Transmutation radioaktiver Abfälle

München, 24. Februar 2025

Transmutation ist die Um­wandlung von Nukliden durch Kernreaktionen. Wenn Transmutation in einem großtechnischen Maßstab gelänge, so könnte dieses Verfahren dazu dienen, langlebige und hochaktive Nuklide umzuwandeln. Damit ließe sich möglicherweise der Platzbedarf eines geologischen Tiefenlagers für hochradioaktive Abfälle reduzieren und die Langlebigkeit von radioaktiven Abfällen insgesamt verringern. Über den Stand der Forschung und die Perspektiven aus heutiger Sicht sprachen die Experten bei acatech am Dienstag am 18. Februar mit 60 online-Teilnehmern.

In seiner Begrüßung schlug acatech Präsident Jan Wörner den Bogen von kulturgeschichtlichen, chemisch-physikalischen bis hin zu aktuellen gesellschaftspolitischen Fragen, die mit dem Thema verknüpft sind. Wie können wir mit radioaktivem Abfall umgehen?

Bruno Merk, RAEng Chair in Emerging Technologies, University of Liverpool, erläuterte Stand und Perspektiven der Transmutationstechnik: die acatech Projektgruppe, die sich vor mehr als zehn Jahren dem Thema angenommen hat, war beispielhaft und wegweisend, weil sie Kerntechnik, Endlagerexperten und Sozialwissenschaftler zu dem Thema zusammengebracht hat. Diese interdisziplinäre Arbeit sei dem Thema angemessen, sagte Bruno Merk.

Bereits damals stand die Frage, was Transmutation für ein Endlager bringt, im Zentrum. Optimisten sprechen davon, dass nach Transmutation die Endlager für hochradioaktive Abfälle deutlich kleiner konzipiert werden können und möglicherweise „nur“ eintausend Jahre (statt Jahrmillionen) aktiv sind. Transmutation sei, so Bruno Merk, aus wissenschaftlicher Sicht machbar, aber die technische Realisierung von Transmutation ist – so zeigt sich – doch schwieriger als gedacht. Der nächste Schritt zur Entwicklung wäre ein Demonstrator, der auf dem neuesten Stand von Wissenschaft und Technik basiert. Dann hätte man eine Grundlage für politische Entscheidungen in diesem Bereich. Freilich muss Deutschland zuvor die Kerntechnik erst wieder in Forschung und Entwicklung etablieren.

acatech Präsidiumsmitglied Armin Grunwald, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), bettete in seiner Rolle als Ko-Vorsitzender des Nationalen Begleitgremiums für Endlagerung die technischen Möglichkeiten in die Diskussion in Gesellschaft und Politik ein. Seit Jahrzehnten, so erinnerte er, ist die Frage nach dem Umgang mit radioaktivem Abfall ein Thema, das spaltet. 2014 bis 2016 erarbeitete die vom Deutschen Bundestag eingesetzte Endlagerkommission Empfehlungen, auf deren Grundlage die Suche nach einem Endlager für hochradioaktive Abfälle läuft – ergebnisoffen, transparent, nach gesetzlich festgelegten fachlichen Kriterien und unter Beteiligung der Öffentlichkeit. Transmutation könne im Prinzip das Endlagerproblem entschärfen, ist aber sehr teuer und langwierig – und ob es am Ende funktioniert, weiß heute noch niemand. Eine Maschine, die radioaktiven Abfall einfach so in unschädliche Stoffe verwandelt, wird es jedenfalls nicht geben. Aus Sicht von Armin Grunwald ist Transmutation derzeit vor allem ein rhetorisches Instrument der Politiker für den Wiedereinstieg in die Nutzung der Kernenergie.

Winfried Petry, Technische Universität München und Mitglied der Expertenkommission Kernfusion Bayern, sieht neben der Verkürzung der Lebensdauer und Radioaktivität des radioaktiven Abfalls eine weitere mögliche Anwendung der Transmutation, und zwar die Nutzung für einen „geschlossenen Brennstoffkreislauf“ und damit eine vollständigere Nutzung des Energiegehalts des Brennstoffs Uran. Auch er plädierte für Investitionen in einen Demonstrator für eine Transmutationsanlage angesichts der gegenwärtigen Energieprobleme und dem erwartbar langen Zeitraum (bis ca. 2100), bis ein Endlager bereitgestellt ist.

Ein Plädoyer für eine Entwicklung der Transmutation parallel zur Endlagersuche? Jan Wörner meint, dass eine Entscheidung dazu jetzt nicht abschließend gefällt werden kann. Ein weiteres Engagement in Kerntechnik, wie es etwa unlängst von der Bayerischen Expertenkommission Kernfusion empfohlen wird, ist aber sicherlich eine Voraussetzung für eine Technologieoffenheit in diesem Bereich. acatech wird mitwirken, Optionen entwickeln – und auch deren Konsequenzen betrachten.

In der von Anna Frey moderierten Diskussion ging es um denkbare Rechtsrahmen und die nukleartechnische Kompetenz zur Entwicklung von Transmutations-Anlagen in Deutschland, um die Vermeidung der Proliferationsrisiken in der Transmutation und die internationale Situation.

Weitere Informationen:

Kerntechnikkompetenz für die Energiewende

Gesellschaftliche Implikationen der Partitionierungs- und Transmutationsforschung

Sichere Entsorgung und Tiefenlagerung von hochradioaktivem Material