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Die Johannes Gutenberg-Universität hat zusammen mit
dem Forschungszentrum Karlsruhe und dem Forschungszentrum Rossendorf
1995 auf Initiative des BMWi einen Kompetenzverbund etabliert, dem
mittlerweile weitere fünf Forschungseinrichtungen angehören: das
Institut für Interdisziplinäre Isotopenforschung Leipzig sowie die
Universität des Saarlandes, die TU München, die Universität Heidelberg
und die Universität Potsdam. Sie untersuchen, wie sich radioaktive
Elemente verhalten, wenn sie freigesetzt würden und mit der
natürlichen Umgebung, d.h. den Gesteinen und den gesteinsspezifischen
Lösungen in Kontakt kämen: Wie werden die Radionuklide von
verschiedenen Gesteinen festgehalten und welche Transportprozesse
müssen berücksichtigt werden? Werden Radionuklide der
Actinidenelemente Uran, Neptunium oder Plutonium bei einem
Wassereinbruch überhaupt mobilisiert oder lagern sie sich vor Ort an
Oberflächen an und verharren dort unbeweglich? Kommt es zur Bildung
von Kolloiden und erfolgt eine Bindung der Radionuklide beispielsweise
an Huminstoffe, die in natürlichen Grundwässern vorkommen? Besteht
dadurch die Gefahr einer beschleunigten Ausbreitung radioaktiver
Substanzen? Welche Wechselwirkungen gibt es mit anderen,
nichtradioaktiven Stoffen? "Zum Beispiel haftet vierwertiges Plutonium
überall wie festgenagelt und es wäre keine Wanderung zu erwarten. Wenn
es sich aber an kleinen Teilchen anlagert, wandert es doch", erläutert
Dr. Norbert Trautmann vom Institut für Kernchemie der Mainzer
Universität das unterschiedliche Verhalten radioaktiver Substanzen in
Abhängigkeit von der Umgebung.
Nach ersten Untersuchungen über den Einfluss von
Huminstoffen auf das Migrationsverhalten hatte der Kompetenzverbund
seinen Fokus zunächst auf die Verhältnisse bei der Endlagerung in
Salzgestein gelegt. Der Einfluss von Huminsäuren auf die Migration von
Radionukliden durch Komplexbildung wurde in salzhaltigen Lösungen
erforscht. Seit 2003 wurde dann das Tongestein Kaolinit als einfaches
Modellmineral verwendet. Beim Abschlussworkshop zu dieser Verbundphase
am 28. und 29. März in Mainz haben die beteiligten
Forschungseinrichtungen ihre in den letzten zweieinhalb Jahren
erhaltenen Ergebnisse vorgestellt. Gleichzeitig fiel der Startschuss
für eine weitere dreijährige Verbundphase. "Wir werden nun die
Untersuchungen an Kaolinit beenden und wahrscheinlich einen in
Norddeutschland natürlich vorkommenden Mergelton als Referenzsubstanz
verwenden", sagte Dr. Siegfried Köster vom BMWi mit dem Hinweis, dass
der Bund auch die nächste Projektphase fördern wird. Nach den
bisherigen Erkenntnissen gibt es Köster zufolge mit dem seit langem
untersuchten Salzstock Gorleben eine sehr gute Lösung, um ein Endlager
für abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken und hochradioaktive
Abfälle einzurichten. "Wir glauben aber nicht, dass Ton prinzipiell
weniger geeignet ist. Ton wird in anderen Ländern favorisiert, die
kein Salzgestein haben."
Anhand von Kaolinit hat das Verbundprojekt in den
vergangenen zweieinhalb Jahren die systematischen Grundlagen
erarbeitet und die Werkzeuge entwickelt, um Untersuchungen mit einem
komplexeren Tongestein beginnen zu können. "Der Verbund wird nun das
erarbeitete Know-how zum Studium der Wechselwirkung von radioaktiven
Elementen mit natürlichem Tongestein nutzen", sagte Dr. Holger
Bittdorf vom Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe. "Mit dem jetzt
vorhandenen Methodenarsenal sollte es in Zukunft möglich sein,
unbekannte Tongesteine im Hinblick auf die für die
Radionuklid-Migration wichtigen Eigenschaften einzuordnen und
miteinander zu vergleichen." Die so ermittelten Kenngrößen werden in
die Langzeitsicherheitsanalyse einfließen, die sich auf einen Zeitraum
von einer Million Jahren erstreckt. Bittdorf weist darauf hin, dass
die Untersuchung von Tongesteinen unabhängig von dem Wirtsgestein des
tatsächlichen Endlagers hilfreich und notwendig ist, da beispielsweise
eine den Abfall einschließende Tonbarriere bei einer hypothetischen
Freisetzung als eine lange Zeit wirksame Barriere dienen kann und den
Radionukliden den Weg in die Biosphäre sozusagen versperrt.
Bei ihren künftigen Arbeiten werden die
Projektpartner mit weiteren Institutionen, die sich vorwiegend mit
geochemischen Fragestellungen und der Langzeitsicherheitsanalyse
befassen, zusammenarbeiten, darunter die Gesellschaft für Anlagen- und
Reaktorsicherheit (GRS) in Braunschweig. "Das BMWi und der
Projektträger wollen das in Deutschland vorhandene Wissen
zusammenführen und über die Verbundstruktur hinaus den engen
wissenschaftlichen Austausch der in der Endlagerforschung tätigen
Forschungseinrichtungen fördern", so Bittdorf. Der internationale
Stand der Wissenschaft und Technik wird durch gleichzeitige
Beteiligung deutscher Institutionen an internationalen Kooperationen
berücksichtigt. Wurde bislang schon mit Frankreich, der Schweiz, den
Niederlanden und Belgien, Schweden, den USA und Russland kooperiert,
so zeigt aktuell China großes Interesse an einer Zusammenarbeit mit
deutschen Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der Endlagerung. |
