Bundesparteitag 2012.2/Antragsfabrik/Programmänderung 060

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Antragstitel Entsorgung langlebigen, hochradioaktiven Abfalls aus bestrahlten Brennelementen in Deutschland Antragsteller Neil Brainstrong Antragstyp Programmänderung Antragstext Auch nach Abschalten der deutschen Kernkraftwerke mit Leichtwasserreaktoren bleibt eine nicht zu umgehende Aufgabe die Entsorgung des derzeit schon bestehenden langlebigen, hochradioaktiven Abfalls aus bestrahlten Brennelementen. Dieser Aufgabe stellt sich die Piratenpartei Deutschland. Dieser Antrag enthält die drei prinzipiell möglichen Verfahren als Module und fordert den Bundesparteitag der Piratenpartei Deutschland auf, einen oder mehrere davon zu beschließen. Solch ein Beschluss legt die Piratenpartei nicht für alle Zeiten auf diese eine beschlossene Variante fest, sondern ist eine Favorisierung dieser Variante nach dem aktuellen Erkenntnisstand. Forschung und Entwicklung in Richtung der übrigen Varianten bleiben selbstverständlich unbenommen. Modularer Teil a) Klassische Endlagerung Die Piratenpartei Deutschland favorisiert die Endlagerung radioaktiven Abfalls in tiefen geologischen Schichten, wie sie in der aktuellen Gesetzgebung verankert ist. Sie ist der Auffassung, dass die sichere Lagerung der Abfälle über einen Zeitraum von über 300.000 Jahren je nach Standort prinzipiell möglich ist. Die Piratenpartei spricht sich für die Förderung von Forschung und Entwicklung aus, die die Sicherheit von Endlagerstätten über diesen Zeitraum gewährleisten. b) Klassische Wiederaufarbeitung Die Piratenpartei Deutschland favorisiert die klassische Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen zu neuen Brennelemente und sieht darin einen effizienten Weg zur Verringerung der radioaktiven Abfallmenge aus Brennelementen. Die Wiederaufarbeitung ist ein bekanntes und ausführlich erforschtes Verfahren. Die Piratenpartei Deutschland spricht sich für eine Anpassung des Atomgesetzes aus, sodass die Wiederaufarbeitung von radioaktiven Abfällen wieder stattfinden kann. Die Piratenpartei spricht sich für die Förderung von Forschung und Entwicklung aus, die die Wiederaufarbeitungsprozesse verbessern und ihre Auswirkungen auf die Umwelt minimieren. Die Piratenpartei spricht sich weiter für die Förderung von Forschung und Entwicklung zugunsten von Verfahren aus, die neben dem Recycling von Plutonium auch das der übrigen Transurane ermöglichen. c) Transmutation Die Piratenpartei Deutschland favorisiert die Umwandlung (Transmutation) langlebiger radioaktiver Nuklide in kurzlebigere. Dabei wird die radioaktive Lebensdauer des bereits angesammelten langlebigen, hochaktiven Abfalles so stark verringert, dass seine Radiotoxizität bereits nach etwa 300 Jahren die von Natururan unterschreitet. Außerdem werden bei der Transmutation große Mengen Energie gewonnen. Die Piratenpartei Deutschland spricht sich für eine Änderung des Atomgesetzes aus, um den Bau entsprechender Anlagen grundsätzlich zu ermöglichen. Die Piratenpartei Deutschland spricht sich für die Förderung von Forschung und Entwicklung von Verfahren und Materialien aus, die Bau und Betrieb von Transmutationsanlagen zugutekommen. Antragsbegründung Das Problem radioaktiven Abfalls – auch Atommüll genannt – besteht bereits. Auch wenn Deutschland die noch in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke nach und