Die zweite Chance

Atomenergie zu nutzen, ist wie mit einem Flugzeug loszufliegen, ohne zu wissen, ob es am Ziel eine Landebahn gibt. Diesen Vergleich zog der deutsche SPD-Politiker Jo Leinen in den Achtzigerjahren.

Nun gut, könnte man denken, eine Landebahn lässt sich bauen. Der internationale Konsens – und die Vorstellung der Schweiz – im Moment lautet: Die sicherste und einfachste Variante ist das geologische Tiefenlager. Das Flugzeug landet und bleibt für immer parkiert. Sackgasse. Doch wäre es nicht viel besser, wenn das Flugzeug einfach zwischenlandet?

Recycling ist eine Idee, die absolut einleuchtet. Wir trinken aus Glasflaschen, nehmen die alten Flaschen, schmelzen sie ein und machen neue daraus. So wird aus einem Abfall- ein Wertstoff. Die Frage ist naheliegend: Warum machen wir das mit nuklearen Abfällen nicht auch so? Immerhin besteht ein ausgedienter Brennstab immer noch aus rund 95 Prozent Uran. Wie kann es sein, dass wir 2026 zwar das gesamte Wissen der Menschheit in unserer Hosentasche herumtragen, uns aber nichts Besseres einfällt, als nukleare Abfälle in einem grossen, tiefen, teuren Loch zu vergraben?

235 oder 238, Partybeast oder Partykiller

Um das zu verstehen, müssen wir nochmal kurz die Schulbank drücken. Um Atomenergie zu erzeugen, braucht es Uran. Uran ist ein recht häufig vorkommendes Erz, silbrig-weiss wie Eisen und sehr schwer, schwerer als Blei. Es heisst Uran, weil es 1789 kurz nach dem Planeten Uranus entdeckt wurde, und auch sonst ist es eine kosmische Angelegenheit: ein Produkt der Verschmelzung von Neutronensternen oder den Supernova-Explosionen sterbender Riesensterne lange vor der Entstehung unseres Sonnensystems. Die Erde wurde also mit einer festen Menge Uran geboren. Für Atomenergie brauchen wir Uran-235 und das kommt nie rein vor, sondern ist immer in Uran-238 eingeschlossen – und macht gerade mal 0,7 Prozent des natürlich vorkommenden Urans aus. Uran-235 ist sehr leicht spaltbar, sprich, wenn ein Neutron auf ein Uran-235-Atom trifft, zerspringt es. Nennen wir es der leichteren Verständlichkeit halber «Party-Uran». Wichtige Kleinigkeit: Das Party-Uran mag vor allem langsame Neutronen, die ganz gemütlich angeflogen kommen. Um in der Party-Analogie zu bleiben: Uran-235 steht auf langsame Beats. Techno-Tracks, sprich schnelle Neutronen, flitzen einfach durch es hindurch, es zerspringt nicht, kommt praktisch nie in Tanzstimmung. Uran-238 hingegen verleibt sich einige der Neutronen einfach ein, egal ob schnell oder langsam – das Partypooper-Uran, die absolute Spassbremse.
In einem Kernreaktor nun wird ein Brennstab, gefüllt mit 95 Prozent Uran-238 und 5 Prozent Uran-235, mit Neutronen beschossen. Das Party-Uran zerspringt, gibt dabei extreme Hitze ab (durch die via Dampfturbine unser Strom entsteht), gleichzeitig fliegen Teilchen weg, die auf andere Party-Atome treffen, welche wiederum zerspringen und so weiter und so fort – stellen Sie sich eine richtig gute Feier vor, bei der die Euphorie ansteckend ist.

