Umweltschutz auf den Meeren

In weniger als einem Jahr tritt die letzte Stufe der Begrenzung des Schwefelgehaltes für Schiffstreibstoffe in Kraft. Auf den ersten Blick ein energietechnischer Nebenschauplatz. Zumindest aber ein gutes Beispiel dafür, wie Umweltschutznormen entstehen, sich beständig verschärfen und weltweite Folgen für die Wirtschaft haben – weit über das gedachte Anwendungsgebiet hinaus. In diesem Fall bis hin zur Stromerzeugung.

Der Schadstoff Schwefel

Wenn Schwefel verbrannt wird, entsteht Schwefeldioxid (SO2) und Schwefeltrioxid (SO3). In Verbindung mit Wasser bildet sich daraus Schwefelsäure (H2 SO4). Im grünen Deutschland einst – unter dem Kampfbegriff „Waldsterben“ – sehr populär. Im Zusammenhang mit Dieselmotoren soll besonders SO3 eine herausragende Rolle spielen: Es gilt als ein wesentlicher Verursacher des Dieselrußes. Der Vorläufer des aktuellen Aufregers Stickoxide im Kampf gegen den Verbrennungsmotor.

Wenn Abgase den Schornstein verlassen, beginnen sie sich unmittelbar zu verdünnen. Eine nicht zu vernachlässigende Tatsache, insbesondere auf Hoher See. Dort werden sie vom Regen ausgewaschen und stellen kein Problem für die Meeres Flora und Fauna dar. Anders verhält es sich in Küstennähe und auf Flüssen oder in Hafenstädten. Dort können die Abgase zumindest für einige Menschen lästig sein.

Die Entwicklung der Grenzwerte

Besonders in der Bucht von Tokio, in den Häfen der Westküste der USA und in Nord- und Ostsee begann man deshalb Emission Control Areas (ECA) zu definieren. In solchen Gebieten durfte ab July 2010 nur noch Treibstoff mit einem maximalen Gehalt von 1% Schwefel verwendet werden. Dieser Grenzwert wurde ab Januar 2015 weiter auf 0,1% verschärft. Hat man erst einmal einen Schadstoff gefunden, kann man die Grenzwerte immer weiter verschärfen. Wer will schon auf Gremien, Kongresse und Dienstreisen verzichten?

Der nächste Schritt ist dann, die gesamte Erde zu beglücken. So hat die International Maritime Organization (IMO) – müßig zu erwähnen, eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen (UN) – schon im Januar 2012 den Schwefelgehalt weltweit auf 3,5% (ehemals 4,5%) begrenzt. Vorsichtshalber hat man gleich beschlossen, daß ab Januar 2020 nur noch ein Grenzwert von 0,5% Schwefel für Schiffstreibstoffe zulässig ist. Ein echter Kostentreiber: Bisher war es üblich, einerseits HSFO (high-sulfur fuel oil mit 3,5% Schwefel) für das offene Meer zu tanken und andererseits schwefelarmen Treibstoff für die ECA-Zonen. Nach dem Verlassen der Küstengewässer wurde umgeschaltet. Zumindest im Sinne von Menschenschutz ein sinnvolles Vorgehen zu optimalen Kosten.

Wohin die Reise geht, kann man schon an den Grenzwerten für Benzin und Dieselkraftstoff nach DIN EN 590 erkennen. Hier sind nur noch 0,001% Schwefel zulässig. Bei den Kraftfahrzeugen mit Abgaskatalysator (nächster Schritt im Schiffsbetrieb?) eine technische Notwendigkeit. Für unser Heizöl Extra Leicht schwefelarm (HEL) sind noch 0,005% Schwefelgehalt zulässig. Hier ist es das Kondensat aus den Brennwertkesseln und die Kanalisation. Lediglich die Luftfahrt scheint noch ein wenig widerspenstig. Für deren Triebwerke gilt ein Grenzwert von 0,03% Schwefel für Jet A1.

Das Rohöl und seine Verarbeitung

Erdöl ist ein Naturprodukt und unterliegt damit großen Schwankungen in seiner Zusammensetzung. Im Handel unterscheidet man leichte (light crude oil) und schwere Rohöle (heavy crude oil), sowie den Schwefelgehalt (sweet oder sour crude oil). Raffinerien müssen sich entsprechend ihrer Verfahrenstechnik und ihrer Kundenwünsche das geeignete Rohöl zusammenkaufen. Der Preis stellt sich am Weltmarkt nach Angebot und Nachfrage ein. Von der Tendenz her, sind dünnflüssige und schwefelarme Rohöle teurer.

Der erste – und in vielen Ländern auch der einzige – Verfahrensschritt ist die Destillation. Das Rohöl wird auf etwa 400 °C erhitzt und in eine Kolonne eingespeist. Dort verdampft es teilweise und kondensiert bei unterschiedlichen Temperaturen in verschiedenen Stufen. Die leicht flüchtigen Anteile (Benzin, Kerosin, leichtes Heizöl etc.) werden so abgetrennt. Es verbleibt ein zähflüssiges Rückstandsöl (residual fuel oil oder resid) mit fast dem gesamten Schwefel. Täglich fallen davon etwa 8 Millionen barrel weltweit an. Bisher wurden davon rund die Hälfte als Schiffstreibstoff verwendet. Die andere Hälfte wird weiter verarbeitet (z. B. Asphalt), mit großem Aufwand weiter zerlegt oder in Kraftwerken verfeuert.

Schon an dieser Stelle erkennt man, daß der derzeitige Verbrauch von etwa 3,2 Millionen barrel HSB (high-sulfur bunker mit 3,5% Schwefel) pro Tag, kein Nischenprodukt ist. Jegliche Veränderung der Spezifikationen wirkt sich unmittelbar auf die Verarbeitung (Investitions- und Betriebskosten) und die Rohölpreise aus. Ob dies die UNO-Beamten überhaupt durchschaut haben oder gar für ihre politischen Interessen ausgenutzt haben, muß der geneigte Leser selbst entscheiden.

Klar ist, daß schon immer die edleren Produkte, wie z. B. Benzin und Kerosin das Geld bei einer Raffinerie bringen mußten. Das Rückstandsöl mußte meist unter dem Einstandspreis für Rohöl verkauft werden. Für alle ein gutes Geschäft: Benzin und Heizöl wurden nicht noch teurer und die Reeder konnten wegen geringer Treibstoffpreise niedrige Frachtraten anbieten.

Die Möglichkeiten

Auf die veränderten Grenzwerte zeichnen sich folgende Reaktionen ab:

  • Erwirken von Ausnahmegenehmigungen. Kann ein Schiff nicht genug schwefelarmen Treibstoff bekommen, kann es eine Sondergenehmigung für die Fahrt oder den Fahrtabschnitt erhalten.
  • Einbau von Rauchgaswäschen (Scrubber)
  • Umrüstung auf alternative Kraftstoffe (LNG, Methanol)
  • Blending (Mischung von Produkten mit unterschiedlichem Schwefelgehalt)
  • Nachrüstung von Raffinerien mit Cokern und Crackern, wodurch ein neues „Abfallprodukt“, der Petrolkoks, entsteht. Entsorgung nur zum Preis von Kesselkohle in Kohlekraftwerken möglich. Einbau zusätzlicher Entschwefelungsanlagen (Hydrodesulfurierung).
  • Veränderung des Rohöleinsatzes wodurch sich die weltweiten Handelsströme verschieben.
  • Erhöhung des Rohöleinsatzes, Steigerung des Eigenverbrauches der Raffinerien.

Ausnahmegenehmigung

Noch ist die Abwicklung von Ausnahmen noch nicht genau geregelt. Man geht aber davon aus, daß sie ähnlich der Gepflogenheiten in der 200-Meilenzone um die USA gehandhabt werden. Dort muß die Anzeige elektronisch vor Einlaufen über einen FONAR (electronic Fuel Oil Non-Availability Report or FONAR) angezeigt werden.

In Deutschland wird das sicherlich streng überwacht und mit drastischen Bußgeldern geahndet werden. Was allerdings in Rußland und Afrika passieren wird, kann man sich leicht vorstellen.

Rauchgaswäschen

Man kann die Abgase eines Schiffsdiesels – wie in einem modernen (schornsteinlosen) Kohlekraftwerk – waschen, bevor sie in den Auspuff geleitet werden. Allerdings mit gewissen Einschränkungen. Auf einem Schiff ist der Platz begrenzt. Man kann daher nicht eine so aufwendige Verfahrenstechnik, wie in einem Kraftwerk an Land einbauen. Die nächste Frage betrifft das Waschmittel. Man kann einfach Meerwasser verwenden, was aber bedeutet, man gibt nun die Schadstoffe konzentriert ab. Ob das eine Verbesserung gegenüber der Verdünnung im Fahrtwind ist, sei dahingestellt. Mit Sicherheit kann man die Abgase deshalb nicht in Häfen und Flüssen waschen. Will man auch dort waschen, braucht man einen geschlossenen Kreislauf wie in einem Kraftwerk. Bleibt dann aber die Frage der Entsorgung des Sondermülls.

Solch eine Rauchgasreinigung kostet je nach Schiff ca. 2 bis 5 Millionen US$ und erfordert einen zusätzlichen Betriebsaufwand. Bisher werden sie hauptsächlich in Kreuzfahrtschiffen eingebaut. Dort können sie den Passagieren ein besonders gutes Gefühl geben.

Alternative Kraftstoffe

Es gibt praktisch zwei Alternativen: Flüssiges Erdgas (LNG) und Methanol. Beide enthalten keinen Schwefel. In sog. Gas-Diesel-Motoren können sie problemlos verbrannt werden. Bei ihnen ist ein kleiner Anteil Diesel nur noch zur Zündung (1,5 bis 6%) erforderlich (d. h. der Diesel-Kreisprozess mit seinem guten Wirkungsgrad bleibt erhalten). Gleichwohl können sie auch stufenlos nur mit Diesel betrieben werden. Derzeit ist LNG der absolute Favorit (bei Neubauten) gegenüber Bunkeröl. Hinzu kommt eine „Zukunftssicherheit“. Auch die IMO bastelt bereits an CO2 Vorschriften und Abgaben. Erdgas setzt gegenüber Öl nur rund 75% CO2 frei. Allerdings ist das Volumen von LNG größer und es ist eine aufwendigere Technik mit Isoliertanks nötig (Lagertemperatur < -160°C). Der Platzbedarf ist rund doppelt so groß.

Inzwischen gibt es einen Weltmarkt und ganze Tankerflotten für LNG. Gleichwohl muß erst eine Infrastruktur aus dezentralen Lagern, Tankstellen in den Häfen, Bunkerbooten, Tanklastern usw. aufgebaut werden. An der Nordseeküste und im Ostseeraum (ECA-Zonen) ist man damit bereits weit vorangekommen. Hinzu kommt, daß LNG billig ist, jedenfalls weitaus billiger als entschwefelter Kraftstoff.

Blending

Zumindest in den ersten Jahren wird das Mischen von unterschiedlichen Ölen zu LSB ( low-sulfur bunker bis 0,5% S) gängige Praxis sein. Es gibt etliche Raffinerien, die für dünnflüssige und süße Rohöle gebaut sind. Diese liefern ein Rückstandsöl mit rund 1% Schwefelgehalt. Will man daraus LSB herstellen, benötigt man rund die gleiche Menge an Dieselkraftstoff bzw. Kerosin etc. Diese Nachfrage wird die Preise für Kraftstoffe und Flugzeugtreibstoff in die Höhe treiben.