nach abschaltet, können wir die Augen nicht vor dieser Tatsache verschließen. Aktuell wird nur die Möglichkeit der Endlagerung betrachtet. Doch warum? Gibt es Alternativen? Die Piraten sollten sich dazu positionieren, ob sie ebenfalls für eine uneingeschränkte Endlagerung radioaktiver Abfälle stehen oder ob sie zumindest die wärmeentwickelnden, hochaktiven Abfälle reduzieren und recyclen wollen. Bei Letzteren handelt es sich um abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken. Der macht zwar vom Volumen her nur 10 Prozent des gesamten Atommülls aus, jedoch 98 Prozent seiner Radiotoxizität. Dieser Modulantrag stellt die drei prinzipiell bestehenden Möglichkeiten vor, mit abgebrannten Brennelementen umzugehen. Endlagerung: Entsorgung des gesamten radioaktiven Abfalls in tiefen geologischen Schichten Wiederaufarbeitung: Recycling eines Teils des langlebigen radioaktiven Abfalls und dadurch Reduzierung der Abfallmenge Transmutation: Zerstörung des gesamten langlebigen radioaktiven Abfalls unter Energiegewinnung Die Piratenpartei sollte sich diese drei Möglichkeiten näher anschauen und sich für diejenige aussprechen, die – zumindest nach derzeitigem Erkenntnisstand – ein Höchstmaß an Sicherheit und Nutzen bietet. a) Klassische Endlagerung Momentan wird in Deutschland die Endlagerung radioaktiver Abfälle angestrebt. Der Begriff Endlagerung beschreibt eine unbefristete und sichere Beseitung von radioaktiven Abfällen in tiefen geologischen Formationen, ohne dass eine spätere Rückholbarkeit beabsichtig ist [1]. Seit 2005 ist die Entsorgung bestrahlter Brennelemente durch direkte Endlagerung genehmigungsfähig. Dabei werden die vollständigen Brennelemente zwischengelagert. In dieser Zeit zerfallen die kurzlebigen Radionuklide, und die zerfallsbedingte Wärmeentwicklung wird reduziert[2]. Anschließend werden die Brennelemente in zweischalige Pollux-Behältern verpackt und in das Endlager eingebracht. Bislang existiert noch kein betriebsbereites Endlager für hochgradig wärmeentwickelnde Abfälle wie abgebrannte Brennelemente. Daher ist es wichtig, ergebnisoffen weiter nach einem solchen zu suchen. Literatur [1] Lexikon Kernenergie, Karlsruher Institut für Technologie, Stand Sept. 2012 http://www.kit.edu/mediathek/print_forschung/Lexikon_Kernenergie_201209.pdf [2] Kernenergie Basiswissen, 2007 http://www.kernenergie.de/kernenergie-wAssets/docs/service/018basiswissen2007.pdf b) Klassische Wiederaufarbeitung Die Wiederaufarbeitung wurde in Deutschland viele Jahre genutzt, um abgebrannte Brennelemente zumindest teilweise weiterverwenden zu können. Ihr Ziel ist nicht nur die Rückgewinnung von Radioisotopen und Kernbrennstoffen (inkl. Plutonium), sondern auch die Verringerung der radioaktiven Abfallmenge. Bei der Wiederaufarbeitung wird der Brennstoff mittels physikalisch-chemischer Trennverfahren gelöst und gereinigt. Nach weiterer Reinigung können Uranoxid (UO2) und Plutoniumoxid (PuO2) zu Mischoxid-Brennelementen (MOX-Brennelemente) weiterverarbeitet werden. Diese Brennelemente können wieder in herkömmlichen Kernkraftwerken eingesetzt werden. Bei der klassischen Wiederaufarbeitung fallen große Mengen Brennelementschrott, kontaminierte Lösemittel, Spaltprodukte und langlebige Transurane an. Es bleiben also mittel- und hochaktive Abfälle, die konditioniert und eingelagert werden müssen [1,2]. Im Jahr 2002 wurde die Gesetzeslage angepasst, sodass die