehr, als radioaktive Strahlung äusserst einfach nachgewiesen werden kann.
Trotzdem werden Massnahmen ergriffen, um einen solchen Fall unwahrscheinlich zu machen. Die wichtigste Massnahme besteht darin, bei der Standortwahl Gebiete mit möglichen Rohstoffvorkommen (z. B. Kohle, Erze, Erdwärme) im Untergrund möglichst zu meiden. Daneben ist nach dem Verschluss eine langfristige Archivierung der Daten zum Tiefenlager durch den Bund vorgesehen. Solange dieses Archiv erhalten bleibt, ist das Wissen noch vorhanden. Zusätzlich soll ein Tiefenlager dauerhaft markiert werden. Entsprechende Konzepte werden in internationalen Gremien seit längerem diskutiert.
Erdbeben sind Zeugen aktueller Bewegungen der Erdkruste. Die Analyse von Erdbeben erlaubt Aussagen über aktive Störungszonen in den Gesteinsschichten des Untergrundes, deren räumliche Lage und Bewegungssinn. Seit 20 Jahren erfasst das Stationsnetz des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) und der Nagra in der Nordschweiz selbst sehr schwache Erdbeben, die von Mensch und Tier nicht wahrgenommen werden können.
Kenntnisse der Erdbebensituation einer Region sind für die Beurteilung der Langzeitsicherheit eines geologischen Tiefenlagers von Bedeutung. Durch die Auswertung der Erdbeben können aktive Störungszonen lokalisiert werden. Aktiven Störungszonen wird bei der Platzierung eines geologischen Tiefenlagers ausgewichen.
Weltweite Untersuchungen an Schächten, Stollen und Kavernen in Erdbebengebieten zeigen, dass Schäden an Untertagebauten selten sind und mit zunehmender Tiefe rasch abnehmen (keine schädlichen Oberflächeneffekte). Geologische Tiefenlager in einer Tiefe von mehreren hundert Metern, platziert abseits von Störungszonen, werden deshalb auch durch starke Beben nicht gefährdet werden.
Nach vier- bis fünfjährigem Einsatz im Reaktor eines Kernkraftwerks ist der nukleare Brennstoff erschöpft, das heisst, der Anteil spaltbarer Urankerne ist zu gering. Verbrauchter Kernbrennstoff ist eine Mischung aus zirka 4 Prozent hochaktiven Spaltprodukten, 95 Prozent Uran (davon noch knapp 1 Prozent spaltbares Uran-235) und 1 Prozent Plutonium.
Die Spaltprodukte sind Abfall. Das Uran und das Plutonium hingegen können für die Herstellung neuer Brennelemente verwendet werden. Dazu wird in einer Wiederaufarbeitungsanlage der Abfall aus dem verbrauchten Brennstoff chemisch abgetrennt. Anschliessend wird der verbleibende Brennstoff wieder mit spaltbaren Uranatomen angereichert.
Rund 1000 Tonnen, das heisst etwa ein Drittel bis ein Viertel der insgesamt aus den bestehenden Kernkraftwerken der Schweiz zu erwartenden verbrauchten Brennelemente, wurden bisher zur Wiederaufarbeitung ins Ausland transportiert. Es wird heute kein verbrauchter Kernbrennstoff mehr ins Ausland gebracht, weil das im Februar 2005 in Kraft getretene Kernenergiegesetz die Ausfuhr von verbrauchten Brennelementen zur Wiederaufarbeitung bis ins Jahr 2016 verbietet.
Nach Entnahme aus dem Reaktor werden die verbrauchten Brennelemente fünf bis zehn Jahre zur weiteren Kühlung in Lagerbassins bei den Kernkraftwerken gelagert. Dann werden sie in Transport- und Zwischenlagerbehälter verpackt und ins zentrale Zwischenlager ZWILAG in Würenlingen gebracht. In früheren Jahren wurden sie zur Wiederaufarbeitung ins Ausland transportiert. Die dabei abgetrennten Abfälle befinden sich zum Teil noch im Ausland und werden von der Schweiz zurückgenommen.
Schwach- und mittelaktive Abfälle aus Kernkraftwerken werden an Ort und Stelle oder im ZWILAG in Würenlingen endlagergerecht verarbeitet, in geeignete Behälter verpackt und in den Zwischenlagern der Kernkraftwerke oder im ZWILAG eingelagert. Rohabfälle aus Medizin, Industrie und Forschung werden am Paul Scherrer Institut oder bei der ZWILAG AG in eine endlagerfähige Form gebracht und dann im bundeseigenen Zwischenlager in Würenlingen (BZL) zwischengelagert.
