Könnten tiefe Bohrlöcher unser Atommüllproblem lösen?

Howard Lee – 27. Februar 2023, 11:45 Uhr UTC

Eines haben alle geplanten Endlager für abgebrannte Kernbrennstoffe gemeinsam: Es handelt sich allesamt um unterirdische Minen.

Wie jedes Bergwerk ist auch ein abgebauten Endlager für Atommüll eine komplexe technische Leistung. Der Aushub muss durch Sprengungen oder eine Bohrmaschine erfolgen, die Tunnel müssen mithilfe von Felsstützen stabil gehalten werden und es muss über Belüftung, Dichtungen und Pumpen verfügen, um das Grundwasser zu fördern und es für Menschen und Maschinen sicher zu machen. Im Gegensatz zu einem Bergwerk muss ein Endlager jedoch auch Kanister mit radioaktivem Abfall transportieren und verschließen, und es muss nach strengen Standards gebaut sein, um sicherzustellen, dass die Tunnel die Kanister über viele Jahrtausende hinweg sicher aufbewahren.

Es gibt eine alternative Idee, die die meisten dieser Nachteile beseitigt: die Entsorgung in tiefen Bohrlöchern. Aber können sie sowohl machbar als auch sicher sein?

Auf den ersten Blick klingt die Entsorgung in tiefen Bohrlöchern durchaus machbar.

Das US-Energieministerium hatte geplant, ein vertikales Bohrloch von 4 bis 5 Kilometern (2,5 bis 3 Meilen) zu bohren, um Erfahrungen mit dem Verfahren zu sammeln, doch das Projekt wurde 2017 abgebrochen. Dieses Bohrloch wäre etwa zehnmal tiefer gewesen als ein vermintes Endlager , aber solche Tiefen sind für Öl- und Gasbohrungen nicht ungewöhnlich.

Nicht nur Regierungen sind an diesem Ansatz interessiert. Deep Isolation, ein 2016 gegründetes Unternehmen mit Hauptsitz in Kalifornien, hat sich zum Ziel gesetzt, die Entsorgung nuklearer Abfälle in Tiefbohrlöchern als kommerzielle Dienstleistung überall auf der Welt anzubieten. „Abhängig von Ihrer Geologie können wir ein Bohrloch dafür entwerfen“, sagte John Midgley, ein Geologe bei Deep Isolation. Die Entwürfe des Unternehmens könnten alles sein, von tiefen vertikalen Bohrlöchern bis hin zu flacheren J-förmigen Löchern mit horizontalen Entsorgungsabschnitten. Auch hier war die Öl- und Gasindustrie als Erste da und hat allein in den USA rund 160.000 Bohrlöcher mit horizontalen Abschnitten gebohrt.

„Es gibt viele Öl- und Gasquellen, die so tief sind. Das Problem wird also sein, wie hart das Gestein ist und wie oft sich Ihre Bohrkronen abnutzen, solche Dinge, aber im Allgemeinen … glaube ich nicht, dass [Tiefe] vorhanden ist keine zusätzlichen Probleme", sagte Sherilyn Williams-Stroud von der University of Illinois, Expertin für die geologische Entsorgung von Atommüll und CO2.

Da von einem Punkt an der Oberfläche aus mehrere Entsorgungslöcher gebohrt und unter der Erde verteilt werden können, können Kosten und Auswirkungen auf die Umwelt minimiert werden, und es müsste viel weniger Gestein entfernt und entsorgt werden als bei einem Bergwerk. Theoretisch könnte daher jedes Kernkraftwerk über ein eigenes Entsorgungsbohrloch verfügen, wodurch der Transport abgebrannter Brennelemente durch das Land entfällt.

Tiefbohrlöcher sollten auch in der Lage sein, heißere Abfälle aufzunehmen als abgebauten Endlager, da die Kanister aneinandergereiht wären und durch das umgebende Gestein gekühlt würden. Das bedeutet, dass abgebrannte Brennelemente nicht mehr so ​​lange wie heute in Kühlbecken von Kraftwerken verbleiben müssten. Befürworter behaupten außerdem, dass tiefe Bohrlöcher, da sie weniger Platz beanspruchen würden, viel tiefer wären und unbesetzt wären, viel weniger und viel einfachere Untersuchungen der Geologie des Standorts erfordern würden, was noch mehr Zeit und Geld sparen würde.

Auch Bohrlöcher sollen Abfall schneller aufnehmen können. „Wir könnten das erste Bohrloch in weniger als zwei Monaten fertigstellen“, sagte Rod Baltzer, Chief Operating Officer von Deep Isolation. Das steht in krassem Gegensatz zu den ein oder zwei Jahrzehnten, die für die Entwicklung eines abgebauten Endlagers benötigt werden. Baltzer erzählte mir auch, dass die ersten Berechnungen von Deep Isolation darauf hindeuten, dass das Unternehmen Atommüll für „weniger als die Hälfte der Kosten eines verminten Endlagers“ entsorgen könnte.

Darüber hinaus ist die Methode besonders attraktiv für die Entsorgung einiger Atomwaffenabfälle. Das Einbringen von waffenfähigem Plutonium am Boden eines vier Kilometer langen Bohrlochs ist an sich sicherer als das Einbringen in ein zugängliches, abgebauten Endlager, und die extrem radioaktiven, wärmeerzeugenden „Hanford-Kapseln“, die Cäsium-137 und Strontium-90 enthalten, könnten alle in einem einzigen Bohrloch nach Ölindustriestandard entsorgt werden.

Doch die gleichen Eigenschaften, die Tiefbohrlöcher attraktiv machen, schränken auch ihre Praktikabilität ein.