Ein sicheres Endlager in Afrika

Bild: Damian Patkowski / Unsplash

von Dr. Hans Hofmann-Reinecke

Vor langer Zeit entstand in Afrika, ganz spontan, ein natürlicher Atomreaktor, der über Tausende von Jahren etwa 100 Kilowatt thermische Leistung brachte. Die radioaktiven Spaltprodukte aus diesem Prozess sind noch heute dort, wo sie entstanden sind. Sie haben weder die nähere noch die weitere Umgebung „verseucht“.

Gabon“ – mit einem „o“ wenn Sie es französisch aussprechen wollen, auf Englisch „Gaboon“- liegt an der Westküste Afrikas auf Höhe des Äquators. Das Land ist etwa so groß wie England, hat aber in der Weltgeschichte deutlich weniger von sich reden gemacht. Nur Albert Schweitzers Hospital in Lambarene genießt gewisse Aufmerksamkeit; es wurde vor hundert Jahren geschaffen, als es die GIZ noch nicht gab.

Falls ich Sie jetzt neugierig gemacht haben sollte, noch zwei Tipps für die Reise: nehmen Sie sich vor der „Gaboon-Viper“ in Acht. Sie gilt zwar als jovial, hat aber von allen Schlangen den schnellsten Biß. Und schon ein Tausendstel des Gifts in ihren Zähnen kann für den Menschen tödlich sein.

Der zweite Tipp: wenn Sie schon mal da sind, dann besuchen Sie auf jeden Fall Oklo. Warum? Das verrate ich Ihnen gerne, nach dieser kurzen technischen Einführung.

Reaktor ABC

Ein Atomreaktor ist im Grunde genommen nichts als ein Haufen Uran, das im Wasser liegt. Dabei entstehen Hitze und Dampf, mit dem man Turbinen antreiben und Strom erzeugen kann. Und schließlich bleibt ein Cocktail aus radioaktiver Asche übrig, der für die nächsten Äonen vor sich hin strahlt.

Das Uran im Wasserbad ist an sich kein so komplizierter Aufbau, als dass er nicht in der Natur vorkommen könnte. Schließlich wird Uran auch im Tagebau geschürft, ähnlich wie Kupfer oder Silber, es liegt also nicht tief im Inneren der Erde, sondern nahe genug an der Oberfläche, um bei Regen nass zu werden.

Der japanische Wissenschaftler Paul Kazuo Kuroda war schon 1956, also lange vor uns, auf diese Idee gekommen und hat untersucht, unter welchen geologischen Bedingungen so ein natürlicher Reaktor entstehen könnte. Der französische Physiker Francis Perrin entdeckte dann 1972 genau das, was sich der Japaner ausgemalt hatte, und zwar in Gaboon, in der Region Oklo.

Hundert Kilowatt – thermisch

Wieso kommt ein Franzose auf die Idee am Äquator nach einem Atomreaktor zu suchen? Der Mann arbeitete für die französische Kernenergie-Kommission (später AREVA/ORANO), die in den fünfziger Jahren in Oklo auf Uran gestoßen war und mit dem Abbau begonnen hatte. Gaboon war damals französische Kolonie, der Abbau ging aber in großem Stil weiter, auch nachdem das Land 1960 unabhängig geworden war.

Das gewonnene Erz wurde routinemäßig in Labors sehr genau unter die Lupe genommen, sowohl chemisch als auch physikalisch, und dabei stieß man nun auf bestimmte Substanzen, bestimmte Isotope, die in dieser Konzentration nur in einem Reaktor entstehen können. Man war auf die eindeutigen Fingerabdrücke einer Kernspaltung gestoßen.

Durch systematische Analyse der Indizien rekonstruierte man nun den Ablauf der Ereignisse, die zu diesen nuklearen Überbleibseln geführt haben mussten.

Vor etwa 1,7 Milliarden Jahren fand hier spontane Kernspaltung in industriellem Maßstab statt! Das vom Regenwasser durchtränkte Uranerz bot die richtige Konfiguration für eine nukleare Kettenreaktion, die 100 kW thermische Leistung freisetzte. Solch ein „Reaktor“ – es gab mehrere dieser Art an der Lagestätte – lief kontinuierlich für 30 Minuten, dann hatte die Hitze das Wasser verdampft. Der für die Kernspaltung notwendige Moderator, das Wasser, war jetzt verschwunden.

