Radioaktive Abfälle - Mengenübersicht

28.07.2016
Rubriken: Atommüll

Vorbemerkung zu Mengeneinheiten

Eine Bestandsaufnahme radioaktiver Abfälle ist mitunter schwierig, da in verschiedenen Dokumenten nicht mit den selben Mengenbezeichnungen gearbeitet wird. Hier die verschiedenen Maßeinheiten:

Tonnen Schwermetall: Speziell für abgebrannte Brennelemente wird die Maßeinheit „Tonnen Schwermetall (t SM)“ benutzt. Das Metall der Hüllrohre, Abstandhalter, etc. wird dabei nicht mitgerechnet. 1 t SM sind also 1000 kg abgebrannte Brennelemente.

Glaskokillen: Die bei der Wiederaufarbeitung entstehenden hochradioaktiven Abfalllösungen werden ebenso wie die mittelradioaktiven Abfälle vorbehandelt und verglast und in zylinderförmige Kokillen verfüllt. Diese Kokillen haben einen Durchmesser von 43 cm, sind zwischen 1,34 und 1,50 m hoch und enthalten zwischen 150 und 180 Litern radioaktives Glas. Solche hoch- und teilweise mittelradioaktiven Wiederaufarbeitungsabfälle werden in Stückzahl Glaskokillen angegeben.

Schwach- und mittelradioaktive Abfälle - Tonnen, Stückzahl oder Kubikmeter: Die schwach- und mittelradioaktiven Abfälle werden meist in Kubikmeter angegeben, aber auch in Tonnen oder Anzahl der Gebinde. Das Abfallverzeichnis der Bundesregierung verwendet alle Maßeinheiten, gibt Rohabfälle und vorbehandelte Abfälle in Tonnen, konditionierte und sogenannte „Endlagergebinde“ in Stückzahl und Kubikmeter an: „Die Menge an Rohabfällen und vorbehandelten Abfällen wird als Masse angegeben, da das Volumen dieser Abfälle durch die Konditionierung in der Regel noch reduziert wird und daher keine Rückschlüsse auf das Endlagervolumen erlaubt. Die konditionierten Abfälle werden als Volumina angegeben, da sich hier das zu erwartende Endlagervolumen in der Regel nur noch durch das Verpacken der Abfallprodukte in Endlagerbehälter vergrößert, nicht aber durch Veränderungen des Abfallproduktes selbst.“ [1] 

Lückenhafte Bestandsaufnahmen

Eine lückenlose Erhebung der Menge an in der BRD angefallenen und künftig anfallenden radioaktiven Abfälle existiert bisher nicht. Die erste standortscharfe, bemüht umfassende, aber trotzdem lückenhafte Erhebung erfolgte im September 2013 mit „Atommüll - eine Bestandsaufnahme für die Bundesrepublik Deutschland“ der Atommüllkonferenz. [2] Im August 2014 folgte die Bundesregierung mit ihrem ersten offiziellen, standortbezogenen Verzeichnis radioaktiver Abfälle. [3] Die Erhebung dieses Verzeichnisses war notwendig geworden, da die Richtlinie 2011/70/EURATOM [4] die Mitgliedstaaten dazu verpflichtet hatte. Sie ist jedoch ebenfalls lückenhaft, denn bis zum 20.11.2015 gab es keine Auskunftspflicht der Abfallverursacher. Erst mit der Umsetzung der Richtlinie in das Atomgesetz am 20.11.2015 wurden die Abfallverursacher zu Auskünften über die angefallenen radioaktiven Abfälle und zu Prognosen über den künftigen Anfall gesetzlich verpflichtet (AtG § 2c, Abs.4). [5] Die Bestandsaufnahme der Bundesregierung wird künftig jährlich erhoben und es bleibt abzuwarten, inwieweit das nächste Verzeichnis, das im August 2016 zu erwarten ist, weniger Lücken aufweisen wird.

Es gibt jedoch auch bewusste Lücken: So fehlen die radioaktiven Abfälle, die juristisch zu nicht-radioaktiven Abfällen umdefiniert werden, wie freigegebene Abfälle und Abfälle im Zusammenhang mit der Sanierung der Wismut GmbH.

Abgebrannte Brennelemente

Bis zum 31.12.2013 waren in Deutschland insgesamt 15.075,6 t SM in Form von abgebrannten Brennelementen aus Leistungsreaktoren (inklusive der Versuchs- und Prototypreaktoren) angefallen.