Der grosse Kater

Nach drei bis fünf Jahren ist etwas weniger als die Hälfte aller Party-Atome gespalten, diese liegen müde in der Ecke des Clubs. Was sie hinterlassen haben durch ihren Exzess, ist eine extrem toxische Atmosphäre – im wahrsten Sinne des Wortes: Entstanden sind sogenannte Spaltprodukte, die extrem radioaktiv und sehr heiss sind, allerdings mehrheitlich relativ schnell zerfallen. Bei der Party haben sie irgendwann nur noch gestört und die Stimmung ruiniert. Ihretwegen mochten auch die restlichen Party-Urane irgendwann nicht mehr weiterfeiern. Dazu gibt es noch sehr viel vom unbeeindruckbaren Partypooper-Uran: Einige von diesen wurden von den herumfliegenden Neutronen getroffen, sie haben sie geschluckt und sind zu Plutonium geworden. Plutonium ist durch seine Alphastrahlung hochtoxisch, ausserdem extrem langlebig und reagiert viel schneller als Uran-235 – es ist der Kokser im Club, der, der einfach nicht will, dass die Party vorbeigeht, und bei jedem Track viel wilder tanzt als alle anderen.

Ist doch eigentlich toll: Beim Herstellen von Energie ist also ein Stoff entstanden, der ebenfalls sehr, sehr, sehr viel Energie abgeben kann. Können wir nicht einfach das Plutonium nehmen und damit Kernreaktoren betreiben? Die Antwort lautet: Jein. Nein, weil ein reiner plutonium-betriebener Reaktor durch die extrem hohe Reaktivität kaum zu kontrollieren wäre, denn an der Uran-235-Party gibt es immer ein paar, die etwas länger brauchen, bis sie den Track fühlen, die nicht sofort durchdrehen und damit die Stimmung auf einem kontrollierbaren Niveau halten. Bei Plutonium rasten ziemlich alle pronto aus. Genau deswegen, weil es viel kompakter und «nervöser» ist als Uran-235, eignet sich Plutonium auch prima für Atomwaffen.

Am Ursprung der Schnellen Brüter 

Jetzt zum Ja im Jein: Dafür reisen wir nach La Hague in der französischen Normandie. Es ist eine traumhafte Gegend: Wilde, unberührte Natur, Steinhäuser, ein Meer, das bei Ebbe eine riesige Wattfläche freigibt und mit gewaltigen Wellen zurückkehrt. In diesem ursprünglichen Idyll steht die weltweit grösste industrielle Anlage für das Recycling von abgebrannten Brennstäben. Betrieben wird der riesige, rund 300 Hektar grosse Komplex vom staatlich dominierten französischen Atomkonzern Orano.

In Betrieb genommen 1966, war sein ursprüngliches Ziel ein ganz anderes als das nachhaltig anmutende Atommüll-Recycling: Charles de Gaulle wollte nach dem Zweiten Weltkrieg die französische Atombombe bauen. Für die Force de frappe, das Atomwaffenprogramm, diente La Hague zunächst dazu, Plutonium aus den Brennelementen eigens dafür gebauter Reaktoren zu gewinnen. Diese erzeugten keinen Strom – sondern waffenfähiges Plutonium.

Anfang der 1970er-Jahre dann erhielt La Hague eine neue Aufgabe: Ab da wurden hier Brennstäbe aus zivilen Kraftwerken aufbereitet. Allerdings nicht aus Gründen der Nachhaltigkeit, sondern weil man befürchtete, dass mit der Ölkrise und dem Atomkraft-Boom der Siebziger schnell das Uran ausgehen würde. Aber man hatte ja Plutonium!

Die Idee war ziemlich genial: Man nehme den Kokser, packe ihn mit dem im Abfall üppig vorhandenen Partypooper-Uran zusammen, das zerspringende Plutonium liefert Energie und macht aus dem Uran-238 gleichzeitig neues Plutonium. Das geht allerdings nicht mit den herkömmlichen Kernreaktoren, denn die sind wassergekühlt – aus dem Grund, dass Wasser, neben dem Kühleffekt, die Neutronen abbremst (wir erinnern uns: Uran-235 mag gemütliche Beats). Damit aus dem Partypooper-Uran-238 allerdings Plutonium wird, braucht es einen Techno-Rave.

Also wurden sogenannte Schnelle Brüter entwickelt (auf das Konzept werden wir ironischerweise später, bei einem Blick in die Zukunft, nochmals zurückkommen). Schnelle Brüter funktionieren wie ein normales Kernkraftwerk, werden allerdings mit anderen, weniger abbremsenden Mitteln als Wasser gekühlt, damit das Uran-238 die Neutronen einfängt, um neues Plutonium zu generieren.