Nachrüstung von Raffinerien

Rückstandsöle sind ein Abfallprodukt. Ihr Wert liegt deshalb meist deutlich unter dem Einstandspreis für Rohöl. Es gab deshalb schon immer Bestrebungen, Rückstandsöle in höherwertige Produkte umzuwandeln. Grundsätzlich gilt, je mehr Wasserstoff ein Öl enthält, um so geringer ist sein Siedepunkt. Man muß also dem Rückstandsöl Wasserstoff hinzufügen. Dies geschieht z. B. in einem Coker. Dort wird Rückstandsöl bei Temperaturen von über 500°C in wasserstoffreiche Leichtöle und Petrolkoks zerlegt. Der Wasserstoff wird also hierbei nur intern umgelagert. Schwefel und Schwermetalle verbleiben im Koks.

Man kann aber auch Wasserstoff von außen hinzuführen. Mit Wasserstoff gelingt auch eine Entschwefelung. Bei der Hydrodesulfurierung wird der im Öl enthaltene Schwefel erst in Schwefelwasserstoff und anschließend in elementaren Schwefel umgewandelt. Ein sehr energieintensives Verfahren. Zudem ist Wasserstoff recht teuer.

Es handelt sich um komplexe verfahrenstechnische Anlagen. Eine Nachrüstung einer Raffinerie dauert mehrere Jahre und kostet zig Milliarden. Es ist klar, daß sich diese Kosten in den Produkten widerspiegeln müssen.

Rohöleinsatz

Raffinerien sind meist für die Verarbeitung bestimmter Rohöle gebaut. Es ist aber schon immer üblich, Mischungen verschiedener Rohöle herzustellen, um ein synthetisches Rohöl zu erhalten. Dies ist ein Weg für einfachere Raffinerien sich den Gegebenheiten ab 2020 anzupassen. Man kann z. B. das Rückstandsöl einer Raffinerie, die Arab Light verarbeitet etwa hälftig mit Bakken Rohöl vermischen und erhält daraus ein Öl ähnlich Maya Crude. Dies ist ein typischer Weg für Raffinerien am Golf von Mexiko. Man kauft das Rückstandsöl billig am Weltmarkt ein, mischt es mit besonders leichtem Rohöl aus Dakota usw. (Fracking) und kann es in den entsprechenden Raffinerien verarbeiten.

Das Henne-Ei Problem

Die Verschärfung der Grenzwerte in einem Schritt, an einem Stichtag, hat eine enorme wirtschaftliche Herausforderung heraufbeschworen. Die Reeder können nur Wetten abschließen. Keiner kennt die zukünftige Preisdifferenz zwischen HFO (higher-sulfur heavy fuel oil) und (MGO) (low-sulfur marine distillates—marine gas oil) bzw. MDO (marine diesel oil). Genau dieser Wert entscheidet aber über die Amortisation für die Millionen-Investition pro Schiff und Wäscher. Ganz ähnliches gilt für die Preisdifferenz zu LNG. Der Einsatz von LNG dürfte sich nur für Schiffe rechnen, die überwiegend in den ECA-Zonen (nur 0,1% S) fahren. Es verwundert daher nicht, daß bis heute weniger als 1% der Handelsflotte mit über 50 000 Schiffen umgestellt ist.

Bei den Raffinerien sieht es nicht besser aus. Man geht davon aus, daß die Preise für HFO weiter fallen werden (auf ca. 60% der Rohöleinstandspreise). Gewinner sind im Moment Raffinerien, die bereits über Coker und Hydrodesulfurierung verfügen. Sie können doppelt von den fallenden Preisen für HFO und den steigenden Preisen für schwefelarme Öle profitieren. Gerade für kleine Raffinerien ist das Investitionsrisiko in Milliardenprojekte viel zu groß. Außerdem werden die Preisdifferenzen um so kleiner, je mehr Raffinerien umstellen.

Wie gewaltig die Verschiebungen sein werden, zeigen die Bilanzen aus 2012: Es wurden weltweit insgesamt 260 Millionen to Schiffstreibstoffe verbraucht. Davon waren 223 Millionen to HFO und lediglich 37 Millionen to MGO/MDO. Für 2020 schätzt man den Verbrauch auf 352 Millionen to. Die Verteilung ist noch unabsehbar. Man muß deshalb mindestens von Mitte 2019 bis 2020 von stark schwankenden Preisen für Mineralölprodukte ausgehen. Wie die Weltwirtschaft darauf reagiert, weiß keiner.

Konsequenzen

Dies ist wieder mal ein Beispiel für die Festlegung von Grenzwerten – die der Mehrheit der Bevölkerung gar nichts sagen – durch ferne und abgehobene Gremien. Ähnlich der Stickoxide durch die EU. Die Bombe ist erst geplatzt, als der Normalbürger von Fahrverboten betroffen war. Aktuell hat man gerade die Diskussion über „unverbindliche Empfehlungen“ der UNO auf einem ganz anderen Gebiet. Auch die IMO-Grenzwerte waren einst nicht bindend. Hier setzt die Kritik an den einschlägigen Industrieverbänden ein. In der Phantasiewelt der Linken, schreiben die Lobby-Verbände die Gesetze. In der Realität ist das mitnichten so. Sie stehen einer Mauer von – überwiegend ungebildeten, aber ideologisch gefestigten – Politikern, Bürokraten und Nicht-Regierungsorganisationen gegenüber. Allesamt Personen, die für die wirtschaftlichen Konsequenzen ihres Handelns in keiner Weise verantwortlich sind. Die meisten sind nicht einmal demokratisch legitimiert. Das Vehikel Umweltschutz hat sich inzwischen als eine Gefahr für alle Gesellschaften herausgebildet. Auf keinem Sektor sind so viele Scharlatane und Ideologen unterwegs. Mit der zunehmenden Abnahme naturwissenschaftlicher Kenntnisse in Deutschland wird eine notwendige Aufklärung über technisch-wirtschaftliche Abhängigkeiten immer schwieriger.

 

Das nationale Begleitgremium stellt sich vor

Am Samstag fand im „Tagungswerk Jerusalemkirche in Berlin“ eine Veranstaltung zum „Standortauswahlgesetz“ statt.

Was verbirgt sich dahinter?

Wer bisher noch nicht von dieser Institution gehört hat, sollte vielleicht mal deren Internetauftritt besuchen. Mal ehrlich, wer hat überhaupt von dieser Tagung gewußt oder gar eine Einladung erhalten? Dafür war Funk, Fernsehen und Presse reichlich vertreten. Ist ja bald wieder Wahlkampf. Erstaunlich oder eher erschreckend ist auch hier wieder, das neue deutsche Blockparteiensystem. Alle Parteien vereint – unter Führung der Grünen – im Kampf gegen das „Teufelszeug“ und den zahlenden Bürger. Ein Lehrstück über gelenkte Demokratie. Man bestimmt ein Gremium aus gleichgesinnten Laien und nennt das „Bürgerbeteiligung“. Sachverstand ist ausdrücklich nicht gewünscht, er stört nur die Politik bei ihrer „großen Transformation“.

Was soll das Standortauswahlgesetz bewirken?

Zumindest eine Partei sieht ihre Wurzeln und ihre Kernkompetenz im „Kampf gegen das Atom“. Zieht man dieses Thema ab, verbleibt nur noch ein bischen (austauschbarer) Sozialismus. Die Transsexualität und die vegetarische Zwangsernährung hat sich bereits in den letzten Wahlkämpfen nicht als der Wahlkampfschlager erwiesen. Also zurück zum Geschäft mit der Angst. Nur ist auch das nicht mehr so einfach zu betreiben wie früher. Durch den „Atomausstieg“ und die „Energiewende“ ist „Atomkraft-Nein-Danke“ auch für wohlwollende Linke nicht mehr so der Aufreger. Also schnell vor der Bundestagswahl noch ein paar Kohlen für die eigene Klientel aufgelegt, indem man ein „Standortauswahlgesetz“ im Schweinsgalopp durch die Parlamente treibt. Da alle etablierten Parteien auf den potentiellen Koalitionspartner zum eigenen Machterhalt oder Machterwerb angewiesen scheinen, mit voller Unterstützung der anderen Parteien. Es gibt im Bundestag offensichtlich keine Opposition – und was weit folgenschwerer ist – keinen Sachverstand mehr.

Nachdem wir bereits Milliarden in die Erkundung der Standorte Gorleben und Schacht Konrad investiert haben, soll jetzt noch einmal alles von Neuem gestartet werden. Wohl gemerkt, nicht weil sich diese Standorte als gänzlich ungeeignet erwiesen haben, sondern um die gesamte Republik wieder mit „einem Kampf gegen das Atom“ zu überziehen. Wir gönnen uns ja sonst nichts. In diesem Punkt schweigen sogar die Politiker, die sonst ständig von „Kinderarmut“, drohender „Altersarmut“ etc. reden.

Was ist das eigentliche Problem?

Wir verfügen an zahlreichen Standorten über unterschiedlichste Stoffe, die ionisierende Strahlung aussenden. Sie stammen aus unterschiedlichsten Quellen: Energieerzeugung, Forschung, Medizin, Produktion und Bergbau (Öl, Gas, Kohle usw.). Damit muß verantwortungsvoll umgegangen werden. Das ist die eigentliche politische Frage, die in den Parlamenten diskutiert und beschlossen werden muß:

  • Was ist Wertstoff und was ist Abfall?
  • Was wird als gefährlich angesehen? Dies betrifft nicht nur die Radioaktivität, sondern auch den chemischen Zustand.
  • Wie hoch sollen die Grenzwerte sein?
  • Sollen die Stoffe „vernichtet“ werden und damit dauerhaft aus der Welt geschafft werden oder sollen sie „sicher gelagert“ werden?
  • Was ist eine als sicher angesehene Lagerung: Technische Barrieren oder geologische Barrieren oder eine Mischform?

Erst wenn über diese Fragen Einigung erzielt worden ist, kann sachlich fundiert über Standorte entschieden werden. Dieser Prozeß muß in einer Demokratie über die Parlamente geschehen. Die Politiker – da grundsätzlich Laien – haben vorher den Sachverstand der Wissenschaft zu konsultieren. Die Entscheidung jedoch, kann ihnen keiner abnehmen.

Ganz nebenbei, die „Endlagerfindung“ ist mitnichten die endgültige Lösung. Auch bei einem kompletten Ausstieg aus der Kernenergie und Forschung wird weiterhin mit radioaktiven Stoffen in Medizin und Fertigung umgegangen werden. Radioaktiver Abfall wird weiterhin entstehen.

Die moralische Überhöhung

„Atommüll“ sei Teufelszeug, für das die heutige Generation die Verantwortung tragen müßte, da sie auch den Nutzen davon gehabt hätte. Abgesehen davon, daß dies eine eigenartige Auffassung von der Entwicklung der Menschheit ist, ist diese Aussage auch in höchstem Maße zynisch. Diese Denkweise gipfelt in der Forderung eines generellen Exportverbotes für radioaktive Stoffe. Man will die abgebrannten Brennelemente unwiederbringlich verbuddeln. Deutschland will aus der Kernenergie aussteigen, gut, das ist sein Recht. Aber woher nimmt dieses grün-alternative Milieu eigentlich das Recht, dem Rest der Welt seine Sichtweise aufzuzwingen? Für den überwiegenden Teil der Menschheit sind Brennelemente kein Müll, sondern Rohstoff für die Energiegewinnung. Das Recycling ist erprobte Praxis. Wo bleibt da eigentlich die „Nachhaltigkeit“, die sonst immer, wie eine Monstranz vor sich her getragen wird. Allein China baut alle drei Monate einen neuen Kernreaktor. Der Uranbedarf wird entsprechend steigen. Die Urangewinnung erfordert viele menschliche und materielle Ressourcen, aber wir maßen uns an, Wertstoffe durch vergraben dem Weltmarkt zu entziehen. Am Deutschen Wesen, wird die Welt genesen.

