Als die Pläne für das Endlager Yucca Mountain im Jahr 2009 ausrangiert wurden, befürchteten einige, dass sich der Ausbau der amerikanischen Atomkraft mit der Auflösung des Endlagers auflösen könnte. Ohne einen sicheren und dauerhaften Standort für die Lagerung der 70.000 Tonnen Atommüll des Landes, die derzeit in temporären Becken und Trockenfässern an 75 Standorten im ganzen Land gelagert werden, schien ein robuster Ausbau der Kernenergie möglicherweise in den Hintergrund zu rücken .
Eine realisierbare Option könnte jedoch in Sicht sein. In einem Artikel (pdf), der diese Woche in Eos, der Zeitung der American Geophysical Union (AGU), veröffentlicht wurde, schlägt der Hydrologe Christopher Neuzil von US Geological Survey vor, dass Schiefer - ein Mineralgestein, das in den USA im Überfluss vorkommt - der Schlüssel zu Zukunft der sicheren Entsorgung von Atommüll.
Schiefer und andere tonhaltige Formationen (alle tonhaltigen Medien wie Mudrocks) besitzen bestimmte einzigartige Eigenschaften, die sie zu Hauptkandidaten für die Entsorgung von Atommüll machen würden, argumentiert Neuzil. Argillaceous Formationen haben eine extrem niedrige Permeabilität, was bedeutet, dass das Risiko für das Abfließen von Giftstoffen aus der Abfalllagerung stark reduziert würde. Der nukleare Abfluss ist eines der größten Probleme bei der Lagerung von Abfällen, die durch die Auflösung von Abfällen im Grundwasser entstehen, das durch die Lagerstätte fließt. Da das Wasser extrem langsam durch den Schiefer fließt, würde das Material laut Neuzil eine deutliche Barriere zwischen Atommüll und potenziellem Abfluss darstellen. Tatsächlich kann Schiefer wie ein Schwamm wirken und Wasser absorbieren, ohne etwas freizusetzen. Dies würde eine sichere Lagerung des Atommülls ermöglichen, wobei die Abfallstoffe in den Formationen verbleiben.
Darüber hinaus nennt Neuzil den natürlichen Schieferreichtum in den USA als klaren Vorteil. "Die Vereinigten Staaten sind in Bezug auf das Ausmaß und die Vielfalt von Alter, Geschichte, Zusammensetzung und Dicke von Tonformationen innerhalb ihrer Grenzen beneidenswert", schreibt Neuzil. "Geologisch und geografisch gibt es viele Möglichkeiten für ein Endlager." Darüber hinaus stellen die Standorte dieser Formationen einen weiteren Vorteil für die Abfalllagerung dar; Da sich die Formationen häufig in relativ alten und geologisch stabilen Gebieten befinden, würde das Risiko einer tektonischen Störung stark verringert.
Die geringe Permeabilität von Schiefer ist etwas, mit dem die Amerikaner bereits vertraut sind - es ermöglicht, dass sich Schiefergas und -öl, die beim Abbau organischer Bestandteile in den Gesteinen entstehen, ansammeln, ohne zu entweichen. Tatsächlich wird Fracking zur Gewinnung von Schiefergas durchgeführt, um die Undurchlässigkeit von Schiefer zu überwinden. Doch anstatt zu versuchen, das zu extrahieren, was sich im Schiefer befindet, um Energie zu produzieren, betrachten Wissenschaftler wie Neuzil Schiefer als Medium, um die Nebenprodukte der bereits produzierten Energie zu speichern. Und da die Kernenergie für fast 20 Prozent der landesweiten Energieerzeugung verantwortlich ist, wächst unser Bedarf an einer dauerhaften Entsorgung abgebrannter Brennelemente von Jahr zu Jahr.
Kann Schiefer, von oben gesehen, dauerhaft Atommüll in Felsen unter der Erde beherbergen? (Foto von Flickr-Nutzer Selten Szenenfotografie) Die USA haben erst vor kurzem begonnen, das Potenzial für die Beseitigung von Schiefer zu untersuchen. Neuzil nennt jedoch mehrere Studien, die in Europa und darüber hinaus durchgeführt wurden oder derzeit durchgeführt werden, vom Vereinigten Königreich bis nach Japan. Frankreich, Belgien und die Schweiz sind über den Forschungsprozess hinausgegangen und planen derzeit die Umsetzung einer Schieferlagerung ihrer Atommülls (pdf). Obwohl die Befürchtung besteht, dass die Lagerung die Integrität des Schiefers als Barriere gegen Abfälle beeinträchtigen könnte, legen Studien in Europa nahe, dass die Formationen auch bei Hohlräumen für die Lagerung von Abfällen weiterhin in der Lage sind, das Grundwasser von messbaren Verunreinigungen fernzuhalten.
Schiefer ist jedoch nicht ohne Vorbehalte. Neuzil merkt an, dass die Forschung zum Potenzial des Schiefers für die nukleare Speicherung größtenteils auf andere Mineralien hochgerechnet werden muss, da die geringe Wasserdurchflussrate des Schiefers auch die Untersuchung des Phänomens schwierig macht. Anstatt die Permeabilität von Schiefer langfristig zu untersuchen, verwenden die Wissenschaftler Gesteine mit schnelleren Durchflussraten, die kurzfristig schneller und einfacher zu untersuchen sind, und wenden die Eigenschaften auf Schiefer an. Dies könnte den langfristigen Erfolg der Schieferlagerung gefährden, da keine Daten über die tatsächliche Fähigkeit zur Bewältigung von Langzeitlagersituationen vorliegen.
Wie bekommt man eigentlich abgebrannten Kernbrennstoff in diese lehmigen Gesteine? Neuzil schlägt vor, den Abfall größtenteils in fester Form zu lagern. „Einige Abfälle können verglast oder mit geschmolzenem Glas gemischt werden, das sich dann verfestigt. Dies könnte es für die Abfälle schwieriger machen, das damit in Berührung kommende Grundwasser zu kontaminieren “, erklärte er in einem Interview und fügte hinzu, dass alle Abfälle auch in Kanistern (Edelstahl oder Kupfer) entsorgt würden, um die Kontamination der Umwelt weiter zu verhindern.
Im April dieses Jahres kündigte das Energieministerium an, ein neues Forschungs- und Entwicklungsprojekt zu starten, das vom Electric Power Research Institute (EPRI) geleitet wird. Die Investition in Höhe von 15, 8 Millionen US-Dollar konzentriert sich auf die Planung und Implementierung eines Trockenlagers für Atommüll . Die Initiative erwähnt nichts über die Ausweitung der Forschung auf andere Optionen - geologische oder sonstige -, obwohl ein Sprecher des Energieministeriums feststellt, dass sie derzeit die Möglichkeiten verschiedener geologischer Medien, einschließlich Ton, Salz, kristallines Gestein und Schiefer, zur Endlagerbeseitigung analysieren in den Vereinigten Staaten von Amerika “sowie die Nutzung bestehender Forschungsergebnisse anderer Länder.