Erdacht, gebaut: 1973 ging Phénix in Betrieb, 1986 dann Superphénix, damals das absolute Prestigeobjekt der weltweiten Atomindustrie, gekühlt mit flüssigem Natrium. Doch die Ernüchterung kam stante pede: Die Reaktoren hatten chronisch mit Lecks in den Kühlsystemen zu kämpfen. Superphénix erreichte während seiner gesamten zwölfjährigen Laufzeit wegen Natrium-Lecks und technischer Pannen gerade mal an 278 Tagen seine volle Leistung. Ein unkontrollierbares Milliardengrab.

Atommüll aus der ganzen Welt

Und so wurde das Zentrum in La Hague zu dem, was es heute ist: eine Mülltrennungsanlage. Dass Recycling hier ernst genommen wird, merkt man schon am Eingang des Bürogebäudes: Da steht ein Karton, wo Brillen, die man nicht mehr braucht, gespendet werden können.

Es ist acht Uhr morgens, Menschenmassen strömen in die riesige Anlage des grössten Arbeitgebers der Region. Man steht geduldig an bei den diversen Sicherheitschecks, plaudert fröhlich von Schlange zu Schlange, mit dem Security-Personal oder den Männern von der Feuerwehr – übrigens, wie unser Guide nicht ohne Stolz erwähnt, die einzige in Frankreich, die Waffen tragen dürfe. Nachdem wir uns umgezogen haben, führt er uns durch die Anlage. Vorbei an riesigen, Sci-Fi-Film-anmutenden Steuerungszentren, vorbei an der Cellule de Déchargement, wo die Brennstäbe hinter 1,2 Meter dicken Wänden mit Roboterarmen ausgepackt werden, zum riesigen, türkisblauen Pool, wo sie, mit vier Metern Wasser bedeckt, gekühlt werden. Nach ein paar Jahren werden die Brennstäbe in kleine Stücke zersägt, in kochende Salpetersäure gelegt und dann chemisch in ihre Bestandteile getrennt. Übrig bleiben: Plutonium, Uran, Spaltprodukte. Die Spaltprodukte werden in Glas gegossen und in Behälter verpackt, die kontaminierten Brennstabhüllen gepresst und ebenso in Behälter gefüllt.

Das ist der eigentliche Abfall – und da Frankreich nicht den Atommüll anderer Länder behalten darf (oder will), werden diese wieder zurückgeschifft, teils um die halbe Welt, etwa nach Japan. Der französische Teil bleibt in La Hague, bis er ins Endlager Cigéo im Nordosten des Landes kommt, das ungefähr 2050 mit der Einlagerung beginnen soll.

Der Schatz, um den es in diesem ganzen Prozess eigentlich geht, bleibt allerdings in Frankreich. Das Plutonium wird im Süden in der Schwesterfabrik Melox zu sogenanntem MOX-Brennstoff verarbeitet. Das ist im Prinzip dasselbe wie das, was in den Schnellen Brütern verwendet wird, allerdings in einem weniger explosiven Mischverhältnis, weshalb es in normalen Reaktoren verwendet werden kann – allerdings immer mit rund 70 Prozent normalen Brennstäben als «Dämpfer».

Die Schweiz und drei grosse Probleme 

Auch die Schweiz war bis 2006 Kundin dieses Services. Nach einem zehnjährigen Moratorium folgte 2018 mit der Energiestrategie 2050 der endgültige Ausstieg. Die drei Hauptgründe dafür fassen im Wesentlichen die grossen Probleme des Atommüll-Recyclings zusammen.