Wie in sich unlogisch die Argumentation ist, zeigt sich daran, daß ein grüner Umweltminister sogar fordert, man müsse für die Endlagerung auch ausdrücklich das tail-end (abgereicherter Teilstrom bei der Urananreicherung) aus deutschen Urananreicherungsanlagen einbeziehen. Was bitte, strahlt denn mehr: Uran-235 oder Uran-238? Das abgereicherte Uran strahlt daher weniger als Natururan. Bisher ist es ein frei handelbares Wirtschaftsgut. Wenn wir die Grenzwerte so tief nach unten schrauben, sollten wir schleunigst Zwischenlager für Kohlenasche (aus der wird gerne Zement und Pflastersteine gemacht), Rückstände aus der heimischen Öl- und Gasförderung usw. anlegen. Außerdem müßten wir schleunigst alle Panzer, panzerbrechende Munition und Ausgleichsgewichte in diversen Flugzeugen mit Aufklebern zur Warnung vor Radioaktivität versehen und das Personal mit Dosimetern ausrüsten. Schöne Grüße aus Absurdistan.

Der Müll geht aus

Der bisherige Gesetzentwurf lautet im Untertitel …ein Endlager für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle…. Wahrscheinlich der kleinste gemeinsame Nenner zwischen den Parteien. Durchaus sinnvoll, denn es gibt ja bereits den Standort Konrad für mittelaktiven Abfall. Wenn man nun aber alle Kernkraftwerke abgeschaltet hat, kommt kein neuer (hochaktiver) Müll mehr hinzu. Der bereits zwischengelagerte Abfall aus der Wiederaufbereitung ist schon recht alt. Bis ein Endlager betriebsbereit ist und die erste Einlagerung möglich wird, werden mindestens noch weitere 50 Jahre vergehen. Je länger der Abfall lagert, um so mehr radioaktive Stoffe sind zerfallen. Es bleiben nur die langlebigen über, die aber gerade wegen ihrer Langlebigkeit wenig Wärmeleistung produzieren. Deshalb ist es z.B. kein Problem, eine Oberflächentemperatur von 90°C (z. B. französische Vorschrift für deren Endlager) bei den Gebinden einzuhalten. Der deutsche Gesetzentwurf schweigt sich bisher dazu aus, was durchaus sinnvoll ist, da ja noch keine konkreten geologischen Verhältnisse vorliegen sollen (Entscheidungsfreiheit).

Damit die „Atommüll-Story“ weiter am Laufen gehalten werden kann, muß man virtuellen Müll erschaffen. Man redet gewaltige Mengen aus der Asse herbei, die angeblich wieder vollständig ausgebaggert werden muß. Hinzu kommen die Mengen an leicht radioaktiven Abfällen aus den Kernkraftwerken und dem Abbruch der kerntechnischen Anlagen. Es wird dabei tunlichst verschwiegen, daß das Volumen von radioaktivem Müll vollkommen beliebig ist. Man kann durch Nachbehandlung (Dekontaminierung, Verbrennung etc.) und Sortierung das Volumen beliebig verringern. Alles nur eine Frage der Kosten. Die jetzt aufgeworfene Forderung der grünen Problemerschaffungs-Partei, auch dieser Müll müßte in dem geologischen Tiefenlager eingelagert werden, setzt dem Ganzen die Krone auf. Müll, der weltweit auf normalen oberirdischen Sondermülldeponien gelagert wird. Dies nur um den Popanz eines nicht vorhandenen Endlagers aufrecht erhalten zu können. Dieses muß natürlich möglichst groß sein, um den Widerstand in der Region anfachen zu können und gleichzeitig möglichst teuer, um das Märchen von der viel zu teuren Kernenergie erfüllen zu können. Als Nebenprodukt kann man noch ein Endlager erschaffen, das sicherheitstechnisch deutlich hinter internationalen Standards zurückbleibt. Nach dem Murks der Energiewende, noch ein Murks mit radioaktiven Stoffen.

Das erschaffene Endlagerproblem

Das größte Bubenstück der Grünen war jedoch das Verbot einer Wiederaufbereitung, das jetzt noch einmal durch das Exportverbot für Kernbrennstoffe verschärft werden soll. Man muß es immer wieder betonen, der verglaste Abfall aus der Wiederaufbereitung in Frankreich und England ist nach maximal 100 000 Jahren auf das Niveau von Natururan abgeklungen. Man kann ihn bereits nach wenigen hundert Jahren in die Hand nehmen, wenn man keine Strahlenphobie hat. Genau das, war der sicherheitstechnische Sinn der Wiederaufbereitung: Verkleinere drastisch das Volumen und entschärfe den Abfall durch die Entfernung des Plutoniums.

Durch die jetzt geplante Endlagerung der unbehandelten Brennstäbe hat man wegen des hohen Plutoniumgehaltes einen wesentlich problematischeren Abfall erschaffen. Man kann nicht einfach die Castoren verbuddeln, sondern die Brennelemente müssen aufwendig neu verpackt werden. Verfahren hierfür, die auch nur ansatzweise die gleiche Sicherheit bieten wie der verglaste Abfall, gibt es nicht. Wer soll die eigentlich entwickeln und wo wird später die Anlage hierfür errichtet?

Zusammenfassung

Es ist der klassische Politikablauf: Erschaffe ein Problem, das du anschließend vorgibst zu lösen. Halte Fachleute fern und laß nach dem Prinzip des Berliner Willi Brand Flughafens Laien vor sich hin wurschteln. Je länger die Sache dauert, je höher sind die Pfründe für alle Günstlinge. Tarne die Angelegenheit über eine „Bürgerbeteiligung“. Gleichzeitig schaffst du dadurch Arbeitsplätze für nicht vom Arbeitsmarkt nachgefragte Akademikergruppen. Diese sind dir deshalb treu ergeben und werden dir den Rücken frei halten. Je besser du die Verantwortungslosigkeit organisiert, je besser ist die Chance wiedergewählt zu werden.

Es wird eine endlose Geschichte inszeniert. Jetzt, wo man sich die Rücklagen für die Entsorgung einverleibt hat, hat man alle Zeit der Welt, das Geld für andere Dinge auszugeben. Politiker als Vermögensverwalter ist genauso, wie gierige Hunde zur Bewachung von Steaks. Ist das Geld weg, wird man die Gesetze ändern. Schacht Konrad und Gorleben laufen ja nicht weg.

PRISM das moderne Entsorgungszentrum? Teil 2

Bei jeder öffentlichen Diskussion ist der „Atommüll“ der Aufreger schlecht hin. Spätestens an diesem Punkt, kommt meist die Ablehnung jeglicher Nutzung der Kernenergie in Deutschland. Die Propaganda hat hier ganze Arbeit geleistet. Es macht nicht einmal stutzig, daß dies schon in unseren Nachbarländern anders gesehen wird.

Was ist eigentlich Abbrand?

Dieser Begriff hat sich wegen seiner Anschaulichkeit so durchgesetzt. Einen Kernreaktor kann man nur mit der typischen Konzentration von spaltbarem Material – eine übliche Bezeichnung für U235 oder Pu239 – betreiben. Bei Reaktoren mit schwerem Wasser reicht schon Natururan aus, bei Leichtwasserreaktoren ist eine Anreicherung auf 3 bis 5 Prozent nötig und bei schnellen Reaktoren sogar bis zu 20%. Haben die Brennelemente nun eine gewisse Zeit im Reaktor Wärme produziert, würde irgendwann die Kettenreaktion zusammen brechen, wenn man nicht einige Brennelemente auswechseln würde. Angestrebt wird immer ein möglichst hoher Abbrand, was ein anderer Ausdruck für die Spaltung von Kernen ist. Gebräuchliche Maßeinheit hierfür ist MWd/to SM (Megawatt Tage pro Tonne Schwermetall). Wenn man 1gr Uran bzw. Plutonium spaltet, wird ziemlich genau ein MWd – oder 24000 kWh – Wärme frei. Eine gewaltige Menge, mit der man schon mitten in der „Atommüll-Frage“ steckt. 2014 wurde in Deutschland 55970 GWh elektrische Energie durch Windkraft erzeugt. Hätte man diese Strommenge in den Kernkraftwerken erzeugt, hätten dafür rund 7000 kg Uran gespalten werden müssen. Ein Würfel von 72 cm Kantenlänge. Warum also die ganze Aufregung?

Wieso Recycling?

Für den Windstrom wären ungefähr 7 GW Leichtwasserreaktoren (gegenüber 39 GW Windmühlen) nötig gewesen. Dafür hätte man erst einmal über 1000 to Natururan fördern müssen, die nach der Anreicherung zu rund 186 to Reaktorbrennstoff verarbeitet worden wären – der berüchtigte deutsche Atommüll, mit seiner „ungeklärten Entsorgungsfrage“. An dieser Stelle wird schon mal klar, warum „Atomkraftgegner“ monatelang – oft gewalttätig – gegen die einst geplante Wiederaufbereitungsanlage gekämpft haben: 186 to sind mehr als 25 mal so viel, wie 7 to. Gerne wird auch noch das geförderte Natururan dem „zu entsorgenden“ Müll hinzugerechnet und fälschlicherweise behauptet, eine Wiederaufbereitungsanlage würde zusätzlichen Atommüll erzeugen. Flugs ist man nach dieser Zahlenakrobatik auf der Suche nach einem gigantischen Endlager. Erst einmal die Probleme schaffen, die man anschließend vorgibt zu lösen.

An dieser Stelle ist es an der Zeit, die drei grundsätzlichen Möglichkeiten kurz zu betrachten:

  1. Man verbuddelt alle benutzten Brennelemente in einem „Endlager“. Schon hier gibt es zwei deutlich unterschiedliche Varianten: Die „Schwedische-Lösung“ eines Langzeitlagers hunderte Meter unter Granit. Die Brennelemente werden in Kupferbehälter eingeschweißt und sollen ausdrücklich rückholbar – eventuell erst in Jahrhunderten – eingelagert werden. Die „Deutsche-Endlager-Lösung“ mit dem Anspruch eines „absolut sicheren“ Einschlusses über „geologische Zeiträume“. Wegen dieses Anspruches hat man auch folgerichtig gleich Fachkräfte für Glaubensfragen und nicht Ingenieure mit der Suche betraut.
  2. Man geht – wie z. B. in Frankreich – den Weg über eine Aufbereitung und Wiederverwendung im vorhandenen System. Ein abgebranntes Brennelement eines Druckwasserreaktors enthält immer noch rund 95% Uran, 1% Transurane und 4% Spaltprodukte. Das Uran wird wieder neu angereichert, das Plutonium zu sog. Mischoxid-Brennelementen verarbeitet und lediglich die Spaltprodukte und minoren Aktinoiden verglast und als „Atommüll endgelagert“. Auch dieser bewußt rückholbar, denn er enthält wertvolle Rohstoffe. Nachteil dieses Weges ist die erforderliche Reinheit von Uran und Plutonium, um sie in vorhandenen Leichtwasserreaktoren wieder einsetzen zu können. Alle minoren Aktinoide werden deshalb den Spaltprodukten zugeschlagen und machen damit diesen Atommüll sehr langlebig.
  3. Man betrachtet die abgebrannten Brennelemente als Brennstoff für schnelle Reaktoren. Die dort verwendeten metallischen Brennstoffe haben keine besonderen Anforderungen an die Reinheit. Man kann deshalb zu Aufbereitungsverfahren übergehen, die Uran zusammen mit allen Transuranen (also auch Plutonium und den minoren Aktinoiden) abscheiden. Hier liegt umgekehrt das Bestreben, möglichst reine Spaltprodukte zu erlangen. Man hat damit einen relativ kurzlebigen (Gefährdungspotential einiger Jahrzehnte bis Jahrhunderte) Abfall, der automatisch ein sehr wertvolles „Erz“ ergibt. Eine „Endlagerung“ wäre nicht nur unnötig, sondern eher Verschwendung. Zumal die relativ geringen Mengen (siehe oben) einfach und sicher zu lagern sind.