Abgabe bestrahlter Brennelemente aus Kernkraftwerken an Wiederaufarbeitungsanlagen ab dem 1.7.2005 verboten waren. Die Entsorgung wurde auf die direkte Endlagerung beschränkt[3]. Dies bezieht sich auch auf Wiederaufarbeitungsanlagen außerhalb Deutschlands. In Deutschland selbst gibt es zur Zeit keine Wiederaufarbeitungsanlage, daher müsste für eine Umsetzung dieses Moduls neu gebaut werden, was im Atomgesetz (§ 7) ausgeschlossen ist [4]. Auch für eine Wiederaufarbeitung von Brennelementen im Ausland wäre eine Gesetzesänderung nötig. Falls dieses Modul vor den beiden anderen präferiert wird, sollte besonderer Wert auch auf die Entwicklung von Verfahren gelegt werden, die neben Plutonium auch die weiteren Transurane vom übrigen Abfall abtrennen. Transurane machen zwar vom Volumen her nicht viel aus, sie sind aber besonders langlebig und sorgen dafür, dass der gesamte Abfall über Jahrhunderttausende sicher gelagert werden muss. Ließen sich die Transurane separieren, würde dies die sehr lange Lagerdauer auf ein erheblich kleineres Volumen beschränken. Der übrige Abfalls wäre bereits nach einigen hundert Jahren abgeklungen. Literatur [1] Lexikon Kernenergie, Karlsruher Institut für Technologie, Stand Sept. 2012 http://www.kit.edu/mediathek/print_forschung/Lexikon_Kernenergie_201209.pdf [2] Kernenergie Basiswissen, 2007 http://www.kernenergie.de/kernenergie-wAssets/docs/service/018basiswissen2007.pdf S.68ff [3] Gesetz zur geordneten Beendigung der Kernenergienutzung zur gewerblichen Erzeugung von Elektrizität, 22.04.2002 http://www.bgbl.de/Xaver/start.xav?startbk=Bundesanzeiger_BGBl&bk=Bundesanzeiger_BGBl&start=//*%5B@attr _id=%27bgbl102s1351.pdf%27%5D [4] Atomgesetz http://www.gesetze-im-internet.de/atg/index.html#BJNR008140959BJNE001511310_id=%27bgbl102s1351.pdf%27%5D c) Transmutation Hierbei handelt es sich um ein kerntechnisches Verfahren, welches die radioaktive Lebensdauer von Reaktorabfällen sehr stark verringert. Grund dafür, dass verbrauchte Brennelemente viele Jahrhunderttausende lang gefährliche Strahlung aussenden, sind die sogenannten Transurane, die beim Betrieb herkömmlicher Kernkraftwerke in den Brennelementen entstehen. Bei der Transmutation werden diese Transurane durch Bestrahlung mit schnellen Neutronen zerstört. Die Strahlung des verbleibenden Materials klingt innerhalb weniger Jahrhunderte auf harmlose Werte ab. Als Quelle für schnelle Neutronen kommen in Frage: Schnelle Spaltungsreaktoren Beschleunigergetriebene subkritische Anordnungen (»Energy Amplifier« nach den Konzepten Carlo Rubbias) Zukünftig auch Fusionsreaktoren (u.a. Tokamak, Stellarator oder Polywellfusor) Besonders vielversprechend erscheint das Konzept des Integral Fast Reactors (IFR) [1], das von 1983 bis 1993 in den USA entwickelt wurde. Im Gegensatz zum Fusionsreaktor wurde diese Technologie fast komplett fertigentwickelt und praktisch erprobt, bis man 1993 aus politischen Gründen das Projekt einstellte. Die Transmutation im IFR beruht auf Uran-238, das im herkömmlichen Leichtwasserreaktor nur zu einem geringen Anteil nutzbar ist. Im IFR stellt es die primäre Energiequelle dar. Da es selbst nicht gut spaltbar ist, werden Transurane – Plutonium und noch schwerere Nuklide – als Katalysator genutzt. Je nach Reaktorgeometrie steigt (Brütermodus) oder sinkt (Brennermodus) die Menge der vorhandenen Transurane im Lauf der Zeit. Die Abscheidung der Spaltprodukte und