Erstens: Protest von Umweltschutzbewegungen. Beim Recycling entstehen grosse Mengen neuen radioaktiven Abfalls – vor allem aus dem Säurebad, das am Ende des Prozesses zur übelsten, giftigsten Suppe geworden ist, die man sich vorstellen kann, mit einer Einlage hochradioaktiver Spaltprodukte. Natürlich wird sie verdampft, gereinigt, gefiltert, aber am Schluss bleibt trotzdem radioaktives Abwasser übrig. Und das wird aus der Anlage La Hague ins Meer geleitet – nicht direkt an der Küste, sondern via eine Pipeline ein paar Kilometer weiter draussen. Wie schlimm das ist, lässt sich nicht so einfach sagen. Orano betont strenge Grenzwerte und permanente Messungen. Die zusätzliche Strahlenbelastung in der Umgebung bleibe nach eigenen Angaben im Bereich von unter zwanzig Mikrosievert pro Jahr – also weniger, als man bei einem Flug von Zürich nach New York abbekommt. Umweltschützer:innen sehen das anders und warnen vor der langfristigen Akkumulation. Hochgefährliche Stoffe wie Cäsium-137, Strontium-90, Iod-129 oder Americium werden von Plankton aufgenommen, das Plankton wird von einem kleinen Fisch gefressen, der kleine Fisch wird von einem grossen Fisch gefressen und der grosse Fisch liegt irgendwann auf einem Teller. Das Problem hierbei ist die schrittweise sich erhöhende Konzentration: Natürlich stecken sehr wenig der gefährlichen Stoffe in einem Plankton. Aber der kleine Fisch frisst viel Plankton. Der grosse Fisch frisst viele kleine Fische. Und der Mensch, nun, der hat einfach Lust auf Fisch, wenn er schon am Meer ist.

Unser Seafood-Teller im kleinen und unglaublich malerischen Ort Vauville am Strand gleich neben dem etwas erhöhten La Hague hat prima geschmeckt. Bis uns irgendwann aufgefallen ist, dass wir die einzigen im ausschliesslich von Locals besuchten Restaurant sind, die Fisch essen. Aber das mag natürlich Zufall gewesen sein.

Zweitens: Geld. Die Wiederaufarbeitung ist extrem teuer. Viel, viel teurer als das auf dem Weltmarkt billige Uran. Die kurze Panik in den Siebzigern, als man dachte, das Uran sei gleich aufgebraucht, hat sich nach grossen Funden in Kanada gelegt, die Preise sanken. 

Drittens: Das Problem bleibt dasselbe. Der Restmüll kommt zurück und auch er muss sicher verwahrt werden. 

Alte Bekannte mit frischem Logo 

Das ist also der Status quo des Atommüll-Recyclings 2026. Die Realität, das Jetzt. Die Zukunft aber, an der wird gearbeitet. Start-ups, die versprechen, den Kreislauf endgültig zu schliessen und nebenbei unseren extremen Hunger nach Strom für die Digitalisierung zu stillen, schiessen wie Pilze aus dem Boden. Sie heissen zum Beispiel Newcleo, Moltex, Project Omega, Thorizon. Am lautesten ist wohl das US-amerikanische Start-up Oklo, mitgegründet von OpenAI-Chef Sam Altman. Oklo plant nichts Geringeres als eine Revolution der Kernenergie. Kleine, kompakte Reaktoren, die dereinst direkt neben KI-Datenzentren stehen und diese mit Strom versorgen sollen. Das Versprechen klingt beinahe biblisch: Aus Atommüll werde Strom. «Turning waste into gigawatts», wirbt Oklo. Gekühlt werden die Reaktoren mit flüssigem Natrium. Genau. Phénix. Superphénix. Und überhaupt kommt einem einiges seltsam bekannt vor. Denn obwohl sich die Start-ups gerne als Disruptoren inszenieren, wirken viele ihrer Ideen wie alte Bekannte mit frischem Logo. 

Auch Professor Andreas Pautz vom Paul Scherrer Institut sieht den Neuigkeitswert einiger Konzepte eher nüchtern. «Es steckt natürlich viel Marketing dahinter», sagt er. «Eine gewisse Skepsis ist bei einigen nuklearen Start-ups auf jeden Fall angebracht.» Der Nuklearingenieur ist Leiter des Zentrums für Nukleare Technologien und Wissenschaften (NES) am Paul Scherrer Institut (PSI) im Aargau. Das PSI ist das grösste Forschungsinstitut für Natur- und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. Es gehört zum ETH-Bereich und betreibt mit rund 2300 Mitarbeitenden Spitzenforschung in den Bereichen Zukunftstechnologien, Energie und Klima, Health Innovation sowie Grundlagen der Natur. Als nationales Kompetenzzentrum der Schweiz für Kernenergieforschung und nukleare Sicherheit liefert es die wissenschaftliche Basis für deren Sicherheit und die zukünftige Kerntechnik – in Zusammenarbeit mit der Nagra erforscht es das chemische und physikalische Verhalten von nuklearem Material im tiefen Untergrund, damit das Endlager sicher ist. Andreas Pautz ist genau der Richtige, um zum Schluss noch einmal den Überblick über die Recycling-Frage zu gewinnen. 

