Unterscheidung radioaktiver Abfälle

International gibt es zahlreiche verschiedene Möglichkeiten, radioaktive Abfälle in unterschiedliche Kategorien einzuteilen. Die Einteilung der Abfälle richtet sich dabei nach der geplanten Endlagerung (tiefe geologische Schichten oder oberflächennah) oder der nötigen Handhabung der Abfälle.

Häufig wird aufgrund ihrer Dosisleistung eine Unterscheidung zwischen hochradioaktiven Abfällen (HAW), mittelradioaktiven Abfällen (MAW) und schwachradioaktiven Abfällen (LAW) vorgenommen. International herrscht unter Experten Einigkeit, dass hochaktive Abfälle in tiefen geologischen Schichten gelagert werden müssen, um diese langfristig sicher von Mensch und Umwelt zu isolieren. In einzelnen Ländern werden schnell zerfallende (kurzlebige) schwach- und mittelaktive Abfälle dagegen oberflächennah und im Gegensatz zu den hochaktiven Abfällen nicht in tiefen geologischen Schichten gelagert.

Da in Deutschland für alle Arten radioaktiver Abfälle die Endlagerung in tiefen geologischen Schichten vorgesehen ist und somit nicht die Dosisleistung und die Halbwertszeit die entscheidende Größe ist, sondern die durch den radioaktiven Zerfall entstehende Wärmeleistung, werden die radioaktiven Abfälle in Deutschland in Wärme entwickelnde Abfälle und Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung unterteilt.

Was sind hochradioaktive Abfälle?

Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung

Der Begriff "radioaktive Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung" wurde im Rahmen der Planungsarbeiten für das Endlager Konrad quantifiziert. Diesen Arbeiten lag zugrunde, dass die untertage vorherrschenden Temperaturverhältnisse durch die endgelagerten Abfallgebinde nur unwesentlich beeinflusst werden sollten. Die Umsetzung dieser Planungsvorgabe führte zu der Festlegung, dass die durch die Zerfallswärme der in den Abfallgebinden enthaltenen Radionuklide verursachte Temperaturerhöhung des Wirtsgesteins im Mittel 3 Grad (Kelvin) nicht überschreiten darf. Dieser Wert entspricht der natürlichen Temperaturdifferenz bei einem Tiefenunterschied von 100 Meter in Bergwerken. Er ist – verglichen mit der durch die Bewetterung (Belüftung des Bergwerkes) verursachten Temperaturveränderung – gering. Das Wirtsgestein wird durch die kühlere zugeführte Luft aus der Bewetterung bereits deutlich größeren Temperaturschwankungen ausgesetzt. Die Temperaturdifferenz von 3 Kelvin entspricht einer mittleren Wärmeleistung von etwa 200 Watt je Kubikmeter Abfall.

Zu Abfällen mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung zählen beispielsweise ausgediente Anlagenteile und Komponenten wie Pumpen oder Rohrleitungen, Ionenaustauscherharze und Luftfilter aus der Abwasser- und Abluftreinigung, kontaminierte Werkzeuge, Schutzkleidung, Dekontaminations- und Reinigungsmittel, Laboratoriumsabfälle, umschlossene Strahlenquellen, Schlämme, Suspensionen oder Öle.

Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung entsprechen den gängigen Kategorien der schwachradioaktiven und dem größten Teil der mittelradioaktiven Abfälle (LAW und MAW).

Was sind schwach- und mittelradioaktive Abfälle?

Wärmeentwickelnde Abfälle

Wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle sind durch hohe Aktivitätskonzentrationen und damit hohe Zerfallswärmeleistungen gekennzeichnet. Zu diesen Abfällen zählen insbesondere Abfälle aus der Wiederaufarbeitung sowie abgebrannte Brennelemente selbst, sofern sie nicht wiederaufgearbeitet, sondern als radioaktiver Abfall direkt endgelagert werden sollen.

Wärmeentwickelnde Abfälle entsprechen hochradioaktiven Abfällen (HAW) und einem Teil der mittelradioaktiven Abfälle (MAW).

Abgebrannte Brennelemente

Abgebrannte Brennelemente entstehen beim Betrieb von kommerziellen Kernkraftwerken (Leistungsreaktoren) und Forschungsreaktoren.

Die Abfalleigenschaft abgebrannter Brennelemente wird durch das Atomgesetz (AtG) bestimmt. § 9a AtG unterscheidet zwischen der schadlosen Verwertung radioaktiver Reststoffe einerseits und der geordneten Beseitigung radioaktiver Abfälle andererseits. Die Verwertung von radioaktiven Reststoffen erfolgte bis 2005 durch die Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente in Deutschland (etwa in der Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe) oder im europäischen Ausland (Sellafield/UK, La Hague/F).

Dabei entstehende Abfälle wurden zum Teil bereits nach Deutschland zurückgeführt beziehungsweise werden noch nach Deutschland zurückgeführt werden.
Seit 2005 ist die Abgabe abgebrannter Brennelemente zum Zweck der Wiederaufarbeitung nach dem AtG verboten. Seitdem existiert also kein Brennstoffkreislauf mehr und abgebrannte Brennelemente sind direkt geordnet zu beseitigen. Dafür müssen die Brennelemente aufgrund der für hunderttausende Jahre anhaltenden Strahlung in ein Endlager gebracht werden. Bis zur Abgabe an ein Endlager für hochradioaktive Abfälle werden die Brennelemente übergangsweise in Zwischenlagern aufbewahrt.