das Recycling der Brennelemente erfolgt in einer direkt an den Reaktor angeschlossenen elektrochemische Anlage, dem sogenannten Pyroprozessor [2]. Der Pyroprozessor trennt die Transurane ab und schickt sie zurück in den Reaktor, bis sie, sofern die Maschine im Brennermodus arbeitet, komplett aufgebraucht sind. Als Abfallprodukt bleiben nur Spaltprodukte übrig, eingeschmolzen in hochinerte Sodalith- und Stahlblöcke. Diese Spaltprodukte sind nach wenigen Jahrhunderten schwächer radioaktiv als natürliches Uranerz. Es ist daher kein geologisches Endlager für Jahrhunderttausende oder gar Jahrmillionen mehr nötig. Es genügt ein sogenanntes säkulares Endlager für relativ kurze historische Zeitspannen, z. B. eine moderne Pyramide aus Granitblöcken. Reaktor und Pyroprozessor bilden eine integrierte Einheit. Transporte von Nuklearmaterial von und zu separaten Wiederaufarbeitungsanlagen sind daher überflüssig. Die verschiedenen Transurane bleiben zudem stets miteinander und mit einigen Seltenen Erden vermengt, so dass eine Nutzung als Kernwaffenmaterial ohne aufwendige physikalisch-chemische Weiterbearbeitung nicht möglich ist (Proliferationsschutz). Im IFR kommen anders als in anderen Reaktortypen – auch anders als in sonstigen Schnellen Brütern – Brennelemente aus Metall statt aus Metalloxid zum Einsatz. Die damit verbundenen physikalischen Eigenschaften schützen Reaktor, Anlage und Umwelt vor Schaden, falls es zu einem Ausfall der Kühlung kommen sollte. Das wurde bereits praktisch erprobt [14]. Alle Komponenten dieser Technologie wurden im Rahmen des amerikanischen IFR-Projektes im Experiment erfolgreich getestet und für praktisch umsetzbar befunden [3]. Zur Zeit prüft Großbritannien ein Angebot von GE Hitachi, solche Reaktoren zur Entsorgung des britischen Plutoniums zu bauen [4]. Auch Südkorea zeigt starkes Interesse an der Technik [5]. In Deutschland wäre eine Änderung des Atomgesetzes erforderlich, insofern mit den IFR auch kommerziell Elektrizität erzeugt werden soll. Prinzipiell kann jede Quelle schneller Neutronen zur Spaltung von Transuranen eingesetzt werden. Flüssigsalzreaktoren sind eine andere interessante Option [6], oder auch, wie oben erwähnt, beschleunigergetriebene Systeme [7] oder zukünftige Fusionsreaktoren [8]. Die IFR-Technik ist jedoch besonders weit entwickelt. Der IFR-Prototyp EBR-II erzeugte insgesamt 30 Jahre lang Elektrizität (1963 bis 1993) [9]. Der Grund, aus dem sie noch nicht weltweit eingesetzt wird, ist rein politischer Natur: Die Clinton-Regierung stoppte das Projekt aus Furcht, sonst Wählerstimmen zu verlieren, da die demokratische Partei in den Vereinigten Staaten ihre Stammwählerschaft unter anderem bei Kernkraftgegnern verortete. In Deutschland ist die IFR-Technik nicht sehr bekannt, da in den Medien kaum darüber berichtet wird [10]. Im englischsprachigen Raum dagegen wird intensiv darüber diskutiert. Viele Umweltschützer machen sich dafür stark [11, 12, 13], da auf diese Weise die langlebige Komponente der Reaktorabfälle eliminiert wird. Darüberhinaus kann sehr viel Energie klimaneutral und ohne weiteren Uranabbau erzeugt werden. Ein IFR erzeugt aus einer Tonne Atommüll rund 1 Gigawattjahr Elektrizität – die vorhandenen Vorräte an bestrahlten Brennelementen und abgereichertem Uran könnten den Weltstrombedarf 500 Jahre lang decken. Literatur [1] Science Council - the Integral Fast Reactor