Nach zweieinhalb Stunden aber war alles abgekühlt und die Reaktion ging wieder von vorne los. So lief das eine ganze Weile – einige hunderttausend Jahre.

Wie soll das gehen?

Als sachkundiger Leser werden Sie nun protestieren. Natürliches Uran und natürliches Wasser, wie soll das funktionieren? Daraus kann man keinen Reaktor bauen. Man braucht angereichertes Uran, oder aber natürliches Uran mit „schwerem Wasser“ als Moderator. Aber in Oklo hatte man weder das eine noch das andere.

Nun haben wir ja schon erlebt, dass manche Dinge, die früher funktionierten heute nicht mehr möglich sind. Wenn wir zwei Milliarden Jahre zurück gehen, da war einiges anders, auch in Sachen Kernspaltung. „Heutiges“ Uran besteht zu 0,7% aus dem spaltbaren Isotop U235, der Rest ist U238. Das war früher anders. Da gab es zwar auch die beiden Isotope, aber in anderem Verhältnis. Die spaltbare Komponente machte damals 3% aus; das ist auch etwa die Konzentration, wie wir sie heute im künstlich angereicherten Uran in den Brennstäben unserer Atomkraftwerke einsetzen.

Warum war das früher anders? Die Antwort ist einfach: Uran zerfällt im Laufe der Zeit – allerdings sehr langsam. Die Halbwertszeit der leichteren Komponente U235 beträgt 700 Millionen Jahre, die der anderen vier Milliarden; letzteres ist in etwa auch das Alter der Erde. Uran ist also fast eine „normale“, stabile Substanz, deren Halbwertszeit praktisch unendlich ist. Der Unterschied in den extrem langen Halbwertszeiten der beiden Komponenten hat dennoch zur Folge, dass sich die relative Konzentration über die Zeit ändert.

Zu spät auf der Party

Stellen Sie sich vor, sie wären auf einer Party und vor dem Dinner geht man herum, macht Small Talk, trinkt Champagner und nimmt sich ab und zu eines der Kanapees von dem großen silbernen Tablett. Die einen sind mit Leberpastete und einer Kaper oben drauf belegt, die anderen mit undefinierbarem Käse. Sie nehmen sich eines mit Leberpastete, die Mehrzahl der anderen Gäste übrigens auch. Die Halbwertszeit der Kanapees auf dem Tablett, also die Zeit, in der die Hälfte verschwindet, ist beim Typ Leberpastete kürzer als beim Typ Käse.

Ein Gast der später auf die Party kommt, nicht gerade zwei Milliarden Jahre, sondern eine viertel Stunde, wird nur noch ganz wenige Exemplare der leckeren Sorte vorfinden, nur noch 0,7% vielleicht. Und er wird sich deswegen bei der Gastgeberin beschweren.

Ja, so ist das auch mit dem Uran235. Wären wir früher auf der Party erschienen, dann hätten wir auch den vollen Segen abbekommen und hätten unsere Reaktoren mit natürlichem Uran und natürlichem Wasser betreiben können. Heute finden wir nur noch 0,7% davon vor. Wollen wir uns darüber beim Gastgeber beschweren? Er würde uns antworten: „Wer zu spät kommt, den bestraft das Leben.“

Sicheres Endlager

Der Fund in Oklo ist mehr als eine wissenschaftliche Kuriosität. Wir können hier viel für die Endlagerung des radioaktiven Abfalls unserer Atomkraftwerke lernen.

In Oklo fand man die gefährlichen Spaltprodukte nämlich noch genau dort, wo sie einst entstanden waren – vor zwei Milliarden Jahren. Sie hatten sich währen der halben Lebenszeit der Erde keinen Meter vom Ort ihrer Entstehung entfernt. Sie hatten sich nicht, wie ein bösartiges Virus, über unseren Planeten ausgebreitet um Trinkwasser zu vergiften und Babynahrung zu verstrahlen; nein, die gefährlichen Spaltprodukte waren, harmlos wie ein Eimer voll Sand, für alle Ewigkeit am Ort ihrer Entstehung geblieben.

