Radioaktive Abfälle - mehr als nur "Atommüll"

Fach Chemie

Klasse 8

Autor Joker2017

Veröffentlicht am 16.10.2018

Schlagwörter

Atommüll

Zusammenfassung

Dieses Referat befasst sich mit radioaktiven Abfällen, welche umgangssprachlich "Atommüll" genannt werden. Es wird auf die anfallenden Mengen, die Halbwertszeit sowie die Zwischenlagerung und Endlagerung eingegangen.

Kostenlose Tipps zum Erstellen eines guten Referates

Wir haben für Dich eine Zusammenfassung bereit gestellt, die dich anleitet ein gutes Referat zu schreiben.

Tipps anschauen

Bei Atommüll handelt es sich um den umgangssprachlichen Begriff für radioaktive Abfälle. Bei denen wiederum handelt es sich um radioaktive Stoffe, welche nicht mehr nutzbar sind oder aufgrund der jeweiligen Gesetzeslage eines Landes nicht mehr genutzt werden dürfen. Radioaktive Abfälle entstehen in erster Linie durch die Nutzung der Kernenergie. Darüber hinaus fallen auch kleine Mengen an radioaktiven Abfällen im Bereich der Medizin sowie der Forschung und Entwicklung an. Manche Nationen haben eine große Menge an radioaktivem Abfall, welcher aus der Entwicklung und der Produktion von Atomwaffen bzw. Kernwaffen, stammt. Radioaktive Abfälle und damit kontaminierte andere Stoffe werden in Zwischenlagern sicher aufbewahrt. Dies stellt sicher, dass nicht noch weitere Stoffe und Gegenstände radioaktiv „verseucht“ werden. Die Arbeit und die sichere Handhabung von radioaktiven Abfällen durch die Endlagerung oder Wiederverwendung, ist eine sensible Aufgabe, die von Gegnern der Kernenergie stark kritisiert wird, da diese in der Arbeit mit radioaktiven Stoffen, enorme Sicherheitsbedenken für Mensch und Natur sehen.

Herkunft von radioaktiven Abfällen

Der größte Teil der radioaktiven Abfälle entsteht im Rahmen der Uranwirtschaft. Hierbei stammen fast 80 Prozent der radioaktiven Abfälle aus dem Abbau von Uran, welche in der Nähe des jeweiligen Uranbergwerks deponiert und gelagert werden. Weitere hochradioaktive Abfälle entstehen in erster Linie durch die Kernspaltung sowie durch Neutronen innerhalb von Kernreaktoren.

Vergleichsweise geringe Mengen radioaktiver Abfälle stammen aus der Anwendung radioaktiver Substanzen in Medizin, Industrie und Forschung. Weitere radioaktive Abfälle entstehen durch Kontamination oder auch durch Aktivierung von Neutronenstrahlung. Beispiele hierfür sind: Geräte, Werkzeuge und Material aus Kernkraftwerken, Arbeitskleidung, medizinische Artikel, wie Spritzen und Kanülen aus der Nuklearmedizin.
Klassifikation von radioaktiven Abfällen aufgrund ihrer Aktivität:
Radioaktive Abfälle werden in schwachradioaktive Abfälle, mittelradioaktive Abfälle und hochradioaktive Abfälle unterteilt. Die Einstufung ist abhängig von der Art sowie der Energie der Strahlung und deren Aktivität und Halbwertszeit.

Abklingzeit von Nuklidgemischen

Die Aktivität nimmt exponentiell ab. Nach einer Halbwertszeit hat sie nur noch die Hälfte des ursprünglichen Wertes, nach zwei Halbwertszeiten nur noch ein Viertel usw. Nach zwanzig Halbwertszeiten hat sie ungefähr ein Millionstel des Anfangswertes. Wenn die Aktivität auf dem Niveau der natürlichen Radioaktivität gesunken ist, sind keine Strahlenschutzmaßnahmen mehr nötig. Je nach Höhe der ursprünglichen Aktivität können hierfür auch mehr als zwanzig Halbwertszeiten nötig sein.

