Radioaktive Abfälle und Endlagerung
Ein Kernkraftwerk erzeugt radioaktive Abfälle, die lange strahlen. Man lagert sie zuerst zwischen und sucht dann ein Endlager, das viele Jahrtausende sicher ist.
Das lernst du heute
- Ich kann Abfallarten unterscheiden.
- Ich kann erklären, warum Abfälle lange gelagert werden müssen.
- Ich kenne Kriterien für ein Endlager.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Zufall im Atomkern: Halbwertszeit
Bei der Kernspaltung entstehen Spaltprodukte. Sie sind radioaktiv. Ausgediente Brennelemente sind hochradioaktiv und erzeugen Wärme. Sie machen nur einen kleinen Teil des Volumens aller Abfälle aus, aber den größten Teil der Strahlung. Dazu kommen schwach- und mittelradioaktive Abfälle, zum Beispiel Werkzeug oder Filter. Zuerst kühlen die Brennelemente einige Jahre im Wasserbecken ab. Dann lagert man sie in dickwandigen Spezialbehältern in Zwischenlagern. Diese Lagerung ist zeitlich begrenzt. Ein Endlager soll Abfälle dauerhaft von Mensch und Umwelt fernhalten. Dafür kommen tiefe Gesteinsschichten aus Salz, Ton oder Kristallin (zum Beispiel Granit) in Frage. Mehrere Barrieren sollen schützen: der Abfall in festem Glas oder Keramik, der Behälter, das Gestein. Das Gesetz verlangt einen Sicherheitszeitraum von einer Million Jahren. Warum so lange? Plutonium-239 hat eine Halbwertszeit von etwa 24 000 Jahren. Nach 10 Halbwertszeiten, also nach 240 000 Jahren, ist nur noch etwa ein Tausendstel der Menge übrig. Für schwach- und mittelradioaktive Abfälle wird in Deutschland ein Endlager gebaut (Schacht Konrad). Für die hochradioaktiven Abfälle läuft die Standortsuche noch. Ein Standort ist nicht festgelegt. Offen bleibt, wie man Wissen über Jahrtausende weitergibt.
| Abfallart | Beispiele | Lagerung |
|---|---|---|
| hochradioaktiv | ausgediente Brennelemente | Zwischenlager, später Endlager |
| mittel- und schwachradioaktiv | Filter, Werkzeug, Schutzkleidung | Endlager im Bau |
Wie lange dauert das Abklingen?
- Gegeben: Halbwertszeit von Plutonium-239: etwa 24 000 Jahre.
- 10 Halbwertszeiten: 10 · 24 000 = 240 000 Jahre.
- Nach 10 Halbwertszeiten bleibt ein Tausendstel.
- Darum plant man für sehr lange Zeiträume.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Ausgediente Brennelemente strahlen sehr lange.
Sie werden erst zwischengelagert.
Ein Endlager soll sie dauerhaft sichern.
Ein Beispiel
Stell dir ein tiefes Bergwerk vor. Die Behälter kommen in Stollen tief im Gestein. Danach verschließt man alles. Das Gestein ist die äußerste Barriere.
Schritt für Schritt
Du rechnest mit Halbwertszeiten.
- Zähle die Halbwertszeiten.
- Multipliziere mit der Halbwertszeit.
- Prüfe die Einheit.
- Nenne das Ergebnis in Jahren.
Mit einem Bild erklärt
| Halbwertszeiten | Zeit bei 24 000 Jahren | Rest |
|---|---|---|
| 1 | 24 000 Jahre | ein halb |
| 10 | 240 000 Jahre | etwa ein Tausendstel |
Zur Grundlage zurück
- Zufall im Atomkern: Halbwertszeit – Du kennst die Halbwertszeit.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Plutonium-239 hat eine Halbwertszeit von etwa 24 000 Jahren. Wie viele Jahre sind 10 Halbwertszeiten?
Zeig mir den ersten Schritt
Multipliziere 10 mit 24 000.
Lösung ansehen
Lösung: 240000
10 · 24 000 = 240 000 Jahre.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
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Lösung: im Wasserbecken, dann in Zwischenlagern
Tipp: Lies zuerst die Halbwertszeit des Stoffes. Dann weißt du, wie lange er strahlt.
Merksatz: Zwischenlager sind zeitlich begrenzt. Ein Endlager soll Abfälle über sehr lange Zeit sicher einschließen.
Typischer Fehler: Viele denken, Abfälle seien nach einigen Jahren ungefährlich. Manche Stoffe haben Halbwertszeiten von Jahrtausenden und strahlen sehr lange.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
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Lösung: Salz, Ton und Kristallin
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Manche Stoffe haben Halbwertszeiten von vielen Tausend Jahren.
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Lösung: Stimmt
Geschafft
Radioaktive Abfälle werden zwischengelagert. Ein Endlager soll sie über sehr lange Zeit sicher einschließen. Die Suche für hochradioaktive Abfälle läuft noch.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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