Nicht alle Start-ups, die behaupten, Atommüll recyceln zu können, überzeugen ihn also so richtig. Das bedeutet allerdings nicht, dass die Idee zwangsläufig scheitern muss. Schliesslich sind in Russland schon seit Jahrzehnten natriumgekühlte Reaktoren in Betrieb. Gibt es denn Start-ups, die mit wirklich neuen, revolutionären Ideen aufwarten? Er zögert. Viele dieser Ideen gingen zurück bis in die 60er-Jahre. Aber: «Zu behaupten, deswegen sei das alles kalter Kaffee, wird den Technologien nicht gerecht.» Die Ideen hätten damals nur nicht umgesetzt werden können, weil etwa die Materialien fehlten oder die Rechenkapazitäten nicht ausreichten. «Wir verfügen heute über bessere Werkstoffe, bessere Simulationen und ein viel tieferes Verständnis.» 

Die eine Technologie? Eher nicht

Wir sollten uns von der Vorstellung verabschieden, dass es einen Reaktor geben wird, der alles kann, rät er. Also maximal viel Strom erzeugen und gleichzeitig langlebige radioaktive Stoffe vernichten und dann noch hohe Temperaturen für industrielle Prozesswärme erzeugen. Wenn es darum geht, die vorhandenen Plutoniumvorräte möglichst vollständig zu vernichten, würde er auf Salzschmelzereaktoren (Molten Salt Reactor, MSR) setzen – auch am PSI werden entsprechende Experimente betrieben. Die Idee in aller Kürze: Man nimmt den abgebrannten Brennstoff aus alten, herkömmlichen Kraftwerken und löst ihn in heissem Salz auf. Während diese Flüssigkeit im Kreis fliesst, kann man die störenden Abfallstoffe im laufenden Betrieb chemisch herausfiltern. Das Uran und Plutonium bleiben dieserart so lange im Reaktor, bis sie fast vollständig abgebrannt sind. Restmüll bleibt vorhanden, strahlt allerdings nur noch Hunderte bis Tausende statt Hunderttausende von Jahren. «Von allen Konzepten für neue Reaktoren verfügen wir hier allerdings über die geringste Betriebserfahrung», schränkt Pautz ein. «Im Wesentlichen gab es bisher nur ein einziges, allerdings sehr erfolgreiches Experiment mit einem Molten-Salt-Reaktor, das vor fast sechzig Jahren in den USA durchgeführt wurde. Erst jetzt ist es in China gelungen, einen neuen Molten-Salt-Testreaktor in Betrieb zu nehmen. Trotzdem halte ich die Technologie für eine der vielversprechendsten, wenn es darum geht, Atommüll tatsächlich als Ressource zu nutzen.» 

Und wie realistisch ist eine tatsächliche, gross angelegte Umsetzung? Hier wird Professor Pautz so deutlich, wie ein Wissenschaftler halt zu werden bereit ist, wenn es um Prognosen geht: «Wir sind davon nicht mehr unendlich weit entfernt. Das sind Dinge, die in den nächsten zwanzig Jahren auf grosser Skala Realität werden können. Aber natürlich gehört dazu immer ein politischer Wille, die technische Umsetzung und erhebliche Investitionen.» 

Zurück zur Landebahn vom Anfang. Wenn es nach Andreas Pautz geht, wird es also nicht die eine, perfekte Lande- und Startbahn geben. Aber Zwischenlandungen könnten möglich sein, damit das Flugzeug wieder abhebt und nicht nur einmal verwendet wird. Doch kein Flugzeug bleibt ewig in der Luft. Irgendwann hat es ausgedient und muss parkiert werden. Anders gesagt: Um ein Endlager wird man nicht herumkommen. Zumindest so viel ist sicher.