Die Nagra führt das zentrale Inventar aller Abfälle. Es gibt genügend Zwischenlagerkapazität für sämtliche Abfälle aus Betrieb und Stilllegung der fünf Schweizer Kernkraftwerke bis geologische Tiefenlager gebaut sind. Bis Ende 2007 betrug das Volumen der verpackten (konditionierten) radioaktiven Abfälle 5760 Kubikmeter, inklusive bei der Zwilag AG gelagerter hochaktiver verglaster Abfall aus der Wiederaufarbeitung. Dazu kommen die verbrauchten Brennelemente, die in den Kernkraftwerken und in speziellen Lagerbehältern im ZWILAG zwischengelagert sind. Im ZWILAG wurden bis Ende 2007 acht Behälter mit hochaktiven Abfällen aus der Wiederaufarbeitung und 22 Behälter mit verbrauchten Brennelementen eingelagert. Ein Behälter ist etwa 6 Meter hoch und hat einen Durchmesser von etwa 2,5 Meter.
Für eine Betriebsdauer aller Schweizer Kernkraftwerke von 50 Jahren rechnen die Betreiber mit rund 3600 Tonnen verbrauchtem Brennstoff. In Tiefenlagerbehälter verpackt würde dieser Brennstoff – unter Berücksichtigung der teilweisen Wiederaufarbeitung – 7325 Kubikmeter beanspruchen. Dies entspricht etwa dem Volumen von sieben Einfamilienhäusern.
Für eine 50-jährige Betriebsdauer der fünf heutigen Kernkraftwerke rechnet die Nagra mit insgesamt rund 60 000 Kubikmeter schwach- und mittelaktiven Abfällen (inkl. Tiefenlagercontainer). Rund die Hälfte davon sind Abfälle, die beim Rückbau von Kernkraftwerken anfallen. Aus dem Bereich Medizin, Industrie und Forschung entstehen zusätzlich rund 33 000 Kubikmeter schwach- und mittelaktiver Abfälle.
Die zu entsorgende Gesamtmenge an radioaktiven Abfällen beläuft sich auf rund 100 000 Kubikmeter (inkl. Lagerbehälter). Dies entspricht etwa dem Volumen der Zürcher Bahnhofshalle.
In der Schweiz fallen jährlich inklusive Verpackung etwa 5000 Tonnen radioaktiver Abfälle an. Die erst später anfallenden Stilllegungsabfälle der Kernkraftwerke sind bereits eingerechnet. Die Abfälle müssen für die Dauer ihrer Schädlichkeit von unserem Lebensraum isoliert werden. Durch den radioaktiven Zerfall nimmt die Schädlichkeit mit der Zeit ab.
Zum Vergleich entstehen pro Jahr über 1 100 000 Tonnen Sonderabfälle. Dazu gehören zum Beispiel Säuren/Laugen, Lösungsmittel, Öle, Flugaschen/Filterstäube, Bleiakkumulatoren, Strassensammlerschlämme und mit Mineralölprodukten oder anderen Substanzen verunreinigtes Erdreich (Altlasten). Ein grosser Teil der Sonderabfälle kann gewichtsmässig reduziert (z. B. verbrannt) oder entgiftet werden (z. B. Neutralisation von Säuren). Etwas mehr als ein Viertel (also rund 250 000 Tonnen) muss für immer von der Umwelt ausgeschlossen werden. Dies geschieht in etwa 50 Oberflächendeponien in der Schweiz und in Untertagedeponien im Ausland (stillgelegte Salzbergwerke).
Die Finanzierung der Entsorgung der radioaktiven Abfälle und verbrauchten Brennelemente aus den Kernkraftwerken ist im Kernenergiegesetz geregelt. Die Erzeuger von radioaktiven Abfällen sind gemäss dem Verursacherprinzip verpflichtet, diese auf eigene Kosten sicher zu beseitigen. Die bereits heute anfallenden Entsorgungskosten (z. B. für Wiederaufarbeitung, Untersuchungen der Nagra, Bau von Zwischenlagern) werden laufend bezahlt. Die Stilllegungskosten sowie die nach Ausserbetriebnahme der Kernkraftwerke anfallenden Kosten für die Entsorgung müssen bis zum Zeitpunkt der Ausserbetriebnahme erwirtschaftet werden. Der Nuklearstrom wird deshalb heute mit rund einem Rappen pro Kilowattstunde belastet. Damit werden zwei behördlich kontrollierte Fonds geäufnet. Es werden also keine Steuergelder verwendet.