Grundsätzlich gibt es auch noch andere Wege. Verwendung des abgebrannten Brennstoffes in Schwer-Wasser-Reaktoren. An diesem Weg wird zielstrebig in Korea gearbeitet oder die „Entschärfung“ des Atommülls in Beschleunigern (Versuchsanlage in Belgien) und Spallationsquellen (USA). Nur die Politik in Deutschland, hat sich in einer „Endlösung“ mit „Atomausstieg“ verrannt.

Warum soll „Atommüll“ eigentlich gefährlich sein?

Spaltprodukte wandeln sich über sog. Zerfallsketten um und senden bis zum Erreichen ihres stabilen Endglieds Strahlung aus. Das ist eigentlich überhaupt kein Problem, denn man kann die Quelle leicht und wirksam abschirmen (z. B. Castor-Behälter). Niemand ist gezwungen, Atommüll zu essen. Das mag sich flapsig anhören, ist aber wörtlich zu nehmen. Erst wenn radioaktive Stoffe unmittelbar in den Körper gelangen, können sie gefährlich werden. Dabei kommt es nicht nur auf die Menge, sondern auch den chemischen Zustand an. Plutonium ist z. B. rein chemisch betrachtet, ein Knochengift. Die biologische Verweildauer (bis es ausgeschieden ist) ist z. B. entscheidend abhängig von der Wertigkeit, in der es vorliegt und damit seiner Löslichkeit im Körper. Jod wird selektiv in der Schilddrüse angereichert. Strontium ist dem Kalzium verwandt und ersetzt dies gern in den Knochen usw.

Radioaktive Stoffe können überhaupt erst gefährlich werden, wenn sie in die Biosphäre gelangen und letztendlich über die Nahrungskette in den Menschen. Aber auch dann ist noch die Frage der Dosis zu stellen. Wir haben sehr genaue Kenntnisse über Wege und Wirkungen. Es gibt für jeden Stoff einen Grenzwert z. B. für Trinkwasser. Diese sind ausnahmslos sehr konservativ festgesetzt. Wer sich einmal mit dieser Materie beschäftigt, wird feststellen, daß selbst eine zigfache Überschreitung der Grenzwerte noch zu keiner akuten Gefährdung einer durchschnittlichen Person führt. Wer anderes behauptet, glaubt auch an die heilende Wirkung irgendwelcher esoterischen Amulette. Möge ihm sein Aberglaube erhalten bleiben, aber versuche er nicht, sein Unwissen als Wissenschaft zu verkaufen und anderen Menschen Angst einzujagen.

Wären radioaktive Stoffe auch nur annähernd so gefährlich, wie „Atomkraftgegner“ gern behaupten, wäre die Menschheit längst ausgestorben. Man denke nur an die Kinder der fünfziger Jahre. Es wurden Tonnen radioaktiver Stoffe bei den Kernwaffentests in die Atmosphäre freigesetzt. Noch heute kann man diese Belastungen weltweit in den Knochen und Zähnen der Betroffenen messen. Wohlgemerkt messen, nicht nur vermuten. Wir haben zwar keine direkten Sinne für Strahlung, aber unsere Meßtechnik ist so verfeinert, daß immer die „Isotopenzusammensetzung“ helfen muß, wenn andere forensische Verfahren längst versagt haben.

Wieso unterirdische Lager?

Für die Gefährlichkeit der radioaktiven Abfälle gibt es zwei wesentliche Einflüsse: Zeit und Konzentration. Je länger es dauern würde, bis die radioaktiven Stoffe wieder in die Biosphäre gelangen, je weniger gibt es überhaupt noch von ihnen. Der Zerfall ist durch nichts aufzuhalten und er geht immer nur in die eine Richtung – Umwandlung in stabile Atome. Ein typisches deutsches Brennelement (Anfangsanreicherung 3,3%, Abbrand 34000 MWd/tU) enthält nach der Entladung 3,62 % Spaltprodukte. Bereits nach einem Jahr sind 3% in einem stabilen – also nicht mehr radioaktiven – Zustand. Zu den 0,62% radioaktiven Spaltprodukten kommen noch 0,9% Plutonium und 0,72% minore Aktinoide. Nur die beiden letzten Gruppen, sind sicherheitstechnisch von langfristigem Interesse.

Man verglast nun die Spaltprodukte und die minoren Aktinoide. Diese „radioaktiven Glasblöcke“ würden in 100 000 Jahren etwa zu 2% aufgelöst, wenn sie im Wasser stehen würden. Das ist die erste Barriere. Wenn sie sich so langsam auflösen, würde dies zu sehr geringen Konzentrationen im Wasser führen. Umgangssprachlich wäre das Wasser nur leicht radioaktiv. Jetzt müßte es aber noch mehrere hundert Meter durch etliche Gesteins- und Bodenschichten aufsteigen. Dies geht nicht nur extrem langsam, noch erfolgt es in einer Rohrleitung, sondern durch einen „riesigen Ionentauscher“. Es kommt nur sehr wenig von dem, was unten ins Wasser überhaupt rein geht, auch oben an. Umgangssprachlich filtert der Boden fast alles raus.

Damit kein Mißverständnis entsteht: Sicherheitstechnisch ist es überhaupt kein Problem, radioaktive Abfälle in einem speziellen Bergwerk gefahrlos und „für ewig“ zu vergraben. Allerdings muß diese Lösung einem Ingenieur widerstreben. Warum soll man Papier und Plastikbecher aussortieren, wenn man Brennelemente einfach am Stück wegwirft?

Wie gefährlich ist gefährlich?

Die Maßeinheiten in der Kerntechnik sind für Menschen, die nicht täglich damit umgehen, wenig verständlich. Dies wird von der Betroffenheitsindustrie weidlich ausgenutzt. Genüsslich wird mit riesigen Zahlen an Becquerel und Sievert nur so um sich geschmissen. Eigentlich ist der psychologische Trick einfach durchschaubar: So schrecklich viel, muß doch einfach gefährlich sein. Es kann also nicht schaden, die Angelegenheit etwas auf die Ebene der Alltagserfahrungen zurück zu holen.

Fangen wir mal mit der guten alten Maßeinheit der Madame Curie an: 1 Curie (Ci) entspricht 3,7 x 1010. Becquerel (Bq) oder anschaulich 1 Gramm Radium. Radium wurde bis in die 1930er Jahre in Medikamenten, Kosmetika und Leuchtstoff für Instrumente und Uhren verkauft. Bis man seine krebserzeugende Wirkung (in hoher Konzentration) erkannte.

Der Abfall aus der Aufbereitung von Brennelementen aus Leichtwasserreaktoren mit allen Spaltprodukten, minoren Aktinoiden und einem Rest von 0,5% Uran und 0,5% Plutonium (alles bezogen auf den ursprünglichen Gehalt im Brennstab vor der Aufbereitung) hat ein Jahr nach der Entladung ziemlich genau eine Radioaktivität von 106 Ci pro Tonne Schwermetall .(im ursprünglichen Brennstab). Die Radioaktivität der Spaltstoff-Lösung (nicht des Glasblockes!) entspricht also ziemlich genau der von Radium. Entscheidend ist, daß die Radioaktivität der Aktinoide zu diesem Zeitpunkt erst 1% ausmacht. Sie sind halt sehr langlebig und tragen damit noch wenig zur Aktivität bei. Nach etwa 500 Jahren ist der Schnittpunkt erreicht: Die Aktivität der Spaltprodukte entspricht der Aktivität der Aktinoide mit deren Zerfallsprodukten. Die Radioaktivität des Atommülls aus der Wiederaufbereitung ist auf rund 0,01% des ursprünglichen Wertes nach der Entladung abgefallen. Wären keine langlebigen Aktinoide im Abfall enthalten, wäre jetzt die Gefahr faktisch vorbei.

Ein anderer Versuch zur Veranschaulichung ist der Vergleich zwischen der Aktivität des Atommülls mit der ursprünglich zur Energieerzeugung geförderten Uranmenge. Uranerz enthält auch immer „Atommüll“, da durch die spontanen Zerfälle auch Spaltprodukte erzeugt worden sind (z. B. Radon). Diese Belastung mit Radionukliden in Gebieten mit Uranlagerstätten (z. B. Sachsen, Tschechien etc.) ist offensichtlich für den Menschen tolerierbar. Wäre das nicht der Fall, müßten überdurchschnittlich viele Sterbefälle in diesen Gebieten nachweisbar sein. Wirft man komplette Brennstäbe weg, wird diese Aktivität erst nach rund 30 000 Jahren erreicht. Solange hat man also zusätzliche Radioaktivität in die Natur eingebracht. Spaltet man das Plutonium in der Form von Mischoxid-Brennelementen in Leichtwasserreaktoren, wird dieser Zeitraum auf rund 1000 Jahre verkürzt. Ein doppelter Ertrag: Das langlebige Plutonium ist weg und für die damit zusätzlich erzeugte Energie braucht kein zusätzliches Uran gefördert werden.

Ein weiterer Vergleichsmaßstab ist Pechblende. Verbuddelt man komplette Brennstäbe, wird die Aktivität von Pechblende für diesen Atommüll auch nach über einer Million Jahren nicht erreicht. Verbuddelt man den verglasten Abfall nach der Wiederaufbereitung, wird der Wert schon nach etwa 80 000 Jahren erreicht. Entfernt man auch noch die Aktinoiden aus diesem Abfall, nach wenigen hundert Jahren (je nach Reinheit). An dieser Stelle dürfte jedem die Bedeutung der „Entsorgungsfrage“ für Pseudo-Umweltschützer klar geworden sein. Als die Grünen die Wiederaufbereitung in Deutschland gekippt hatten, glaubten sie das Totschlagargument gegen die Kernenergie gefunden zu haben: Die selbsterschaffene Gefahr für geologische Zeiträume, die man angeblich den Nachfahren aufbürdet. Politisch besser zu verwenden, als jeder Hexenwahn im Mittelalter.

Zusammenfassend kann an dieser Stelle noch einmal festgehalten werden:

  • „Atommüll“ kann selbst in seiner ursprünglichen Form – als abgebrannte Brennelemente – problemlos und ohne Gefahr für Mensch und Umwelt unterirdisch oder auch oberirdisch in technischen Bauten gelagert werden. Radioaktivität ist natürlich und klingt immer von allein ab (anders als z. B. Asbest oder Quecksilber, die in der Tat „ewig bleiben“). Die Gefahr, die von radioaktiven Stoffen ausgeht, ist somit zeitlich begrenzt. Die „ethische Dimension“ bezieht sich deshalb weniger auf die momentane Gefahr, als auf den Aufwand und die daraus resultierenden Kosten für zukünftige Generationen. Es ist das ewig gleiche Problem, einer jeden Mülldeponie. Kerntechnik ist in diesem Sinne keinesfalls anders, als z. B. Chemie, Landwirtschaft (z. B. Bodenerosion) oder Fischerei (unwiederbringliche Ausrottung ganzer Arten) zu betrachten. Jede Form der Nutzung von „Natur“ verändert diese dauerhaft.
  • Die Kerntechnik ist der einzige Industriezweig, der sich von der ersten Stunde an, Gedanken über seine Umwelteinflüsse gemacht hat. Der Gedanke des „Recycling“ wurde überhaupt erst durch sie populär. Man vergleiche dies mal mit anderen Zweigen der Energietechnik, in denen bis heute, nach wie vor, immer nur auf Umweltschäden reagiert wird. Paradebeispiel ist die Windkraft-Industrie (Vögel, Fledermäuse, Schweinswale, Infraschall usw.) im Verleugnen absehbarer Schäden. Kohle- und Ölindustrie sind dagegen bereits zu aktiven Umweltschützern mutiert.
  • Kernenergie ist unbestritten der sicherste Zweig der Energieerzeugung (Arbeitsschutz = Menschenschutz). Von Anfang an, war man bestrebt, die Nachteile so gering wie möglich zu halten. In welchem anderen Industriezweig gibt es sonst den Grundsatz, die Auswirkungen stets so gering wie möglich zu halten – unabhängig von den Kosten? Im Strahlenschutz und bei der Abgabe von radioaktiven Stoffen bereits mit absurden Auswirkungen.