http://www.thesciencecouncil.com/energy-the-fast-reactors-promise.html [2] Idaho National Laboratory - Developments of Spent Nuclear Fuel Pyroprocessing Technology at Idaho National Laboratory http://www.inl.gov/technicalpublications/Documents/5411188.pdf [3] Newclear Power - Auszug aus dem Buch "Prescription for the Planet" von Tom Blees http://www.filegarden.com/tomblees/Misc/Chapter5.pdf [4] Mark Lynas: World's first nuclear waste burning PRISM reactor moves a step closer in the UK http://www.marklynas.org/2012/07/worlds-first-nuclear-waste-burning-prism-reactor-moves-a-step-closer-in-the-uk/ [5] Seong Won Park: Why South Korea needs pyroprocessing http://www.thebulletin.org/web-edition/op-eds/why-south-korea-needs-pyroprocessing [6] Forsberg et al. (2007): Thermal- and Fast-Spectrum Molten Salt Reactors for Actinide Burning and Fuel Production http://nuclear.inl.gov/deliverables/docs/msr_deliverable_doe-global_07_paper.pdf [7] Rubbia et al. (1997): A realistic Plutonium elimination scheme with Energy Amplifiers and Thorium-Plutonium Fuel http://www.springerlink.com/content/h7uu2n24x289xw52/ [8] UT scientists patent technology to cope with heat buildup in nuclear fusion http://www.statesman.com/news/local/ut-scientists-patent-technology-to-cope-with-heat-2456831.html [9] John Sackett: Operating and Test Experience for the Experimental Breeder Reactor II (EBR-II) http://www.thesciencecouncil.com/dr-john-sackett/171-operating-and-test-experience-for-the-experimental-breeder-reactor-ii-ebr-ii.html [10] Eine der wenigen Ausnahmen - Bericht in der FAZ: Klimaforscher Barry Brook: Deutschland muss Atomkraftwerke bauen http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/wirtschaftspolitik/energiepolitik/klimaforscher-barry-brook-deutschland-muss-atomkraftwerke-bauen-1611965.html [11] George Monbiot: Nuclear vs. Nuclear vs. Nuclear http://www.monbiot.com/2012/02/02/nuclear-vs-nuclear-vs-nuclear/ [12] Barry Brook: Brave New Climate http://www.bravenewclimate.com [13] Mark Lynas: A letter to David Cameron http://www.marklynas.org/2012/03/a-letter-to-david-cameron/ [14] U.S. Department of Energy: Passively safe reactors rely on nature to keep them cool http://www.eurekalert.org/features/doe/2002-02/dnl-psr060302.php Weitere Dokumentation: Buch: Tom Blees: "Prescription for the Planet" Tom Blees beschreibt die IFR-Technologie und entwickelt ein umfassendes Zukunftsszenario zur postfossilen Energieversorgung, die darauf - und einigen anderen Technologien - aufbaut. http://www.thesciencecouncil.com/pdfs/P4TP4U.pdf (Komplettes Buch zum freien Download) Progress in Nuclear Energy - IFR-Sonderausgabe (frei via Universitäts-Internetzugang) http://www.sciencedirect.com/science/journal/01491970/31/1 Eine detaillierte Darstellung der Physik, Technik und Historik des IFR-Projektes findet sich in dem Buch "Plentiful Energy" von Yoon Il Chang und Charles Till: http://bravenewclimate.com/2012/01/05/plentiful-energy-ifr-book/ LiquidFeedback https://lqfb.piratenpartei.de/lf/issue/show/2695.html Datum der letzten Änderung 02.10.2012

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1. --Spearmind 00:01, 3. Okt. 2012 (CEST) halte die Endlagerung unter der Erde für unverantwortlich, das kann nur eine Zwischenlösung sein (Rückholbarkeit) bis eine "Zersetzung" möglich wird, es ist verwegen Überlegungen über 300.000 Jahre anzustellen
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