Davon wurden ins Ausland gebracht: [6] 

  • 5.397 t SM in die Wiederaufarbeitung nach La Hague (COGEMA)
  • 861,7 t SM in die Wiederaufarbeitung nach Sellafield (BNFL)
  • 283 t SM aus den DDR-Reaktoren in die UdSSR
  • 47,7 t SM in die Wiederaufarbeitung nach Cadarache (CEA)
  • 21,4 t SM in die Wiederaufarbeitung nach Mol (EUROCHEMIC)
  • 27 t SM zum weiteren Einsatz nach Paks (Ungarn)
  • 23,9 t SM zum Verbleib nach Schweden (SKB)

192,3 t SM wurden in der WAK Karlsruhe wiederaufgearbeitet.

Die abgebrannten Brennelemente aus Forschungsreaktoren wurden zur Wiederaufarbeitung bzw. Verbleib in die USA, nach Russland und nach Dounreay (Schottland) verbracht bzw. in der WAK Karlsruhe wiederaufgearbeitet. Die Brennelemente des Nuklearschiffes Otto-Hahn wurden im französischen Cadarache wiederaufgearbeitet.

Obwohl die Wiederaufarbeitung bestrahlter Kernbrennstoffe seit dem 01.07.2005 per Atomgesetz verboten ist, plant die Bundesregierung, die Brennelemente aus den Hochtemperaturreaktoren AVR Jülich (2 t SM in 152 Behältern) und THTR Hamm-Uentrop (7 t SM in 305 Behältern) in die USA zu verbringen, um sie dort aufzuarbeiten und dauerhaft lagern zu lassen. [7] 

Die Bundesregierung rechnet mit insgesamt ca. 10.500 t SM, die nicht ins Ausland verbracht und nicht wiederaufgearbeitet wurden, die in ca. 1.100 Behältern (ohne die Behälter für die HTR-Brennelemente) zwischengelagert werden müssen. [1] Dazu kommen aus Forschungsreaktoren: 7 t SM in 18 Behältern aus Rossendorf, ca. 6 t SM vom FRM II, ca. 0,1 t SM vom BER II und 0,8 t SM (plus X) vom TRIGA Mainz.

Aus der Wiederaufarbeitung rechnet die Bundesregierung mit folgenden, bereits in der BRD lagernden oder noch zurückzuführenden Abfällen:

  • Hochradioaktive verglaste Abfälle aus Frankreich (CSD-V): 3.024 Kokillen in 108 Behältern
  • Hochradioaktive verglaste Abfälle aus Großbritannien (UK-HAW): 571 Kokillen in 21 Behältern
  • Hochradioaktive verglaste Abfälle aus Karlsruhe (HAW-WAK): 140 Kokillen in 5 Behältern
  • Mittelradiaoktive, verglaste Abfälle aus Frankreich (CSD-B): 140 Kokillen in 5 Behältern
  • Mittelradioaktive, hochdruckkompaktierte Abfälle aus Frankreich (CSD-C): 4.104 Kokillen in 152 Behältern [1]

Wärmeentwickelnde Abfälle

Als einziges Land unterscheidet die Bundesrepublik Deutschland seit Mitte der 1980er Jahre zwischen Wärme entwickelnden Abfällen und Abfällen mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung. „Diese Einteilung resultiert aus dem Planfeststellungsverfahren Schacht Konrad. Die Begrenzung der thermischen Beeinflussung des Wirtsgesteins auf 3 Kelvin am Stoß (Seitenwand des Grubenbaues) war eine der ersten Bedingungen, die für das Endlager Konrad entwickelt wurde." [8] 

Für die Wärme entwickelnden Abfällen prognostiziert das Bundesamt für Strahlenschutz:

  • 21.000 m³ abgebrannte Brennelemente (s.o.): Legt man das Konzept der direkt endzulagernden abgebrannten Brennelemente in POLLUX-Behältern zugrunde, lässt sich mit einem Umrechnungsfaktor von 1,96 ein Endlagervolumen von zirka 21.000 m³ prognostizieren.
  • 1.436 m³ hoch- und mittelradioaktive Abfälle aus der Wiederaufarbeitung (s.o.)
  • 1.970 m³ Hochtemperaturbrennelemente, sofern sie nicht in die USA exportiert werden (s.o.)
  • 160 m³ abgebrannte Brennelemente aus Forschungsreaktoren
  • 180 m³ aus der Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe
  • 3.400 m³ Abfälle, die durch die Konditionierung der Brennelemente in Pollux-Behälter entstehen würden.