Das ist für Ingenieure und politische Entscheidungsträger eine wichtige Beobachtung. Seit über einem halben Jahrhundert ist man ja in Deutschland auf der Suche danach, wie und wo der radioaktive Müll aus den Kraftwerken für immer vergraben werden soll. Man ist auf der Suche nach dem Standort für ein sicheres Endlager.

Das Grab des Tutanchamun

Diese Suche gestaltet sich schwierig, denn da ist in Teilen der Bevölkerung die Befürchtung, das Zeug hätte ein bösartiges Eigenleben, es würde den Planeten „verstrahlen“ und für Mensch und Tier auf immer und ewig unbewohnbar machen. Die Namen potentieller Standorte wie „Die Asse“ oder „Gorleben“ sind zu Schlachtrufen einer ganzen Generation grüner Aktivisten geworden.

Oklo aber hat uns demonstriert, dass diese Sorgen unbegründet sind. Wenn man den Müll gut verpackt in einen Salzstollen versenkt, dann wird er genau da bleiben, und zwar für alle Ewigkeit.

Vielleicht werden irgendwann in ferner Zukunft neugierige Forscher nach mühseliger Arbeit solch ein Endlager entdecken. Dann würden sie alles genau so antreffen wie es damals, im frühen 21. Jahrhundert, dort vergraben wurde. Sie würden sich vorkommen, wie Howard Carter, der Entdecker von Tutanchamuns Grab, der jede Kleinigkeit so vorfand, wie man sie bei Tuts Beerdigung vor mehr als drei Jahrtausenden hinterlassen hatte.

Vermutlich werden unsere Entdecker im Salzstollen dann auf zahlreiche verstaubte gelbe Täfelchen mit drei Strahlen und einem schwarzen Punkt in der Mitte stoßen. Eines davon wird dann in einem historischen Museum ausgestellt, als „Geheimnisvolles Kultobjekt, etwa aus der Zeitwende zweites / drittes Jahrtausend n.Chr. Sollte vermutlich die abergläubische Bevölkerung vor bösen Geistern schützen.“

Dieser Artikel erschien zuerst bei www.think-again.org und im Buch „Grün und Dumm“ https://think-again.org/product/grun-und-dumm/

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19 Kommentare

  1. Wie kann ich mir vorstellen, daß radioaktiv „verseuchtes“ Grundwasser aus den 658 Meter tiefen Stollen der Asse nach oben gelangt? Gibt es da Leitern oder Aufzüge, die das Wasser benutzt, um die Schwerkraft zu überwinden statt unten zu bleiben? Da in Deutschland Grundwasser in 10 – 100 m Tiefe vorkommt, müßte das „verseuchte“ Wasser einen halben Kilometer nach oben „laufen“, um unser Brauchwasser zu beeinträchtigen.

    • Hier kommt das Prinzip der Kommunizierenden Röhren zum Tragen: https://de.wikipedia.org/wiki/Kommunizierende_Röhren
      Ein schönes Beispiel in der Natur ist der Blautopf. Es versickert Wasser in der Umgebung und wird dann im Blautopf um 21m nach oben gedrückt.
      Ob die Wassersäule 21m oder 658m hoch ist, ist dabei irrelevant.
      Eine Höhendifferenz ist nur dann notwendig wenn ein Strömungswiderstand überwunden werden muss, oder die Dichte des Ausströmenden Wassers, durch auflösen von Salzen, eine Änderung erfährt.

        • Herr Steger,
          Wenn Sie sich in Physik besser auskennen, dann klären sie mich doch bitte über meine Denkfehler auf.

      • Herr Lang,

        der Unterschied zwischen 658 m und 21 m sind exakt 637 m.

        Diese Unterschied ist gewaltig. Sie müssen das mindestens an Höhenmetern im Gelände haben mit der zusätzlichen Bedingung, dass eine grundwasserführende Schicht existiert, die diese Höhe überwindet und hydraulisch verbindet. So was kann man vorher untersuchen und ausschließen. Ihr Einwand hat keine Grundlage.
        Des weiteren weise ich nochmal darauf hin, da sie ander Probleme haben, sollten Wässer den Salzstock auflösen. Dann haben sie auch kein Trinkwasser sondern Salzwassser.

