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AtomkraftKleine Reaktoren verschärfen Atommüll-Problem

Atommüll
Small Modular Reactors sollten die Zukunft der Atomindustrie sein. Doch die Mini-AKW produzieren sogar mehr hochradioaktiven Atommüll als konventionelle AKW. (Bild: Dirk Rabe / Pixabay)

Kleine AKW gelten vielen als Zukunft der Atomindustrie. Doch die angenommenen Vorteile sind nicht haltbar. Nun belegt eine Studie, dass die Small Modular Reactors sogar noch mehr hochradioaktiven Atommüll produzieren würden.

13.06.2022 – Small Modular Reaktors (SMRs) produzieren mehr Atommüll als herkömmliche Kernkraftwerke. Zu diesem Schluss kommt eine Studie der Stanford University und der University of British Columbia, bei der verschiedene SMR-Modelle untersucht wurden.

Die Zukunft der Atomindustrie schrumpft

SMRs werden seit einigen Jahren als Zukunft der Atomindustrie gehypt. Sie gelten vielen als Lösung für die Probleme herkömmlicher AKW wie hoher Baukosten, langer Konstruktionszeiten und großer Mengen hochradioaktivem Atommüll. Von kleinen Reaktoren sei im Allgemeinen eine einfachere Konstruktion, eine kostengünstige Serienfertigung in Fabriken, kurze Bauzeiten und geringere Standortkosten zu erwarten, behauptet die World Nuclear Association. Atommüll sei in ähnlichem Ausmaß zu erwarten wie bei herkömmlichen AKW.

Experten vom Öko-Institut kritisierten diese Annahmen in einer detaillierten Analyse bereits 2021 als äußerst zweifelhaft, wenn nicht unbegründet. Eine neue Studie von Entsorgungsexperten stellte nun fest, dass SMRs mit großer Wahrscheinlichkeit deutlich mehr hochradioaktiven Müll verursachen als herkömmliche AKW.

Grundsätzlich gibt es keine einheitliche Definition von SMRs. Die Stanford-Studie sowie hier verwendete Quellen verstehen unter einem SMR einen Reaktor, der maximal 300 Megawatt elektrische Leistung generiert. Technologien für SMRs gibt es viele, allerdings wurde bisher kaum ein Konzept umgesetzt. Die weltweit einzigen beiden SMR-Pilotanlagen nahm Russland 2020 in Betrieb. Reaktorprojekte in Argentinien und China laufen bereits seit mehreren Jahren, wurden bisher jedoch nicht zum Abschluss gebracht. In der Stanford-Studie wurden exemplarisch drei Modelle von SMR-Anlagen untersucht, die von Toshiba, NuScale und Terrestrial Energy entwickelt werden. Die Forscher gehen davon aus, dass die Befunde übertragbar sind.

Kleine Reaktoren verursachen mehr Atommüll

Die Stanford-Studie zeigt, dass bei SMRs bis zu 30-mal mehr radioaktive Abfälle anfallen können als bei herkömmlichen Reaktoren. Als Abfälle werden genutzte Brennelemente sowie schwach- und mittelaktive Abfälle gezählt, zu denen radioaktives Papier, Lumpen, Werkzeuge, chemische Schlämme oder metallische Kernbrennstoffhüllen gehören.

Die radioaktiv verseuchten Abfälle nehmen deshalb zu, weil in kleinen Reaktoren mehr Neutronenleckagen entstehen als in größeren. Neutronenleckagen sind Teil jeder Kernspaltung. Das liegt daran, dass für die Reaktion in SMRs Brennmaterial genutzt wird, dass stärker angereichert ist und einen kleineren Kern hat. Ein kleiner Kern verliere zwangsläufig einen größeren Teil der erzeugten Neutronen, erklärt die Hauptautorin der Studie, Lindsay Krall. Die kritische Kettenreaktion aufrecht zu erhalten und die Reaktion zu kontrollieren, sei bei SMRs so schwieriger.

Um die Neutronenleckage abzufangen, wird mehr Material zur Abschirmung radioaktiv verstrahlt, das irgendwann endgelagert werden muss. So entstehe mehr hochradioaktiver Atommüll, der besonders schwer zu lagern ist, resümieren die Autoren der Studie. Hochradioaktiv verseuchtes Material kann zudem nur in geringen Mengen in einen Container gepackt werden, was den Aufwand und den benötigten Endlagerplatz weiter erhöht.

Da das Brennmaterial stärker angereichert sei, werde auch die Langzeitstrahlung von abgebrannten Kernbrennstoffen ein größeres Problem als bei herkömmlichen AKW. Pro gewonnener Energieeinheit falle so bei SMRs Plutoniummüll an, dessen Radiotoxizität nach 10.000 Jahren um mindestens 50 Prozent höher sei.

SMRs fallen in allen Kriterien durch

Die Studie des Okö-Instituts hat zudem gezeigt, dass auch die weiteren Annahmen über die Vorteile kleiner Reaktoren kaum haltbar seien. So soll die Modularität Bauzeiten und -kosten senken, da die Reaktoren in Fabriken vorgefertigt und zusammengebaut werden können. Bisherige Projekte wurden jedoch nicht vor oder zu den geplanten Bauzeiten fertiggestellt, sondern verzögerten oder verzögern sich noch immer um ein Vielfaches der geplanten Bauzeit.

Weiterhin werden Komplikationen und sicherheitstechnische Risiken, die sich aus der deutlich höheren Anzahl der benötigten SMRs ergeben, weitgehend vernachlässigt. Hier seien besonders Fragen des Transports und des Rückbaus näher zu untersuchen und zu berücksichtigen. Oftmals werde zudem angenommen, dass SMRs schneller genehmigt werden könnten. Vereinfachte Genehmigungen für SMRs werden zwar von einigen Ländern diskutiert, existieren jedoch bisher nicht.

Auch die Annahme, Baukosten könnten geringer ausfallen, ist laut Öko-Institut nicht haltbar. Erfahrungen aus der Atomindustrie legen im Gegenteil nahe, dass etwa 3000 SMRs produziert werden müssten, bevor sich der Einstieg in die Produktion lohnen würde. Es sei nicht zu erwarten, dass die Kostennachteile durch Lern- oder Masseneffekte kompensiert werden können, so die Autoren der Studie.

Tatsächlich ist also keiner der angenommenen Vorteile von SMRs haltbar. Ganz im Gegenteil: Die kleinen Reaktoren würden nach derzeitigem Wissensstand sogar noch mehr Probleme verursachen als herkömmliche AKW. jb

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