Volumen des radioaktiven Abfalls

Pro Jahr entstehen durchschnittlich 12000 Tonnen hochradioaktiven Abfalls. Mittlerweile sind bereits mehr als 300000 Tonnen weltweit angefallen. Allein in den Vereinigten Staaten von Amerika lagern über 70000 Tonnen radioaktiven Abfalls. In Deutschland ist die Situation aktuell so, dass in den Atomkraftwerken pro Jahr knapp 450 Tonnen hochradioaktiver Abfall erzeugt werden.

Entsorgung

Die Lagerung und die Entsorgung von radioaktiven Abfällen ist immer wieder eine besondere Herausforderung. In Deutschland wird hierfür beispielsweise das alte Bergwerk „Schacht Konrad“ als Endlager umgebaut. Es gibt zahlreiche Versuche zur Konditionierung sowie zur Endlagerung von radioaktiven Abfällen, dennoch ist deren Entsorgungsproblem nach wie vor ungelöst. Insbesondere die Entsorgung von mittelradioaktiven und hochradioaktiven Abfällen ist immer wieder eine große Herausforderung, die oft zu Problemen führt. Da die Halbwertszeiten von radioaktiven Stoffen häufig extrem lang sind, wird per deutschem Gesetz eine sichere Lagerung des radioaktiven Abfalls über mindestens 1 Million Jahre gefordert. Das wichtigste Argument von Gegnern der Atomkraft ist beispielsweise genau diese oftmals als unsichere oder nicht ausreichend gesicherte Endlagerung über den gesetzlich geforderten Zeitraum. Auch die Transporte von radioaktiven Abfällen durch das Land, werden immer wieder von Umweltschützern aber auch der sonstigen Bevölkerung kritisiert. Sie sind oft auch Anlass für Demonstrationen oder sonstigen Aktionen, bei denen ein Atomausstieg gefordert wird.

Das Prinzip der Konditionierung und die Endlagerung

Bei der Konditionierung werden die radioaktiven Abfälle in einen chemisch stabilen Zustand gebracht. Darüber hinaus erlangen sie einen in Wasser nicht oder nur schwer löslichen Zustand. Die konditionierten Stoffe werden anschließend den Bestimmungen zum Transport und zur Endlagerung entsprechend verpackt. Hierfür gibt es verschiedene Methoden, welche sich nach dem Grad des radioaktiven Abfalls richten. Wenn die radioaktiven Abfälle verpackt sind, werden sie zum Endlager gebracht.
Die Endlagerung ist aufgrund der langen Halbwertszeiten ein extrem langer Prozess. Aufgrund dieser Zeiträume und der recht hohen Radioaktivität sind die meisten Lagermaterialen und Lagerstätten nicht dauerhaft in der Lage die gelagerten Stoffe ausreichend zu sichern. Deshalb müssen die radioaktiven Abfälle nach der Zersetzung der Lagerbehälter zusätzlich gesichert werden, da der Transport dieser Stoffe durch das Gestein sehr langsam erfolgen soll. Die Gesteinseigenschaften müssen also den sicheren Einschluss der radioaktiven Stoffe gewährleisten können. Weitere Gefahren drohen durch chemische Prozesse im Inneren des Endlagers, wenn Wasser dorthin vor dringt, kommt die Gefahr der Korrosion hinzu. Außerdem können Redoxreaktionen, Komplexbildungsreaktionen und einige weitere chemische Reaktionen auftreten. Diese müssen alle bei der Wahl eines geeigneten Endlagers berücksichtigt werden.

Die Wiederverwertung von radioaktiven Stoffen könnte eine Teillösung der Lagerproblematik darstellen. So ist es unter Umständen möglich, den radioaktiven Abfall zu nutzen um neuen Kernbrennstoff zu erzeugen. Unter den Zerfallsprodukten sind in der Regel auch Stoffe wie beispielsweise Ruthenium enthalten, welche recht wertvoll sind und einen Nutzen haben. Moderne Leichtwasserreaktoren nutzen nur knapp fünf Prozent der Energie, welche in neuen Brennelementen vorhanden ist. Dies zeigt, dass hier ein großes Potential vorhanden ist.