        • Herr Schulz,
          „Sie müssen das mindestens an Höhenmetern im Gelände haben“
          Hier eine Aufgabe für Sie zum Nachdenken:
          Angenommen ein Wasserhahn ist an die Örtliche Wasserversorgung ohne vorgeschaltete Pumpe angeschlossen. Das Wasser kommt von einem Vorratsbehälter(z.B. einem Wasserturm).
          1. Wie hoch muss der Wasserpegel im Vorratsbehälter mindestens liegen, damit etwas Wasser aus dem geöffneten Wasserhahn laufen kann?
          2. Muss bekannt sein welche Höhendifferenz das Wasser vom tiefsten Punkt der Wasserversorgung bis zum Wasserhahn zurücklegt?

          „So was kann man vorher untersuchen und ausschließen.“
          https://www.bge.de/de/asse/meldungen-und-pressemitteilungen/meldung/news/2019/1/287-asse/
          „Vom 11. Januar auf den 12. Januar stieg die aufgefangene Laugenmenge um 1.630 Liter (von 12.510 auf 14.140).“
          Offenbar dringen täglich ca. 13m^3 Wasser in die Asse ein.
          Die Schachtanlage Asse II ist also hydraulisch bereits mit dem Grundwasser verbunden.

          • Herr Lang,

            die Auffangstelle der Lauge ist in 658 m.
            Es ging darum, ob diese Lauge oder das Wasser aus dieser Teufe nach oben gelangt! Was sie mit ihrem Link zeigen, ist, das die Asse Wasser hat. Was aber dort auch drin steht, ist das das Wasser eben in 658 m aufgefangen wird.

            Damit hat es also nicht die Oberflaeche erreicht. Das Prinzip ist also nicht wie am Blautopf.

            Sie brauchen immer noch die hydraulische Verbindung und den entsprechenden Druck um das Wasser aus dieser Tiefe wie einen Artenischen Brunnen sprudeln zu lassen. Fuer diesen Druck brauchen sie den Hoehenzug, genau wie wir Wassertuerme brauchen um den Druck zu erzeugen!

      • Sehr geehrter Herr Lang,
        Chemie ist wohl nicht Ihre Stärke aber vielleicht wissen Sie ja wenigstens aus dem Alltag heraus, dass Kochsalz gut in Wasser löslich ist. Dann überlegen Sie sich doch mal, was mit dem Grundwasser und dem Salzstock passieren würde, wenn es dort wirklich so eine Verbindung geben würde.
        MfG

        • Sehr geehrter Herr Langer,
          wenn es dort so eine „Verbindung“ (Es ist tatsächlich nur eine Lösung) gibt dann läuft eine gesättigte Salzlösung, die mit Radioaktiven Stoffen belastet ist, aus dem Salzstock heraus. Es muss dafür nur an einer anderen Stelle genug Wasser in den Stollen gelangen.
          Um Kochsalz zu gewinnen wird sogar absichtlich Wasser durch Bohrlöcher in Salzschichten gepumpt. Durch ein anderes Bohrloch kommt es dann wieder heraus. Von der so gewonnenen Sole wird das Wasser verdampft um das reine Salz zu erhalten.
          Beim Zeitraum für den eine Strahlensicherheit gefordert ist, geht es auch nicht um Jahrzehnte sondern um Jahrhunderte oder länger.
          Kann jemand garantieren dass so ein Salzstollen auf Dauer Wasserdicht ist?
          MfG

  2. Die ganze Geschichte ist zwar nett, aber unsinnig, wenn man es so verallgemeinert, wie am Ende vom Artikel es gemacht wird. Es ist eben nicht jeder Salzstock automatisch geeignet, wie da suggeriert wird.

    Und wissenschaftlich ist es eh völlig Humbug zu behauptet, daß es immer so sein muß, weil es an einem Ort, Oklo, so war. Dann wäre der Umkehrschluß ja z.B.: „Jedes Kernkraftwerk wird explodieren weil es 1986 in der UdSSR mal passiert ist“.