Der Vorwurf einer angeblich ungelösten Entsorgungsfrage, ist jedenfalls absurd bis böswillig. Je nach Standpunkt und Bildungsgrad.

Das Purex-Verfahren

Wie der Name schon sagt – Plutonium-Uranium Recovery by Extraction – dient der Purex-Prozeß zur Gewinnung von Uran und Plutonium mit möglichst hoher Reinheit. Alles andere (alle Spaltprodukte ob stabil oder radioaktiv und die minoren Aktinoide) ist Abfall. Günstig, wenn man daraus neue Brennelemente für Leichtwasserreaktoren herstellen will, ungünstig für den „Atommüll“, der dadurch besonders langlebig wird.

Es handelt sich um eine Flüssig-Flüssig-Extraktion: Es wird Wasser und Öl gemischt. Diese beiden Flüssigkeiten trennen sich wieder von allein. Findet man nun ein Stoffpaar mit möglichst unterschiedlichem Lösungsvermögen für den gewünschten Stoff, hat man eine einfache Möglichkeit zur Gewinnung gefunden. Es wird aus dem abgenutzten Brennstoff mittels konzentrierter Salpetersäure eine wässrige Lösung hergestellt. Dieses genau eingestellte „Salzwasser“ (Nitrate) wird nun in einer Pulskolonne intensiv mit dem „Öl“ gemischt. Das „Öl“ besteht aus rund 70% Kerosin, in dem rund 30% Tributylphosphat aufgelöst sind. Dieses „Öl“ löst Uran und Plutonium wesentlich besser als andere Salze. Im ersten Schritt gehen etwa 98% davon von der wässrigen in die organische Lösung über.

Für das Verständnis ist wichtig, daß die Löslichkeit relativ ist. Mit anderen Worten, es geht nie alles Uran und Plutonium von der wässrigen Lösung über, dafür aber auch immer einige Spaltprodukte. Man muß das Verfahren also mehrmals wiederholen (Kaskade). Üblich ist eine geforderte Reinheit von 99,9% bei den Endprodukten Uran und Plutonium. Andererseits geht man von bis zu 0,5% Uran und 0,5% Plutonium (beides auf die ursprüngliche Menge im Brennstab bezogen) im Abfallstrom aus. Man hat also nicht nur die ursprünglichen rund 0,07% minoren Aktinoide (Neptunium, Americium, Curium) sondern auch bis zu 0,05% Uran und 0,0005% Plutonium als langlebige α-Strahler im Abfall. Zusammen mit den rund 3,06% Spaltprodukten. Diese Brühe wird nun aufkonzentriert und später verfestigt (kalziniert) und in Glas eingeschmolzen. Das ist das Produkt, welches z. B. aus England und Frankreich zur Endlagerung als „Atommüll“ nach Deutschland zurück geliefert wird. In diesem „Atommüll“ entspricht der Anteil an α-Strahlern also etwa 4%.

Eine Wiederaufbereitungsanlage ist kein Kernkraftwerk, sondern eine reine Chemiefabrik und erzeugt damit auch keinen „Atommüll“. Dies wird immer wieder fälschlich behauptet. In einer Wiederaufbereitungsanlage werden die bereits angelieferten radioaktiven Stoffe lediglich umsortiert und anders konditioniert (z. B. verglast).

Pyrometallurgische Verfahren

Will man den wiedergewonnenen Brennstoff nicht wieder in Leichtwasserreaktoren, sondern in schnellen Reaktoren verwenden, erhält man ein gänzlich anderes Anforderungsprofil. Die Reinheit von Uran und Plutonium spielt – wegen der generell kleineren Einfangquerschnitte – nur noch eine untergeordnete Rolle. Es wird damit möglich, alle Aktinoiden zusammen abzutrennen und als Brennstoff erneut zu verwenden. Es spielt auch keine Rolle, ob einige Spaltprodukte mit durchrutschen. Viele sehen den Vorteil dieses Brennstoffgemisches im Schutz gegen die Weiterverbreitung von Kernwaffen: Es ist ohnehin für den Bau von Kernwaffen völlig ungeeignet. Darüber hinaus, ist der Transport und die Handhabung wegen der erhöhten Strahlung kaum im Verborgenen zu machen.

Die abgenutzten Brennstäbe werden in geschmolzenem Salz aufgelöst. Dabei trennen sich bereits alle leicht flüchtigen Bestandteile (z. B. Edelgase) ab. In das Salzbad tauchen die Elektroden ein. Die Aktinoiden scheiden sich gemeinsam an der Kathode als eine Art „Metallschwamm“ ab. Die Spaltprodukte bleiben im Salzbad gelöst und reichern sich dort an. Aus ihr werden zwei verschiedene „Abfallformen“ zur Lagerung hergestellt: Eine metallische Matrix, in der alle Edelmetalle eingelagert werden und ein keramisches Produkt, in dem die Spaltstoffe in mineralischer Form (Metalle der I. und II. Gruppe und die Halogene) vorliegen. Beides sehr stabile Formen, die direkt einem unterirdischen Lager zugeführt werden könnten. Man könnte sie dort in Bohrlöchern versenken. Vielleicht sollte man hier noch einmal daran erinnern, daß diese Form des Atommülls nach wenigen hundert Jahren nur noch wie gewöhnliches Uranerz strahlt – also einem Stoff, mit dem Bergleute ohne große Schutzmaßnahmen umgehen können.

Der „Metallschwamm“ der Kathode wird nun unter Schutzgas in einem Induktions-Tiegel eingeschmolzen und üblicherweise mehrere Stunden bei bis zu 1400 °C gehalten. Die Schmelze homogenisiert sich. Es können auch weitere Legierungsbestandteile hinzugefügt werden. Schließlich erfordert jeder Brennstab im Reaktor (idealer weise) eine etwas andere Zusammensetzung. Die Legierung kann auch in Formen aus Graphit zu Barren vergossen werden. Üblicherweise werden aber direkt dünne „Stäbe“ zur Herstellung neuer Brennstäbe abgegossen. Ein Verfahren, ist das Gießen in dünne Rohre aus Quarzglas, die während des Abgusses in einer Zentrifuge rotieren. Durch die Zentrifuge bekommt man besonders hochwertige Stäbe. Das Ausformen ist durch Zerschlagen der Glasröhren besonders einfach.

Die Brennstäbe werden aus Stahlrohren (H9) gebildet, in die nun die gegossenen Stücke eingesteckt werden. Der Querschnitt der Gußstücke beträgt nur etwa 75% der Innenfläche der Rohre, da der Brennstoff durch die Bestrahlung sehr stark anschwillt. Damit überhaupt eine gute Wärmeübertragung zwischen Brennstoff und Hülle stattfinden kann, werden die Stäbe mit flüssigem Natrium ausgegossen. Dies geschieht sehr langsam auf Rütteltischen, damit auch kleinste Gasblasen aufsteigen können. Abschließend werden die Rohre gasdicht verschweißt. Die Rohre sind nicht auf ihrer ganzen Länge mit Brennstoff gefüllt, sondern haben oben einen Gasraum als Puffer, in dem sich später Spaltgase ansammeln können. Dieser Gasraum ist mit einer individuellen Gasmischung gefüllt. Wird ein Brennstab im Reaktor undicht, kann man ihn später durch eine Analyse der Isotopenzusammensetzung des „Abgases“ genau identifizieren. Solche Messmethoden sind für den Betrieb sehr wichtig, da flüssiges Natrium nicht durchsichtig ist, was Inspektionen sehr erschwert.

Man muß sich immer vor Augen halten, daß die Abbrände bei schnellen Reaktoren sehr viel höher als bei Leichtwasserreaktoren sind. Man geht dadurch auch mit wesentlich kleineren Brennstoffmengen (bezogen auf die erzeugte elektrische Energie) um. Eine solche Wiederaufbereitung und Brennstoffproduktion hat gegenüber den klassischen industriellen Anlagen eher den Charakter einer Manufaktur. Die Abschirmung ist kein Problem – es genügen übliche heiße Zellen. Die Handhabung ebenfalls nicht, da es sich um recht überschaubare Vorgänge handelt, die sich leicht automatisieren lassen. Es spricht also nichts dagegen, eine solche Anlage direkt auf dem Gelände des Kraftwerks zu errichten. Transport- und Sicherheitsrisiken werden damit erheblich verringert. Den Abfall könnte man ebenfalls in Bunkern auf dem Gelände lagern. Da die Strahlung recht schnell abklingt, könnte man die Entscheidung zwischen verbuddeln oder nutzen bis zum endgültigen Abbruch der gesamten „Energieerzeugungsanlage“ vertagen. Immerhin sind rund 50 % der Spaltprodukte schon mal seltene Erden.

Fukushima – ein Zwischenbericht

In letzter Zeit ist es in den „Qualitätsmedien“ still geworden um die „Reaktorkatastrophe“. Um so mehr ein Grund, hier mal wieder einen Zwischenbericht zu liefern. Man könnte es sich einfach machen: Noch immer kein Toter durch Strahlung, noch immer keine Krebs-Epidemie, noch immer ist der Fisch an Japans Küste essbar…

…da warn es nur noch drei

Anfang August ging die Meldung um die Welt, daß über 90% der Brennelemente (1166 von 1331 abgebrannten Brennelementen) aus dem Lagerbecken des Blocks 4 geborgen und abtransportiert sind. Man erwartet bis Ende des Jahres die vollständige Räumung. Wir erinnern uns: Zum Zeitpunkt der Naturkatastrophe war der Block 4 für einen planmäßigen Brennelementewechsel außer Betrieb. All seine Brennelemente waren nicht mehr im Reaktordruckgefäß, sondern bereits im zugehörigen Lagerbecken. Dieses Lagerbecken wurde infolge der Wasserstoffexplosion mit Trümmern der „Reaktorhalle“ zugeschüttet. Kein schöner Anblick und überdies vermeidbar, wenn man eine übliche „Betonhülle“ um das Kernkraftwerk gebaut hätte. Um es auch unserer – von der japanischen Industriegesellschaft so enttäuschten – Kanzlerin und ihren Jüngern aus CD(S)U und FDP noch einmal klar und deutlich zu sagen: Ein solcher Schadensverlauf ist in einem Kernkraftwerk in Deutschland technisch ausgeschlossen. Jedes Kernkraftwerk in Deutschland (und fast alle auf der Welt) haben eine Stahlbetonhülle, die einer solch kleinen Explosion locker stand hält. Kein Reaktor in Deutschland ist mit einem anderen Block über eine gemeinsame Lüftungsanlage verbunden. Insofern hätte es in einem deutschen Kernkraftwerk (und in fast allen auf der Welt) gar kein explosives Gas geben können. Selten kann ein Ingenieur eine so eindeutige Aussage treffen.

An diesem Unfall sieht man, welch robuste Konstruktion ein Siedewasserreaktor an sich ist. Selbst eine schwere Explosion mit Einsturz der Reaktorhalle führt zu praktisch keiner Freisetzung von Radioaktivität in die Umwelt. Jeder moderne Reaktor hat darüber hinaus noch beträchtliche weitere Sicherheitsreserven. Dies ist auch der Grund, warum nur diese Reaktoren in Fukushima bei dem Tsunami und dem vorausgehenden Erdbeben kaputt gegangen sind. Es war nicht ohne Grund geplant, sie einige Monate später still zu legen. Eine bittere Lektion, die Japan aber angenommen hat: Alle Reaktoren befinden sich immer noch in einer umfangreichen Überprüfung. Es ist absehbar, daß einige nie mehr wieder in Betrieb gehen werden.