Die Fonds befinden sich auf Plankurs, das angesammelte Vermögen betrug Ende 2006 rund 4,3 Milliarden Franken. Detaillierte aktuelle Angaben zu den beiden Fonds finden sich auf den Websites www.entsorgungsfonds.ch und www.stilllegungsfonds.ch.
Während des Betriebs der Kernkraftwerke werden die anfallenden Entsorgungskosten von den Kernkraftwerkbetreibern laufend bezahlt, bis zum Jahr 2025 rechnet man mit rund 5,6 Milliarden Franken. Kostenstudien zeigen, dass die später darüber hinaus zu erwartenden Stilllegungs- und Entsorgungskosten von rund 8,2 Milliarden Franken durch die beiden Fonds gedeckt sein werden.
Für die Entsorgung der radioaktiven Abfälle aus Medizin, Industrie und Forschung ist der Bund verantwortlich. Er betreibt für diese Abfälle das Bundeszwischenlager in Würenlingen. Der Bund beteiligt sich zudem an den Kosten der Nagra mit knapp 3 Prozent.
Radioaktivität entsteht bei der spontanen Umwandlung eines Atomkerns, wobei kleine Bruchstücke abgetrennt werden. Es gibt zwei Haupt-Kernumwandlungsarten, den Alpha- und den Betazerfall. Dabei entsteht Alpha-, Beta- und Gammastrahlung. Nach der Umwandlung ist ein Kern stabil (nicht mehr radioaktiv) oder er zerfällt in weiteren Schritten, bis er eine stabile Form erreicht.
Natürliche radioaktive Stoffe sind überall vorhanden. Neue natürliche und künstliche radioaktive Stoffe entstehen auf der Erde durch hochenergetische Strahlung aus dem Weltraum, in Teilchenbeschleunigern und Kernreaktoren. Für jedes chemische Element gibt es verschiedene Atomsorten (Isotope), die sich nur durch die Anzahl der Neutronen (neutrale Kernteilchen) unterscheiden. Die meisten Isotope sind radioaktiv. Zum Beispiel hat das Element Cäsium 37 radioaktive Atomsorten und nur 1 stabiles Isotop. Die Dauer, bis die Hälfte der Kerne eines radioaktiven Isotops zerfallen ist, wird als Halbwertszeit bezeichnet. Diese ist von Isotop zu Isotop verschieden. Sie kann Bruchteile von Sekunden bis Milliarden von Jahren betragen.
Vor der Strahlung radioaktiver Stoffe kann man sich schützen durch Begrenzung der Zeit, der man ihr ausgesetzt ist, durch Erhöhung des Abstandes von der Strahlenquelle und durch geeignete Abschirmungen. Eine zuverlässige Überwachung ist möglich, weil man radioaktive Strahlung einfach messen kann.
Radioaktive Stoffe dürfen nicht in unzulässigen Mengen via Nahrung oder Atemluft in den Körper gelangen, weil dort die Wirkung der Strahlung sehr viel grösser ist, als wenn sie von aussen auf den Körper trifft. Die Aufnahme lässt sich aber nie vollständig verhindern, da auch in Atemluft, Trinkwasser und gewissen Nahrungsmitteln natürlich vorhandene radioaktive Stoffe enthalten sind.
Von einem geologischen Tiefenlager kann keine Strahlung bis an die Erdoberfläche durchdringen, da sie bereits durch wenige Meter Gestein vollständig absorbiert wird.
Der eigentliche Zweck eines geologischen Tiefenlagers ist der wirksame Einschluss der radioaktiven Stoffe, damit diese nicht freigesetzt werden und den menschlichen Lebensraum nicht verunreinigen. Die technischen Sicherheitsbarrieren verhindern oder verzögern die Freisetzung beziehungsweise den Transport von radioaktiven Stoffen in das angrenzende Gestein. Bereits der verschweisste Tiefenlagerbehälter aus dickwandigem Stahl, wie er für hochaktive Abfälle vorgesehen ist, gewährt in einem tonigen Material für mindestens 10 000 Jahre einen sicheren Einschluss.
Ein Tiefenlager muss den dauerhaften Schutz von Mensch und Umwelt gewährleisten. Die Behörden haben dazu Schutzziele vorgegeben. Zu keiner Zeit darf aus einem verschlossenen Tiefenlager eine unzulässige Strahlenbelastung entstehen (mehr als eine Dosis von 0,1 Millisievert pro Jahr). Die Nagra konnte mit Sicherheitsanalysen zeigen, dass diese Schutzziele dank der geplanten Sicherheitsbarrieren eingehalten werden können. Alle errechneten Dosiswerte lagen um Grössenordnungen unter dem Schutzziel von 0,1 Millisievert pro Jahr.