Gesamt: 28.100 m³ [9]

„Nicht nachvollziehbarerweise werden vom BfS keine Volumina für hochradioaktive Abfälle angegeben, die beim Abbau des Reaktordruckbehälters und den Kerneinbauten im Rahmen der Stilllegung anfallen.“ [10] 

Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung

Die Bundesregierung gibt den Bestand an sonstigen radioaktiven Abfällen zum 31.12.2014 wie folgt an: [1]

  • 21.662 t Rohabfall und vorbehandelter Abfall
  • 16.908 m³ konditionierte Abfallprodukte
  • 100.288 m³ Endlagergebinde

Die Einteilung in „konditionierte Abfallprodukte“ und „Endlagergebinde“ wirft insofern Fragen auf, als das Bundesumweltministerium drei Absätze weiter selbst schreibt, dass bisher nur für ca. 3.000 m³ radioaktiver Abfälle die Einhaltung der Endlagerungsbedingungen Konrad bestätigt wurde.

Zudem ist die Aufstellung nicht vollständig. So fehlen beispielsweise die über 8.000 Gebinde mit vorkonditionierten und konditionierten Abfällen der Fa. Eckert und Ziegler Nuclitec in ihrem Außenlager Leese.

Das Bundesamt für Strahlenschutz prognostiziert bis zum Jahr 2060 ca. 300.000 m³ Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung mit folgender Herkunft: [9]

Mit dieser Aufstellung deckt das BfS die Abfälle ab, die in Schacht KONRAD eingelagert werden sollen. Es gibt jedoch nennenswerte Chargen an radioaktiven Abfällen mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung, die in KONRAD gar nicht eingelagert werden dürften:

  • Teile, die in der Nähe eines Reaktorkerns hohem Neutronenfluss ausgesetzt waren. Bestimmte Bestandteile, die nur in Spuren vorhanden sind, können durch den hohen Neutronenfluss in großem Umfang zu radiologisch relevanten Radionukliden umgewandelt werden: Cobalt-59 (Co-59) in Cobalt-60 (Co-60), Sauerstoff (O) und Stickstoff (N) in Kohlenstoff-14 (C-14), Lithium (L) und Beryllium (Be) in Tritium (H-3). Kerneinbauten aus 5 Druckwasserreaktoren könnten ausreichen, um das gesamte für KONRAD zulässige Inventar auszuschöpfen. [2]
  • Ca. 1000 t Graphitabfälle aus dem Forschungszentrum Jülich. Die enthaltenen radioaktiven C-14 übersteigen die bei KONRAD zulässige Menge bei weitem und die Bestimmung des flüchtigen und nicht-flüchtigen Anteils von C-14 ist problematisch. In Jülich werden Versuche zur thermischen Behandlung des Graphits durchgeführt, um das Problem zu entschärfen. Außerdem finanziert das Bundesforschungsministerium das Projekt CarboDISP, das prüfen soll, ob die genehmigten Werte für C-14 in Schacht KONRAD angehoben werden könnten. [2]

Ob folgende radioaktiven Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung, die nicht in Schacht KONRAD eingelagert werden dürften, bereits in der Abfallprognose des BfS enthalten sind, ist unklar: [10] 

  • 100 – 200 t uranhaltige Abfälle aus der Uranverarbeitung in Ellweiler, die das zulässige Inventar an Uran, Thorium und Radium-226 erheblich belasten, bzw. die Werte bereits überschreiten.
  • Ca. 170 t thoriumhaltige Abfälle u.a. aus der Industrie, deren Th-232 Aktivitätskonzentration höher ist, als für Schacht KONRAD zugelassen.
  • 61,2 t radioaktive und quecksilberhaltige Rückstände aus der Erdöl- und Erdgasindustrie, die die maximal zugelassene Quecksilbermenge von 43,7 kg um ein Mehrfaches überschreiten.
  • Sowie weitere radioaktive Reststoffe aus der konventionellen Industrie (NORM-Abfälle).