Wenn alle Brennelemente aus dem Block 4 ausgeräumt sind, ist das Kapitel faktisch abgeschlossen: Es verbleibt eine technische Ruine, die man auch als Denkmal stehen lassen könnte. So lange man sie nicht betritt, ist sie genauso ungefährlich, wie ein „Bankpalast“ aus Granit. Der japanischen Gemütslage entsprechend, wird man aber eher nicht innehalten, sondern nicht eher ruhen, bis man das Grundstück in eine Rasenfläche verwandelt hat.

Die Problemruinen

Weiterhin problematisch sind die ersten drei Reaktoren des Kraftwerks. Sie waren zum Zeitpunkt des Erdbebens in Betrieb und sind durch den Ausfall der erforderlichen Nachkühlung zerstört worden. Bisher ergibt sich immer noch kein eindeutiges Bild: Die Strahlung in unmittelbarer Nähe der Reaktoren ist noch so stark, daß man keine Menschen zur Untersuchung einsetzen kann und will. Japan ist nicht Russland. Bisher hat man sich nur mit Robotern versucht zu nähern. Dies ist aber schwieriger, als es den Anschein hat. Man hat ein extrem schwieriges Einsatzgebiet, das überdies noch durch Trümmer versperrt ist. Zum großen Teil steht es auch noch unter Wasser. Solange man aber keinen genauen Überblick hat, kann man auch keinen Bergungsplan ausarbeiten. Hier ist noch von jahrelanger Arbeit auszugehen. Sie vollzieht sich auf mehreren parallelen und sich ergänzenden Ebenen.

Jedes mal, wenn man an ein unüberwindlich scheinendes Hindernis gelangt, muß man sich erst neue Spezialvorrichtungen und modifizierte Roboter entwickeln, bauen und testen. Inzwischen arbeitet man weltweit (insbesondere mit den USA und Großbritannien) zusammen, die bereits über umfangreiche Erfahrungen aus dem Abbruch ihrer militärischen Anlagen verfügen. Hier wird eine beträchtliches technisches Wissen entwickelt, das weit über das Niveau von „Windmühlen“ und „Sonnenkollektoren“ hinausgeht. Die deutsche Industrie wird das dank ihrer Verweigerungshaltung in einigen Jahren noch auf ganz anderen Gebieten bitter zu spüren bekommen.

Zur Zeit scheut Japan jedenfalls keine Kosten und Mühen. Als ein Beispiel mag die Myonen-Analyse dienen. Myonen sind Elementarteilchen, die z. B. in großen Mengen durch die kosmische Strahlung in der oberen Erdatmosphäre gebildet werden. Diese Myonen treffen zu Tausenden, jede Minute auf jeden Quadratmeter unserer Erdoberfläche (Anmerkung: Wann demonstriert Greenpeace endlich gegen diese unverantwortliche Strahlenbelastung? Vorschlag: Gottesstrahlen im Kölner Dom hunderte male stärker als die Strahlenbelastung aus Fukushima.). Ein großer Teil dieser Strahlung durchdringt auch massive Bauwerke. Allerdings werden die Teilchen abhängig von der lokalen Dichte gestreut. Mißt man nun die „Flugbahnen“ der Myonen vor dem zu untersuchenden Objekt und nach der Durchdringung, so erhält man ein sehr genaues Bild der Zusammensetzung. Ganz ähnlich einer Röntgenaufnahme: Die dichteren Knochen zeichnen sich deutlich von sonstigem Gewebe ab. Da nun Uran und Plutonium eine – auch gegenüber allen Baustoffen, wie Stahl, Beton usw. – außergewöhnlich hohe Dichte besitzen, erwartet man ein ziemlich genaues Bild der Uranverteilung in den Unglücksreaktoren. Erst dann kann man sinnvoll und risikolos Löcher für Kameras etc. bohren, um sich ein abschließendes Bild zu machen.

Ein weiterer Weg ist die Analyse durch „nachrechnen“ des Unfallablaufes. Solche Rechnungen sind allerdings mit erheblichen Unsicherheiten versehen, da man nicht über ausreichende Messwerte über die tatsächlichen Zustände während des Unglücks verfügt. Sie sind solange nur als grobe Abschätzungen zu werten, solange man keine „Aufnahmen“ der tatsächlichen Brennelement-Reste vorliegen hat. Allerdings läßt sich die Aussagefähigkeit der Berechnungen Schritt für Schritt mit jeder neu gewonnenen Messung verbessern. Es verwundert daher nicht, daß die Ergebnisse verschiedener Institutionen noch recht weit auseinanderliegen: Man glaubt bisher, daß der gesamte Brennstoff des ersten Reaktors (ca. 77 to) damals aufgeschmolzen und weitestgehend aus dem Reaktordruckbehälter ausgelaufen ist und sich unterhalb in der Reaktorkammer gesammelt hat. Bei den Blöcken 2 und 3 gehen die Rechenergebnisse noch weiter auseinander. Hier glaubt man, daß mindestens noch ein Drittel (von je 107 to) sich in den Druckbehältern befindet.

Der Dauerbrenner Abwasser

Seit dem Unglück steht die Belastung des Grundwassers und etwaige Belastungen des Meerwassers im Vordergrund. Das Kraftwerk steht an einer Hanglage. Schon immer sind große Regenwassermengen unterirdisch um das Kraftwerk geflossen. Der Grundwasserspiegel war so hoch, daß alle unterirdischen Kanäle und Keller im Grundwasser stehen. Während des Betriebs hat man durch Entwässerung den Grundwasserspiegel ständig abgesenkt gehalten. Dieses Drainagesystem ist aber durch den Tsunami und das Erdbeben zerstört worden. Folglich stieg der Wasserstand an und die Gebäude schwammen auf und soffen ab. Da die technischen Anlagen ebenfalls undicht wurden, mischte sich das austretende radioaktiv belastete Kühlwasser ständig mit dem Grundwasser im Kellerbereich. Die bekannten Probleme entstanden.

Inzwischen hat man oberhalb des Kraftwerks eine Speerwand errichtet um den Grundwasserstrom einzudämmen. Vor dieser Sperrzone wird durch Brunnen das Grundwasser entzogen. Dies ist eine Technik, wie man sie bei vielen Baustellen weltweit anwendet. Das abgepumpte Wasser wird um das Kraftwerk herum geleitet. Am 2. Mai wurden zum ersten mal 561 m3 Wasser in Anwesenheit von Journalisten und Fischern ins Meer geleitet. Voller Stolz verkündete man, daß die Grenzwerte für die Einleitung ins Meer auf 1/10 (tatsächlich gemessene Werte weniger als 1/100) der Grenzwerte für Trinkwasser festgesetzt wurden.

An der gesamten Uferlänge vor dem Kraftwerk hat man eine Sperrmauer errichtet, die 30 m tief unter den Meeresboden bis in eine wasserundurchlässige Bodenschicht reicht. Vor dieser Sperrmauer wird das angeströmte Grundwasser ständig abgepumpt. Durch diese Maßnahmen kann praktisch kein radioaktives Wasser mehr in das Meer gelangen. Durch die Sanierung des zerstörten Abwassersystems auf dem Gelände, ist es gelungen den Grundwasserspiegel wieder auf das alte Niveau abzusenken. Damit kann nicht mehr so viel Grundwasser in die unterirdischen Kellerräume eindringen und sich dort mit einem Teil des Kühlwassers vermischen. Dies hat zu einer Verringerung der zu lagernden radioaktiven Wässer um etwa die Hälfte geführt.

Um längerfristig praktisch den gesamten Zustrom zu stoppen, hat man seit Juni begonnen das Kraftwerk unterirdisch komplett einzufrieren. Diese Arbeiten werden sich noch bis weit ins nächste Jahr hinziehen. Sind die „Eiswände“ fertig, kann das Grundwasser unkontaminiert um die Ruine herum fließen. Bis März sollen über 1550 Bohrungen 30 bis 35 m tief abgesenkt, und mit Kühlflüssigkeit gefüllten Rohrleitungen ausgestattet werden. Diese werden dann mit Kühlflüssigkeit von -30°C ständig durchströmt. Geplante Kosten: Mehr als 300 Millionen US-Dollar.

Die Roboter

Block 2 war nicht von der Wasserstoffexplosion zerstört und wäre somit zugänglich. Gerade weil er aber immer noch „gut verschlossen“ ist, ist er innerlich stark kontaminiert. Japanische Arbeitsschutzvorschriften sind streng, weshalb vor einem Betreten durch Menschen nur Roboter zum Einsatz kommen. Es sind mehrere Modelle aus aller Welt im Einsatz, die für die Reinigungsarbeiten in Japan modifiziert und umgebaut wurden. Die Roboter sind nicht nur mit „Wischern“ und „Staubsaugern“ ausgerüstet, sondern auch mit Dutzenden Kameras und Messinstrumenten. Sie werden von einer neu errichteten Zentrale aus ferngesteuert. Vordringliche Aufgabe ist die Reinigung der Anlage bis zur Schleuse des Containment. Es wird noch einige Wochen dauern, bis Arbeiter gefahrlos zu der Schleusentür vordringen können. Nächster Schritt wird dann sein, die Schleuse zu öffnen und (ebenfalls mit Robotern) bis zum Reaktordruckgefäß vorzudringen.

Bei allen Abbrucharbeiten in USA, UK und Japan nimmt der Robotereinsatz in letzter Zeit rapide zu. Dies liegt nicht nur an den Entwicklungsfortschritten auf diesem Gebiet, sondern vor allem auch an dem Preisverfall. Arbeiten, die noch vor zehn Jahren utopisch anmuteten, sind heute Routine geworden. Man „taucht“ heute genauso selbstverständlich in Kernreaktoren, wie in Ölförderanlagen tausende Meter tief im Meer. Die Energietechnik – nicht zu verwechseln mit Windmühlen, Biogasanlagen und Sonnenkollektoren – ist auch weiterhin der Antrieb der Automatisierungs- und Regelungstechnik. Wer sich aus ihr zurückzieht, verschwindet kurz über lang ganz aus dem Kreis der Industrienationen (Morgenthau-Plan 2.0 ?).

Die volkswirtschaftlichen Kosten

Der betriebswirtschaftliche und volkswirtschaftliche Schaden durch das Unglück von Fukushima ist riesig. Für Japan ist es um so bitterer, daß er vollständig vermeidbar gewesen wäre, wenn man auf die Fachleute gehört hätte. Allein zwei Geologen sind unter Protest aus Sicherheitsgremien zurückgetreten, weil sie vor einem möglichen Tsunami in der bekannten Höhe gewarnt hatten. Es scheint ein besonderes Phänomen unserer Zeit – und ganz besonders in Deutschland – zu sein, die Warnungen und Ratschläge von Fachleuten zu ignorieren. Wohlgemerkt Fachleute, die sich durch einschlägige Ausbildung und jahrelange Erfahrung ausweisen. Nicht zu verwechseln mit ernannten „Experten“, die meist weder eine Fachausbildung noch praktische Kenntnisse besitzen, diese Defizite aber durch „Festigkeit im Rechten-Glauben“ ersetzen. Diese Hohepriester der Ignoranz in Parteien und Betroffenheitsorganisationen sind nicht weniger gefährlich als Voodoo-Priester in Afrika.