Die natürliche Strahlenbelastung, der wir alle ständig ausgesetzt sind, schwankt regional, beträgt aber durchschnittlich rund 3 Millisievert pro Jahr. Durch medizinische Anwendungen erhält eine Person in der Schweiz pro Jahr im Mittel eine zusätzliche Dosis von 1 Millisievert. Der Beitrag durch medizinische Anwendungen schwankt aber stark: Bei Untersuchungen mit Röntgenstrahlung oder durch Einsatz von Radionukliden können effektive Dosen von einigen Millisievert bis 30 Millisievert auftreten. In der Krebsbehandlung wird zur Abtötung kranker Zellen kurzzeitig mit hohen Dosen bestrahlt (Röntgenstrahlung).
Radioaktive Abfälle enthalten ein Gemisch verschiedener radioaktiver Atomsorten (Isotope). Da ihre Zusammensetzung bekannt ist, lässt sich die zeitliche Abnahme der Radioaktivität (Aktivität) für die verschiedenen Abfallsorten berechnen. Für jede Abfallsorte gilt: Durch den radioaktiven Zerfall verringert sich ihre Schädlichkeit und die Abfälle erreichen nach einer gewissen Zeit eine Aktivität, die mit natürlichen Stoffen vergleichbar ist. Der dafür benötigte Zeitraum ist für die verschiedenen Abfallsorten aber sehr verschieden.
Generell lässt sich sagen: Schwach- und mittelaktive Abfälle haben nach rund 30 000 Jahren eine strahlungsbedingte Giftigkeit (Radiotoxizität) wie Granitgestein. Die Radioaktivität von verbrauchtem Uranbrennstoff erreicht in rund 200 000 Jahren die Radiotoxizität des einst dazu abgebauten Urans, wie es in der Natur vorkommt.
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 Kernprozesse 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. 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 trotzdem nötig sein.
Aus geologischer Sicht gibt es in der Schweiz verschiedene Wirtgesteine und Gebiete, welche zusammen mit den technischen Barrieren den Bau eines sicheren geologischen Tiefenlagers erlauben. Sie unterscheiden sich aber in der geologischen Komplexität, in der Qualität der geologischen Barriere und dem Risiko, dass sich im Verlauf der weiteren Untersuchungen unerwartete Schwierigkeiten ergeben.
In den nächsten Jahren sollen nach einem vom Bund im Sachplan geologische Tiefenlager geregelten Verfahren Standorte für die geologischen Tiefenlager festgelegt werden. Zu Beginn hatte die Nagra die Aufgabe, aufgrund von sicherheitstechnischen Kriterien dem Bundesamt für Energie (BFE) mögliche Standortgebiete zu nennen. Ausgehend vom Gebiet der ganzen Schweiz hat sie die Untersuchungen aus geologischen Gründen auf das schweizerische Mittelland und die Nordschweiz fokussiert und dort verschiedene Gesteine und Gebiete in die Evaluation einbezogen. Das Vorgehen stützte sich unter anderem auf die folgenden sicherheitsgerichteten Gesichtspunkte: Geologisch-tektonische Langzeitstabilität, geeignetes Wirtgestein und geeignete Tiefenlage, Mächtigkeit und Ausdehnung des Wirtgesteins. Im Herbst 2008 hat die Nagra drei Standortgebiete mit dem Lagergestein Opalinuston vorgeschlagen. In den darauffolgenden Jahren haben die Sicherheitsbehörden des Bundes diese Standortgebietsvorschläge geprüft und ihnen zugestimmt. Im November 2011 hat der Bundesrat die Standortgebiete ebenfalls bestätigt und entschieden, sie definitiv in das Sachplanverfahren aufzunehmen.
Im weiteren Verfahren konkretisiert die Nagra die Lagerprojekte, untersucht und vergleicht die möglichen Standorte. Bevölkerung und Behörden in den Standortregionen können im Verfahren mitwirken. Sicherheitsbehörden, Bund und Kantone beaufsichtigen und begleiten die Arbeiten. Am Ende entscheiden Bundesrat, Parlament und in letzter Instanz das Schweizer Stimmvolk, ob der ausgewählte Standort bewilligt wird (fakultatives Referendum). Der Entscheid fällt voraussichtlich um das Jahr 2020.