Nicht in der Aufstellung des BfS enthalten sind folgende Abfallchargen:

  • Zwischen 150.000 – 275.000 m³ radioaktiver Abfälle aus der Schachtanlage ASSE II, die laut Gesetz zurückgeholt werden sollen. Die Abfälle aus der ASSE II übersteigen sowohl das für KONRAD zugelassene Gesamtvolumen und die Gesamtaktivität, als auch die Höchstgrenzen für einzelne Stoffe.
  • Ca. 100.000 m³ uranhaltige Abfälle aus der Urananreicherungsanlage Gronau, die bisher als Wertstoff deklariert werden. Die Menge übersteigt das für Schacht KONRAD zugelassene Gesamtvolumen und die zulässige Menge uranhaltigen Abfalls.
  • Gegebenenfalls uranhaltige Abfälle aus der Brennelementeherstellung bei der ANF Lingen. Sie würde die zulässige Menge des für Schacht KONRAD zugelassenen uranhaltigen Abfalls übersteigen.

Fazit: Es fallen mehr als doppelt so viele radioaktive Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung an wie laut Genehmigung in das alte Eisenerzbergwerk Schacht KONRAD eingelagert werden dürften.

Abfälle im Salzbergwerk Morsleben

In der offiziellen Abfallerhebung fehlen völlig die radioaktiven Abfälle, die bereits im alten Salzbergwerk Morsleben eingelagert worden sind:

  • schwach- und mittelradioaktive Abfälle: 36.753 m³, davon 22.321 m³ erst seit 1994
  • 6.617 Strahlenquellen

Hinzu kommen radioaktive Abfälle die in Morsleben zwischengelagert wurden, obwohl deren dauerhafte Lagerung von der Genehmigung nicht abgedeckt gewesen ist.

  • 7 Stahlzylinder mit Caesium- und Kobalt-Strahlenquellen sowie Europiumabfälle
  • ein 280-l-Fass mit Radium-226

Beides zusammen macht etwa die Hälfte der Aktivität in Morsleben aus. Trotz fehlender Genehmigung und trotz der Unfähigkeit, einen Langzeitsicherheitsnachweis für Morsleben zu erstellen, möchte der Betreiber, das BfS, diese zwischengelagerten Abfälle dauerhaft in Morsleben belassen.

Freigegebene Abfälle

In Deutschland wird seit der Neuregelung der Strahlenschutzverordnung 2001 höchstes Augenmerk darauf gerichtet, die anfallenden Abfälle soweit zu behandeln, dass das Volumen der als radioaktive Abfälle zu behandelnden Reststoffe so gering wie möglich ist. Denn bisher werden die Kosten für die spätere „Endlagerung“ nach Volumen berechnet (Schacht KONRAD 25.000.- €/m³). Die Abfälle werden dekontaminiert und konditioniert. Nur eine geringe Menge wird weiter als radioaktiver Abfall behandelt, große Mengen werden freigegeben, d.h. aus dem Geltungsbereich des Atomgesetzes entlassen. Diese Abfälle werden entweder wiederverwertet (z.B. Straßenbau, Schrottrecycling) oder auf Mülldeponien gelagert.

Beispiel für die Mengen der anfallenden Abfälle – Rückbau AKW Esenshamm (Unterweser): [11]

  • Gesamtmenge 681.000 t, davon 193.000 t aus dem Kontrollbereich
  • 188.800 t sollen freigegeben werden (97,8 %)
  • 4.200 t werden als radioaktive Abfälle gelagert (2,2 %)

Angesichts von 33 Atomkraftwerken, die im Rückbau sind, zum Rückbau anstehen oder in den nächsten Jahren stillgelegt werden sollen, handelt es sich um die enorme Menge von bis zu 6,2 Mio t freigegebenen schwach strahlenden Reststoffen, die wiederverwertet, verbaut oder deponiert werden sollen. Dazu kommen noch die freigegebenen Abfälle aus dem Betrieb und aus dem Rückbau der weiteren Atomanlagen, wie den Forschungszentren, Konditionierungsanlagen, etc.

Altlasten aus dem Uranabbau

Auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland fallen vor allem die Abfälle aus der Uranproduktion der ehemaligen SDAG Wismut in Sachsen und Thüringen ins Gewicht: ca. 3.700 ha radioaktiv kontaminierte Halden, Absetzanlagen und Betriebsflächen, über 300 Mio. m³ Bergmaterial auf ca. 48 Halden abgelagert, 160 Mio. m³ Schlämme mit radioaktivem Material und anderen Schadstoffen sowie die Altlasten von ca. 1.900 Altstandorten. Dazu kommt in Baden-Württemberg die Halde Krunkelbach aus der Uranförderung in Menzenschwand und Haldenablagerungen im Müllenbach- und Sauersboschtal, in Rheinland-Pfalz die Abfälle aus der Uranerzaufbereitungsanlage in Ellweiler und in Bayern mehrere Halden in Oberfranken und der Oberpfalz, ca. 69.000 t. [12]