Der in Japan entstandene Schaden durch Ignoranz vollzieht sich auf zwei unterschiedlichen Ebenen: Die Kosten für die Aufräumarbeiten und die Entschädigung für die Evakuierten treffen den Betreiber Tepco mit tödlicher Wucht. Die Kosten durch steigende Energiepreise treffen alle Japaner und sind in ihren Auswirkungen noch nicht endgültig absehbar. Japan und Deutschland werden noch für zig Generationen von Wissenschaftlern genug Stoff für die Frage liefern: Wie und warum haben sich zwei Nationen freiwillig und sehenden Auges durch eine falsche Energiepolitik ruiniert?

Die Kosten für die Aufräum- und Dekontaminierungsarbeiten werden inzwischen auf über 100 Milliarden US-Dollar geschätzt. Glücklicherweise gilt hier, daß die Kosten für Tepco die Gehälter für zahlreiche Japaner sind. Allerdings muß die Frage erlaubt sein, ob viele Japaner nicht sinnvolleres zu tun hätten, als Grenzwerte unterhalb der vorhandenen Strahlung anzustreben.

Viel bedenklicher – aber anscheinend nicht so offensichtlich – ist der volkswirtschaftliche Schaden. Die japanischen Energieversorger haben jährliche Mehrkosten von 35 Milliarden US-Dollar durch den Einkauf zusätzlicher fossiler Brennstoffe. Dies ist rausgeschmissenes Geld, da man täglich die abgeschalteten – und längst überprüften und für sicher befundenen – Kernkraftwerke wieder hochfahren könnte. Inzwischen importieren die Stromerzeuger jährlich für 80 Milliarden US-Dollar Kohle und LNG (verflüssigtes Erdgas). Japan ist der größte Importeur für LNG (90 Mio to jährlich) und der zweitgrößte Importeur für Kohle (190 Mio to jährlich, stark steigend) und der drittgrößte Importeur für Öl weltweit (4,7 Millionen barrel pro Tag). Sind die jährlichen Ausgaben hierfür schon imposant (289 Milliarden US-Dollar in 2012), so ist langfristig das Verhältnis zum Bruttosozialprodukt entscheidend: Es ist inzwischen doppelt so hoch wie in China (wobei das Bruttosozialprodukt in China schneller steigt, als der Energieverbrauch) und fast vier mal so hoch, wie in den USA (dort nimmt die Eigenproduktion ständig zu). Eine solche Schere ist für einen Industriestandort langfristig nicht tragbar. Es gibt also keinen anderen Weg, als zurück in die Kernenergie. „Wind und Sonne“ sind bei diesen Größenordnungen nichts anderes als Spielerei (in 2012: 92% fossil, 6% Wasserkraft; 2010: 15% Kernenergie).

Strahlenbelastung

Die UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) ist auch in ihrem neuesten Untersuchungsbericht zu dem Schluß gekommen, daß weder eine erhöhte Rate an Krebserkrankungen noch an Erbschäden in Japan feststellbar ist. Es wird ausdrücklich betont, daß die Strahlenbelastung durch die schnelle und großzügige Evakuierung viel zu gering ist um Folgeschäden auszulösen. Im Mittel sind die Menschen im Raum Fukushima mit 10 mSv über ihr gesamtes Leben zusätzlich belastet, während allein die Hintergrundstrahlung in Japan rund 170 mSv über ein Menschenalter beträgt. Es sind überhaupt nur Schädigungen feststellbar, wenn kurzfristig eine Strahlenbelastung von über 100 mSv vorgelegen hat. Deshalb befinden sich 160 Mitarbeiter in einem Langzeit-Überwachungs-Programm. Bisher konnten auch in dieser Gruppe keine Veränderungen festgestellt werden.

Parallel läuft ein Überwachungsprogramm von 360000 Kindern auf Veränderungen der Schilddrüse (Anmerkung: Gerade bei Kindern und Jugendlichen kann die Anreicherung von Jod-131 zu Wucherungen in der Schilddrüse führen.) Die dabei festgestellten Fälle, sind eher auf die genaueren Untersuchungsmethoden als durch eine Strahlenbelastung zurückzuführen. Eine Vergleichsgruppe unbelasteter Kinder ist nicht vorhanden. Interessant wird eher die Zahl der „Krebstoten“ nach Abschluss dieser Studie sein. Erfahrungsgemäß wird sie geringer als der japanische Durchschnitt werden, da durch die begleitende Überwachung „Krebs“ früher erkannt und besser behandelt werden kann.

Ein, zumindest zwiespältiges, Ergebnis brachten die Evakuierungen mit sich: Innerhalb kurzer Zeit wurden 78000 Menschen aus dem 20km-Radius ausgesiedelt. Weitere Menschen wurden aus dem 20 bis 30 km Radius in Schutzräume untergebracht.

Strahlenphobie tötet

In dem 20km-Radius um das Kraftwerk befanden sich acht Krankenhäuser und 17 Pflegeheime, in denen sich zum Zeitpunkt des Unglücks 1240 Patienten bzw. 940 Pflegefälle befanden.

Unmittelbar nach dem Tsunami wurde eine Evakuierung im 2km-Radius angeordnet. Am nächsten Morgen wurde der Radius auf 10 km ausgeweitet. Am Nachmittag ordnete die Regierung eine Ausweitung auf 20km an. Am Abend des zweiten Tags nach dem Tsunami stellte man fest, daß sich noch 840 Patienten in den Krankenhäusern und Pflegeheimen befanden. Die Regierung ordnete noch am späten Abend eine Notevakuierung an. Am folgenden Morgen begannen völlig panische und chaotische Transporte: Schwerkranke wurden ohne Begleitung durch medizinisches Personal in normale Fahrzeuge verfrachtet. Bettlägerige Patienten wurden teilweise schwer verletzt, weil sie während der Fahrt von den Sitzen rutschten. 27 Patienten mit Nierenversagen und Schlaganfällen wurden auf einen Transport ins 100km entfernte Iwaki verschickt. Zehn verstarben noch auf dem Transport. Insgesamt sollen 50 Patienten während oder kurz nach der Evakuierung verstorben sein. Todesursachen: Unterkühlung, Dehydration und drastische Verschlimmerung der vorhandenen medizinischen Probleme.

Das alles geschah, weil (einige) Menschen völlig absurde Vorstellungen von der Wirkung ionisierender Strahlung haben. Über Jahrzehnte systematisch aufgehetzt von Betroffenheits-Organisationen vom Schlage Greenpeace. Organisationen und Einzelpersonen („Atomexperte“), die es zu ihrem persönlichen Geschäftsmodell gemacht haben, andere Menschen in Furcht und Schrecken zu versetzen. Wir sind es den Opfern schuldig, diesem Treiben wesentlich entschiedener entgegenzutreten. Das sind nicht die netten-jungen-Leute-die-immer-die-Waale-schützen, sondern straff geführte Unternehmen mit Millionenumsätzen. Aufklärung beginnt immer im persönlichen Umfeld. Jede Spende weniger, bereitet dem Spuk ein baldiges Ende. Wenn sich das Geschäftsmodell „Strahlenangst“ erledigt hat, werden sich diese Typen schneller als gedacht lukrativeren Tätigkeiten zuwenden.

Und ewig grüßt das Tanklager

Die „Qualitätsmedien“ können gar nicht genug bekommen, von „der in wenigen Stunden tödlichen Dosis“ im Tanklager H4 in Fukushima. Es ist eine echte „Mann-beißt-Hund-Meldung“. Viel spannender jedenfalls, als ein Giftgaseinsatz oder gar die Bundestagswahl. Ob es sich dabei einfach nur um schlampigen Journalismus handelt (man hätte ja mal jemand fragen können, der sich damit auskennt) oder tumbe Propaganda, mag der Leser selbst entscheiden. Jedenfalls hält man seine Leser für arg kritiklos – um nicht zu sagen für dämlich. Da werden in den eigenen Berichten über die in „wenigen Stunden tödliche Dosis“ Bilder von Arbeitern in Schutzanzügen (dazu noch weiter unten) gezeigt, die zwischen den Tanks umherlaufen und sich diskutierend über die Betonwanne beugen. Das mag ja noch für manchen Rechtgläubigen, der seit Jahren gegen die „fiese Atommafia“ kämpft, logisch erscheinen. So sind sie halt, die profitgierigen Kapitalisten von Tepco. Was ist aber mit den schönen Photos von dem Besuch des japanischen Handelsministers Toshimitsu Motegi inmitten einer solchen Gruppe? Hat man je von einem „Herrschenden“ gehört, der sich freiwillig und unnötig „verstrahlt“? Man muß also gar nichts von Strahlenschutz verstehen, um diese Berichte kritisch zu hinterfragen. Etwas gesunder Menschenverstand würde ausreichen – oder man hat halt etwas ganz anderes im Sinn.

Man unterscheidet α – (Heliumkerne), β – (Elektronen) und γ -Strahlung (elektromagnetische). Jede, dieser ionisierenden Strahlungen hat eine charakteristische biologische Wirkung und „Durchdringungsfähigkeit“. Für α – Strahlung reicht ein Stück Papier oder ein Zentimeter Luft als Abschirmung aus. Völlig anders ist die Situation, wenn α -Strahlung erst im Körper freigesetzt wird. Für den gleichen Energiegehalt wird deshalb eine 20fache Schadenswirkung angenommen. Ganz ähnlich verhält es sich mit der anderen Teilchenstrahlung, der β – Strahlung. Sie dringt nur oberflächlich in Stoffe ein. Eine Abschirmung von ein bis zwei Metern Luft reicht aus. Genau hier, liegt das Mißverständnis begründet. Im Sinne des Strahlenschutzes spielt nur die γ – Strahlung für einen „Tanklagerbesucher“ eine Rolle: Man muß durch einen Schutzanzug mit Atemmaske verhindern, daß radioaktive Partikel in den Körper oder auf die Haut gelangen. Ist dies gewährleistet, kann man im Sinne des Arbeitsschutzes α- und β -Strahlung vergessen. Für die Bestimmung der zulässigen Aufenthaltszeit z. B. ist nur die laufende Messung (Dosimeter) der γ -Strahlung von Interesse. Die γ -Strahlung hat in all den berichteten Fällen etwa 1,5 mSv/h (an den „heißen Stellen“, nicht etwa im gesamten Tanklager) betragen. Eigentlich, nicht der Rede wert – jedenfalls kein Grund für ein meßbar zusätzliches Krebsrisiko.

Warum also die plötzliche Aufregung über ständig steigende und gar „tödliche Strahlung“? Wahrscheinlich eine Kombination aus Unwissenheit und Sensationsgier. Das zweite dürfte überwiegen, denn man hätte ja mal jemanden fragen oder googeln können. Tepco veröffentlicht täglich die Meßwerte an verschiedenen Kontrollstellen. Da das Internet nicht vergisst, kann man die Entwicklung gut nachvollziehen. Fukushima ist eben nicht Tschernobyl! Die Meßwerte haben sich nicht verändert. In letzter Zeit ist lediglich eine Interpretation durch Laien hinzugekommen.

Tepco hat neben der Nuklidzusammensetzung der Wässer und der γ-Strahlenbelastung auch einen Wert für die β-Strahlung angegeben. Wie schon weiter oben gesagt, wird β-Strahlung durch Luft sehr stark abgeschirmt. Die Meßwerte werden von Tepco in einem Abstand von 70 μm gemessen. Das Abwasser in den Tanks hat β-Werte von 1,8 bis 2,2 Sv/h. Solch hohe Werte bedeuten für einen Fachmann nur eins: Paß auf, daß du diese Brühe nicht ins Auge kriegst, sonst könntest du dein Augenlicht (Linsentrübung) verlieren! Mehr aber auch nicht. Selbst bei längerer Einwirkung auf der Haut, würde sich lediglich eine Hautrötung ergeben. Solange man die Pfütze nicht austrinkt, besteht keine Gefahr. Noch einmal in aller Deutlichkeit: Es gibt keine tödliche Dosis für eine äußerlich wirkende β.-Strahlung. Schon der Schmerz durch den „Sonnenbrand“ würde jeden Menschen genug Zeit lassen, sich zu entfernen.

