Was ist abgebrannter Kernbrennstoff?
Abgebrannter Kernbrennstoff ist radioaktives Material, das in Kernkraftwerken als Brennstoff verwendet wird. Wenn dieses Material längere Zeit verwendet wurde, verliert es seine Effizienz als Kraftstoff und muss ersetzt werden. Leider handelt es sich zu diesem Zeitpunkt um radioaktive Abfälle, die für Menschen und andere Lebewesen seit Tausenden von Jahren tödlich sein können. Methoden zur Entsorgung abgebrannter Brennelemente waren oft umstritten. Einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, die Abfälle als Alternative zu anderen Entsorgungsmethoden zu Nutzbrennstoffen aufzubereiten.
Kernkraftwerke erzeugen Strom durch kontrollierte Kernreaktionen. Dabei werden hochradioaktive Materialien wie Uran und Plutonium verarbeitet. Die verbleibende Nutzungsdauer dieses Brennstoffs hängt vom Alter des Reaktors und seinem technischen Stand ab. Ab 2011 können die meisten modernen Kernkraftwerke drei bis sechs Jahre lang mit Brennstoff betrieben werden, bevor das Material so weit abbaut, dass es nicht mehr brauchbar ist. Nach diesem Zeitpunkt gilt das Material als abgebrannter Kernbrennstoff.
Nach Angaben des US-Energieministeriums erzeugen US-amerikanische Kernkraftwerke jährlich etwa 2.000 Tonnen abgebrannten Kernbrennstoff. Das Problem wird dann, wie man es entsorgt. Die meisten kerntechnischen Anlagen lagern den Brennstoff in nahegelegenen isolierten Tanks, den so genannten Becken für abgebrannte Brennelemente. Das speziell aufbereitete Wasser in diesen Tanks kühlt das Material und absorbiert den größten Teil der vom Kraftstoff abgegebenen Strahlung. In diesen Becken wird das Material oft 10 bis 20 Jahre gelagert.
Nach jahrzehntelangem Gebrauch sind viele dieser Tanks jedoch fast voll mit abgebrannten Brennelementen. Die US Nuclear Regulatory Commission schätzt, dass viele von ihnen nach 2015 unbrauchbar sein werden. Nach US-amerikanischem Recht muss die Regierung eine dauerhafte Lagerung für den gefährlichen Atommüll finden. In der Zwischenzeit werden die abgebrannten Brennelemente in Betonfässern gelagert. Diese Methode ist jedoch auch aus Umwelt- und Sicherheitsgründen umstritten. Andere Nationen mit Kernreaktoren stehen vor ähnlichen Problemen.
Eine Lösung, die bereits in Ländern wie Frankreich und Russland angewendet wird, ist die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente. Da abgebrannte Brennelemente radioaktiv bleiben, können sie nach der Wiederaufbereitung zur weiteren Energieerzeugung verwendet werden. Durch den wiederverwendeten Brennstoff entsteht weniger radioaktiver Abfall, obwohl der Prozess selbst teuer ist. Diese Themen erlangten nach dem Erdbeben in Japan und der Atomkrise 2011 eine neue Relevanz und veranlassten viele, die Atomkraftpolitik zu überdenken. Es gibt auch Bedenken, dass einige Länder abgebrannte Brennelemente zur Herstellung von Atomwaffen verwenden könnten. Kernkraft und radioaktive Abfälle waren schon immer umstritten, und die Debatte dürfte auch in Zukunft fortgesetzt werden.