Zusätzlich zu diesen radioaktiven Schlämmen und Haldenmaterial hat die Bundesregierung über die Wismut GmbH radioaktiv kontaminierten Schrott und Bauschutt aus den obertägigen Anlagen, der nicht freigegeben werden konnte, einfach in die sanierten Halden und Absetzbecken mit eingelagert. Die genaue Menge ist nicht bekannt. In der Absatzanlage Helmsdorf wurden beispielsweise 21.000 t radioaktiv kontaminierter Schrott und 49.000 t radioaktiv kontaminierter Bauschutt eingelagert. [13]  Damit entstanden oberflächennahe Endlager. Auf die Frage nach einem Planfeststellungsverfahren, nach einem Langzeitsicherheitsnachweis und einer Öffentlichkeitsbeteiligung erklärte die Bundesregierung im Dezember 2013: Da für die Sanierung der Wismut-Standorte das Strahlenschutzrecht der DDR weiter gelte „...handelt es sich bei dem eingelagerten Schrott nicht um radioaktive Abfälle im Sinne des Atomgesetzes.“ [14]

Quellen

[1] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit: „Verzeichnis radioaktiver Abfälle – Bestand zum 31.12.2014 und Prognose“, Berlin, August 2015

[2] Ursula Schönberger: „Atommüll – Eine Bestandsaufnahme für die Bundesrepublik Deutschland – Sorgenbericht der Atommüllkonferenz“, Braunschweig September 2013

[3] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit: „Verzeichnis radioaktiver Abfälle – Bestand zum 31.12.2013 und Prognose“, Berlin, August 2014

[4] Richtlinie 2011/70/EURATOM des Rates vom 19. Juli 2011 über einen Gemeinschaftsrahmen für die verantwortungsvolle und sichere Entsorgung abgebrannter Brennelemente und radioaktiver Abfälle

[5] Gesetz über die friedliche Verwendung der Kernenergie und den Schutz gegen ihre Gefahren (Atomgesetz) in der Fassung der Bekanntmachung vom 15. Juli 1985 (BGBl. I S. 1565), das zuletzt durch Artikel 1 des Gesetzes vom 20. November 2015 (BGBl. I S. 2053) geändert worden ist"

[6] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit: „Gemeinsames Übereinkommen über die Sicherheit der Behandlung abgebrannter Brennelemente und über die Sicherheit der Behandlung radioaktiver Abfälle – Bericht der Bundesrepublik Deutschland für die fünfte Überprüfungskonferenz im Mai 2015“

[7] RA Dr. Ulrich Wollenteit: „Rechtsgutachten zur Zulässigkeit der Verbringung von abgebrannten Kernbrennstoffen aus dem stillgelegten Kernkraftwerk AVR Jülich in die Wiederaufbereitungsanlage Savannah River Site (USA)“, erstellt im Auftrag von Greenpeace e.V.

[8] Öko-Institut e.V. / Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit mbH: Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in Deutschland – Anhang Abfälle, Entstehung, Mengen und Eigenschaften von wärmeentwickelnden radioaktiven Abfällen 30.09.2008

[9] www.bfs.de: Abfallprognosen

[10] Wolfgang Neumann: Bestandsaufnahme Atommüll 2013 in: BI Lüchow-Dannenberg „Zur Sache Nr.2“, August 2013, S. 24

[11] E.ON Kernkraft: „Stilllegung und Abbau des Kernkraftwerkes Unterweser (KKU) Abfall- und Reststoffkonzept“, 18.05.2015

[12] Arbeitsgemeinschaft IAF - Radioökologie GmbH (IAF), Fugro Consult GmbH (FCG), Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit mbH (GRS), WISUTEC Umwelttechnik GmbH: Bestandsaufnahme und Prognose von NORM-Rückständen für die Endlagerung in einem Endlager für radioaktive Abfälle – Abschlussbericht, Radeberg 17.06.2013, Auftraggeber Bundesamt für Strahlenschutz (BfS)

[13] Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie: „20 Jahre Wismut GmbH“, Berlin, März 2011

[14] Deutscher Bundestag, Antwort auf die Kleine Anfrage (LINKE): „Dauerhafte Lagerung radioaktiver Abfälle in den Halden und Absetzbecken der Wismut GmbH“ Drucksache 18/243, 27.12.2013


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