Das Tanklager

Bei dem betreffenden Tanklager handelt es sich um „mobile“ Tanks, die eiligst aufgestellt und teilweise sogar umgesetzt wurden. Sie sind aus einzelnen, gebogenen Segmenten zusammengeschraubt. Um sie überhaupt wasserdicht zu bekommen, sind in die Fugen Gummidichtungen eingelegt. Eine solche Konstruktion, in so hoher Stückzahl, bei den lokalen Wetterverhältnissen (große Temperaturschwankungen, Taifune, Erdbeben etc.) kann nicht über längere Zeit dicht bleiben. Ständige Leckagen waren vorhersehbar.

Die in den Medien angegebene Menge von 300 m3, die ausgelaufen sein sollen, ist mit Vorsicht zu genießen. Geht man in die Originalangaben von Tepco, handelt es sich eher um eine Abschätzung. Es wurde in einem Tank eine Absenkung des Flüssigkeitsspiegels um etwa 3 m gegenüber seinen Nachbartanks festgestellt. Keiner weiß genau, ob er jemals ganz voll war, wieviel verdunstet ist usw. Es wurde Wasser aus der Auffangwanne um den Tank abgepumpt, aber nicht so viel. Nach Tepco etwa 4 m3 (!) bis zum 20. August. Der Rest „könnte“ im Boden versickert sein. Die in den Medien gemachte Aussage, es seien 300 m3 verseuchtes Wasser in den Ozean gelangt, ist so nicht haltbar und eher durch Meßwerte entkräftet. Erst recht nicht, daß die in dem Wasser enthaltene Radioaktivität dorthin gelangt ist. Der Boden wirkt in jedem Fall als Filter und Ionentauscher.

Als Gegenmaßnahmen wurden jetzt (!!) alle Ablaufventile in den Auffangwannen geschlossen. Es wurden unter alle Leckstellen Absorptionsmatten ausgelegt, um zukünftig besser kontrollieren zu können, wieviel Wasser ausgelaufen ist und ob etwas versickert ist. Nach dem Umpumpen des schadhaften Tanks soll die Wanne mit einem Hochdruckreiniger gereinigt werden und eine 50 cm Bodenschicht am Auslaufventil abgetragen werden. Der verseuchte Bodenbereich wurde mit Gummimatten und Sandsackbarrieren gesichert, damit kein verseuchtes Wasser (Regen) in die Entwässerungssysteme gelangen kann.

Als die wirksamste Gegenmaßnahme erscheint der gute alte Nachtwächter: Zukünftig geht alle drei Stunden eine Fußstreife kontrollieren.

Woher kommt das Wasser in den Tanks?

Nach wie vor müssen alle drei Reaktoren gekühlt werden. Dazu wird ständig Wasser in die Reaktorgefässe gepumpt. Durch die Leckagen in den Steuerstabführungen etc. fließt das Wasser in einem offenen Kreislauf in die Kellerbereiche des Kraftwerks. Dort vermischt es sich mit eindringendem Grundwasser und wird abgepumpt und einer Aufbereitung zugeführt. Das Grundwasser ist Brackwasser, wodurch der Salzgehalt im Rücklauf größer wird. Die Aufbereitung erfolgt zur Zeit in zwei Schritten: Dem SARRY-Verfahren und einer Umkehrosmose. In der SARRY-Stufe wird durch Adsorption (vor allem) Cäsium und weitere 60 Spaltprodukte (teilweise) abgeschieden. Die Umkehrosmose entspricht einer Meerwasserentsalzungsanlage: Es entsteht ein Wasserstrom „reines“ Wasser, welches wieder zur Kühlung in die Reaktoren eingespeist wird und ein „Konzentrat“, welches ins Tanklager geht. Ein typisches Meßprotokoll vom 9. 8. 2013 zeigt folgenden Verlauf: Das Wasser kommt beispielsweise mit 56000 Bq/cm3 Cs137 aus dem Keller in die Anlage rein. Dort wird soviel Cäsium abgeschieden, daß es die SARRY-Stufe im Mittel mit 1,3 Bq/cm3 verläßt. Nach der Umkehrosmose ergibt sich ein Reinwasserstrom mit einem Gehalt unter der Nachweisgrenze, aber ein Konzentrat mit 2,7 Bq/cm3 Cs137 für die Tankanlage. Am Rande bemerkt sei, daß der Wert für Cs137 für Trinkwasser nach internationalem Standard 10 Bq/Liter maximal betragen soll. Man könnte jetzt also mit fug und recht sagen, daß das Wasser im Tanklager 270 mal den Grenzwert für Trinkwasser übersteigt. Hört sich doch gleich viel gefährlicher an, nicht wahr?

Die Brennelemente sind durch das Unglück zerstört worden und teilweise wahrscheinlich aufgeschmolzen und wieder erstarrt. Sie haben jedenfalls keine Schutzhülle mehr und befinden sich auch nicht mehr in ihrem ursprünglichen (sehr widerstandsfähigen) chemischen Zustand. Das „Reinwasser“ zur Kühlung wird sie deshalb beständig weiter auslaugen. Es kann auch kein Gleichgewichtszustand angestrebt werden, solange das Wasser immer noch über die zerstörten Keller abfließen muß. Solange es nicht gelingt einen geschlossenen Kühlkreislauf zu bauen, hat man eine „ständige Quelle“ für verseuchtes Wasser. Ziel muß es daher sein, so schnell wie möglich, den alten Brennstoff aus den Reaktoren zu entfernen. Das ist aber leichter gesagt, als getan. Insofern ist es folgerichtig, mit Hochdruck eine stationäre Wasseraufbereitung zu bauen. Es wird noch eine erhebliche Menge mittelaktiven Abfalls anfallen, denn mit der Entfernung aus dem Wasser ist es nicht getan.

Einfach ins Meer kippen?

Manche Kritiker von Tepco schlagen nun eine radikale Lösung vor: Anstatt immer mehr Tankanlagen zu bauen, einen Tanker chartern und das radioaktive Wasser auf hoher See verklappen.

Radioaktive Materialien sind keine Bakterien oder Viren. Eine Vermehrung ist ausgeschlossen. Sie werden einfach nur weniger. Ferner bestimmt immer die Dosis das Gift. Je stärker man die radioaktive Lösung verdünnt, um so ungefährlicher wird sie. Setzt man sie weit genug draußen frei, ist eine Anreicherung über die Nahrungskette, auf für den Menschen schädliche Konzentrationen, ausgeschlossen. Übrigens genau die Lösung, die die Sowjetunion für die Entsorgung ihrer Atom-U-Boote gewählt hatte.

Ob man nun das Meer als Müllkippe nutzen sollte, ist eher eine ethisch-moralische oder juristische Frage. Die Naturwissenschaft kann allenfalls bei der Beantwortung helfen. Das Meer ist ist mit einem Volumen von über 1,5 Milliarden Kubikkilometern gigantisch groß. Zwar gibt es bedeutende regionale Unterschiede (z. B. Mittelmeer und offener Atlantik) und insbesondere sehr unterschiedliche Lebenswelten (Korallenriff bis Tiefseewüste), trotzdem ist es in seiner chemischen Zusammensetzung erstaunlich homogen. So enthält jeder Kubikmeter Meerwasser rund 433 Milligramm Uran, was eine Gesamtmenge von 5 Milliarden Tonnen gelösten Urans ergibt. Einschließlich der natürlich entstehenden Spaltprodukte, eine Menge Radioaktivität. Allein die Menge des gelösten radioaktiven K40 (Kalium hat auch jeder Mensch in seinen Knochen; „eigene Strahlung“ etwa 0,17 mSv/a) beträgt 530 Milliarden Curie (1 Cu ist die Aktivität von einem Gramm Radium oder 37 GBq). Das ist für sich eine gewaltige Menge Radioaktivität – aber eben fein verteilt. Es gibt aber durchaus auch Unterschiede: Die Konzentration im Golf von Mexiko ist höher – eine Folge der Zahlreichen Öl- und Gasbohrungen dort.

Nach Schätzungen verschiedener unabhängiger Institutionen (Tokyo University of Marine Science, Woods Hole Oceanographic Institution, National Oceanography Centre in Southampton etc.) werden etwa 0,3 TBq monatlich durch Fukushima ins Meer abgegeben. Die auf Messungen und Ausbreitungsrechnungen beruhenden Werte, bewegen sich in einer Bandbreite von 0,1 bis 0,6 TBq. Ist das nun sehr viel? Allein durch die Wasserstoffbombentests in den 1960er Jahren wurden im nördlichen Pazifik mehr als 100.000 TBq Cs137 eingetragen. Die Wiederaufbereitungsanlage in Sellafield hat in 40 Jahren 39.000 TBq in die Nordsee abgegeben.

Die bisher höchsten Werte im Seegebiet zwischen 30 und 600 Kilometer vor Fukushima wurden 3 Monate nach dem Unglück gemessen. Es ergaben sich 3 Bq/Liter Cs137 . Im gleichen Zeitraum wurde ein natürlicher Eintrag von 10 Bq/Liter K40 gemessen. Schön, daß uns die Meßtechnik erlaubt, notfalls auch noch einzelne Kerne festzustellen.

Anreicherung über die Nahrungskette

Ist seit Beginn der „Anti-Atomkraft-Bewegung“ immer das schärfste Schwert in jeder Diskussion. Leider ist es nur sehr eingeschränkt und mit Vorsicht zu gebrauchen. In der Wissenschaft wird sie über das Verhältnis der Konzentration in der Umgebung zu der im Lebewesen bestimmt. Plankton reichert z. B. die Radioaktivität rund 40-fach an. Aber schon in den nächsten Schritten der Nahrungskette wird die Konzentration wesentlich geringer. Sie ist keinesfalls additiv. Biologie ist halt komplizierter. Zudem ist jedes Lebewesen für unterschiedliche Nuklide auch unterschiedlich selektiv. Wir erinnern uns noch an die Empfehlung nach Tschernobyl, nicht zu viel Pilze zu essen. Nebenbei gesagt, haben wir durch den „Praxistest“ Tschernobyl eine Menge über solche Ketten lernen können.

Wie schön, daß nun auch schon eine Auswirkung von Fukushima über den Pazifik bis nach Kalifornien festzustellen ist. Es ist nichts so schlecht, daß es nicht zu irgendetwas nützlich ist. Der „Nuklidcocktail“ von Fukushima dient nun dazu, die Wanderwege des von der Ausrottung bedrohten blauen Thunfisch zu erforschen. Nach Veröffentlichung erster Ergebnisse, waren sofort die Panikmacher zur Stelle und sahen sich in ihren schlimmsten Befürchtungen bestätigt. Die Ergänzung der Wissenschaftler ging natürlich bei den Medien verloren: Ein Erwachsener müßte 2,5 bis 4 Tonnen pro Jahr von diesem Thunfisch essen, um überhaupt auf den zulässigen Grenzwert zu kommen. Dieser ist aber noch weit von jeglicher Schädigung entfernt, sonst wäre es ja kein Grenzwert. Feststellbar, ist eben noch lange nicht schädlich.

Wer Angst vor „von Fukushima verseuchtem Tunfisch “ hat, sollte besser gar keinen Fisch essen. In jedem Fisch kann man unter anderem Po210 mit einer zigfach höheren „Strahlenbelastung“ nachweisen. Es stammt aus der natürlichen Zerfallskette des im Meerwasser gelösten Urans. Es ist nur etwas schwieriger nachweisbar, da es sich um einen α-Strahler handelt. Deshalb wurde 2006 auch der Putingegner Alexander Litwinenko damit in London ermordet.