    • Hallo Hr. Junge, wenn Sie zufaellig mit“ jeder Salzstock “ die Asse meinen, dann seien Ihnen die Buecher von Hermann Hinsch empfohlen . In seinen Buechern geht es um Praxiswissen, wie auch bei Manfred Haferburg, so dass man sich abseits von gruenem Antiatomgeleiere eine eigene Meinung aneignen kann .Ich finde es ferner bedauerlich, dass in dem Artikel von „Atomreaktor“ die Rede ist, „Atom“ ist ein eingegruenter Begriff, warum wird von Fachpersonal nicht „Kernreaktor“ verwendet ? Gruss Milan Viethen

      • Dr. Hermann Hinsch, Das Märchen von der Asse, Books on Demand, Norderstedt. Für Jeden zu empfehlen, der über Kernenergie mitreden will. Auch für Experten, die Märchen über Tschernobyl verbreiten, wie das neulich die Widerstandskämpferin Vera Lengsfeld mal wieder probierte.

    • Herr Junge,
      die heutigen radioaktiven „Abfälle“ haben viel kürzere Halbwertszeiten als Uran, das gilt selbst für Plutonium. Nach max 1 Mio. Jahre ist kaum noch etwas vorhanden. Ausserdem sollte man den Kram (abgebrannte Brennelemente) gar nicht verbuddeln, er ist dafür eigentlich viel zu wertvoll, weil noch der Grossteil der Energie drinsteckt. Wird das in einem „schnellen Brüter“ verwertet, dann bleibt kaum noch etwas übrig, was man verbuddeln müsste. Und man kann sich ja vorher Gedanken machen, wo man geologische Formationen findet, die für ausreichend lange Zeiten stabil bleiben. Davon gibt es reichlich. Gorleben z.B. ist 200 Mio. Jahre alt.

  3. „Atomüll“ ist ein Propagandabegriff, genauso Atom“meiler“, „Schrottreaktor“, „verseucht“ und ähnlicher Stuß. Wer sich auf dieses verlogene rotgrüne Spiel einläßt, hat schon verloren: muß sich verteidigen, relativieren, Sicherheit beschwören und ähnliches. Deutschland als irrelevant beiseite: Die Kernenergie nimmt weltweit stetig Fahrt auf – innovativ wie immer.

    • Lieber Herr Junge,
      danke für Ihre kraftvollen und sachkundigen Komplimente.
      Wo steht in meinem Text, jeder Salzstock sei sicher?
      Hier nochmal die logische Kette:
      – Die von Grünen verbreitete Aussage ist: „kein Endlager kann sicher sein!“
      – Oklo zeigt, auch anhand der Tochterisotope der kurzlebigen Spaltprodukte, dass sich dort das Zeug nicht ausgebreitet hat.
      – Das widerlegt die erste Aussage.
      Oder einfacher ausgedrückt: wer über einen schwarzen Schwan berichtet behauptet nicht gleichzeitig, dass alle Schwäne schwarz seien.

  4. „Oklo aber hat uns demonstriert, dass diese Sorgen unbegründet sind. Wenn man den Müll gut verpackt in einen Salzstollen versenkt, dann wird er genau da bleiben, und zwar für alle Ewigkeit.“
    Das Problem beim Atommüll sind die Spaltprodukte mit einer kürzeren Halbwertzeit als die des Urans. Von denen ist nach zwei Milliarden Jahren nicht mehr viel übrig, weil diese ihre Strahlung dann eben schon abgegeben haben. Beim aktuellen Atommüll strahlen diese aber noch sehr stark und stellen deshalb möglicherweise ein Problem fürs Grundwasser dar.
    Die Entwicklung und der Bau von Flüssigsalzreaktoren sollte jedoch vorangetrieben werden. Der notwendige Brennstoff kann z.B. aus ausgebrannten Brennelemente gewonnen werden und ist deshalb schon in großen Mengen vorhanden.

    • “ Beim aktuellen Atommüll strahlen diese aber noch sehr stark und stellen deshalb möglicherweise ein Problem fürs Grundwasser dar.“

      möglicherweise

      Wir haben das entsprechende Wissen, also entkräftet dieses Wort die Aussage die gemacht worden ist.

      Wasser das bestrahlt wird, bekommt dadurch keine Strahlungseigenschaften.
      Die Gefährdung vom Grundwasser kann also nur durch direktes Eindringen von strahlenden Elementen bestehen.
      Wenn Grundwasser aus einem Salzstock strahlende Element herauslösen kann, hat man aufgrund des Salzgehaltes ganz andere Probleme mit dem Grundwasser.

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