Die Nagra konnte für dieses Sachplanverfahren auf umfangreiche, in den letzten Jahrzehnten durchgeführte Untersuchungen zurückgreifen. Im Hinblick auf den gesetzlich geforderten Entsorgungsnachweis für hochaktive Abfälle hatte sie in einem langjährigen Auswahlverfahren – ausgehend vom ganzen Gebiet der Schweiz – ein breites Spektrum von geologischen Optionen untersucht. Das schrittweise Einengungsverfahren wurde von den Bundesbehörden begleitet. Ende 2002 konnte die Nagra basierend auf zusätzlichen Untersuchungen im Zürcher Weinland den Behörden die Berichte zum Entsorgungsnachweis einreichen. Der Entsorgungsnachweis wurde im Jahr 2006 vom Bundesrat als erbracht beurteilt. Damit war noch kein Standortentscheid getroffen, sondern die grundsätzliche Machbarkeit eines geologischen Tiefenlagers in der Schweiz nachgewiesen worden.
An der Erdoberfläche stehen verschiedene Betriebsgebäude, die eine Fläche bis 200 mal 400 Meter beanspruchen. Diese Gebäude gleichen einer Industrie- oder Gewerbeanlage und können gut der Landschaft angepasst werden. Die Betriebsgebäude sind mit dem unterirdischen Lager durch einen Zugangsstollen verbunden. Zusätzlich verfügt das Lager über einen vertikalen Schacht. Die dazugehörigen Gebäude an der Erdoberfläche benötigen eine Fläche von zirka 100 mal 200 Meter.
Das Tiefenlager wird im Untergrund Lagerstollen für hochaktive Abfälle, Lagertunnel für langlebige mittelaktive Abfälle, Infrastrukturanlagen, ein Felslabor sowie ein Pilotlager umfassen, wo an einem kleinen Teil der eingelagerten hochaktiven Abfälle das Verhalten des Tiefenlagers überwacht und kontrolliert wird. Für die Lagerstollen wird eine Fläche von zirka 2 mal 1 Kilometer benötigt. Um sie sicher anlegen zu können, muss das Wirtgestein eine seitliche Ausdehnung von mindestens sechs Quadratkilometer aufweisen, bei einer nutzbaren Breite von mindestens eineinhalb Kilometer.
Im Lager für hochaktive Abfälle werden auch verbrauchte Brennelemente und langlebige mittelaktive Abfälle entsorgt.
Die Bundesbehörden haben im Jahr 2008 im Rahmen des Sachplans geologische Tiefenlager ein neues Auswahlverfahren (Kriterien und Vorgehensschritte) festgelegt. In drei Etappen soll ein Standort ausgewählt werden. Zu Beginn der ersten Etappe, im Herbst 2008, hat die Nagra sechs Standortgebiete mit vier verschiedenen Lagergesteinen vorgeschlagen. Die Sicherheitsbehörden des Bundes haben diese Standortgebietsvorschläge in den darauffolgenden Jahren geprüft und ihnen zugestimmt. Im November 2011 hat der Bundesrat die Standortgebiete ebenfalls bestätigt und entschieden, sie definitiv in das Sachplanverfahren aufzunehmen.
Im weiteren Verfahren konkretisiert die Nagra die Lagerprojekte, untersucht und vergleicht die möglichen Standorte. Bevölkerung und Behörden in den Standortregionen können im Verfahren mitwirken. Sicherheitsbehörden, Bund und Kantone beaufsichtigen und begleiten die Arbeiten. Am Ende entscheiden Bundesrat, Parlament und in letzter Instanz das Schweizer Stimmvolk, ob der ausgewählte Standort bewilligt wird (fakultatives Referendum). Der Entscheid fällt voraussichtlich um das Jahr 2020.
An der Erdoberfläche stehen verschiedene Betriebsgebäude, die eine Fläche bis 150 mal 350 Meter beanspruchen. Diese Gebäude gleichen einer Industrie- oder Gewerbeanlage und können gut der Landschaft angepasst werden. Die Betriebsgebäude sind mit dem unterirdischen Lager durch einen Zugangsstollen verbunden. Zusätzlich verfügt das Lager über einen vertikalen Schacht. Die dazugehörigen Gebäude an der Erdoberfläche benötigen eine Fläche von zirka 100 mal 100 Meter.
Das Tiefenlager wird im Untergrund Lagerkavernen für schwach- und mittelaktive Abfälle, Infrastrukturanlagen, ein Felslabor sowie ein Pilotlager umfassen, wo an einem kleinen Teil der eingelagerten Abfälle das Verhalten des Tiefenlagers überwacht und kontrolliert wird. Um die Lagerkavernen sicher anlegen zu können, muss das Wirtgestein eine seitliche Ausdehnung von mindestens drei Quadratkilometer aufweisen, bei einer nutzbaren Breite von mindestens einem Kilometer.