Kurz und bündig
Im Topic „Nukleare Entsorgung“ decken Jülicher Forschende ein breites Sprektrum von der Abfallerzeugung bis zur Abfallentsorgung radioaktiver Materialien ab. Sie unterstützen die Forschung zur Langzeitsicherheit für tiefe geologische Endlager, widmen sich ungelösten Fragen der Abfallentsorgung, beteiligen sich an der internationalen Überwachung von spaltbarem Material und untersuchen radiochemische Prozesse. Modellrechnungen ergänzen diese Arbeiten insbesondere bei der Risikobewertung und im Hinblick auf Langzeitprognosen.
Herausforderungen
Allein deutsche Kernkraftwerke haben in ihrer Laufzeit rund 17.200 Tonnen abgebrannte hochradioaktive Kernbrennstoffe erzeugt. Beim Rückbau der Anlagen werden voraussichtlich weitere 300.000 Kubikmeter schwach- und mittelradioaktiver Abfälle, wie zementartige Gebäudeteile, anfallen. Doch wie lassen sich die radioaktiven Abfälle sicher zwischen- und endlagern? Und das über Zeiträume von Jahrzehnten bis hin zu einer Millionen Jahren?
Lösungen
Fast alle Expert:innen sind sich einig, dass es am besten wäre, den Atommüll mehrere Hundert Meter tief in geeignete Gesteinsformationen einzulagern. Jülicher Sicherheitsanalysen helfen dabei, die geologischen, ingenieurwissenschaftlichen, nuklearchemischen und physikalischen Fragen zu beantworten, die sich rund um die Zwischen- und Endlagerung ergeben.
Die Forschenden ermitteln mit Experimenten, thermodynamischen Berechnungen und Simulationen, wie sich radioaktiver Abfall im Laufe der Zeit verändert und welche Prozesse ablaufen, wenn er zum Beispiel mit Wasser in Berührung kommt. Einzigartige Infrastrukturen ermöglichen es den Jülicher Teams belastbare Ergebnisse mit realem Abfall aus Kernreaktoren zu erzielen: darunter die sogenannten „Heißen Zellen“, spezialisierte radiochemische Labore und das Jülicher Hochtemperatur-Materiallabor.
Ein Ziel ist es unter anderem, langlebige Radionuklide auf ein kleineres Volumen zu reduzieren und in keramische Materialien einzubauen. Solche Keramiken sind sehr beständig gegenüber Wasser, hohen Temperaturen und ionisierender Strahlung.
Unterstützt werden die Arbeiten durch die Expert:innen für Elektronenmikroskopie des Ernst Ruska-Centrums, den theoretischen Physiker:innen des Peter Grünberg Instituts und den Ingenieur:innen des Zentralinstituts für Engineering, Elektronik und Analytik sowie durch IT-Spezialist:innen des Jülich Supercomputing Centre. So kann das Verhalten der radioaktiven Stoffe unter Endlager-Bedingungen bis auf die Ebene der Atome und Moleküle verstanden werden.
Darüber hinaus entwickeln Jülicher Forschende Konzepte, Methoden und Techniken zur internationalen Überwachung von spaltbarem Material. Sie arbeiten hier eng mit der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEA) zusammen.
Kontakt
- Institute of Fusion Energy and Nuclear Waste Management (IFN)
- Nukleare Entsorgung (IFN-2)
Raum R 290