Focus - 05.10.2019

FORSCHUNG

Fotos: Barande Jérémy/EP, dana press

FOCUS 41/2019 85

re, etwa Americium oder Plutonium, zer-

fallen hingegen nur sehr langsam. Dabei

entsteht noch Tausende oder Millionen

Jahre lang gefährliche Strahlung. Da diese

Strahlung die DNA in Körperzellen stark

beschädigt und Krebs verursacht, muss

der atomare Abfall für immer sicher ver-

wahrt werden.

Bislang gibt es weltweit jedoch kein

einziges Endlager für Atommüll. Deut-

sche Atomkraftwerksbetreiber deponieren

ihren Abfall momentan in strahlungssiche-

ren Castorbehältern auf dem Kraftwerks-

gelände. Bis zum Jahr 2022, wenn das

letzte deutsche Atomkraftwerk vom Netz

gehen soll, wird der strahlende Müllberg

auf rund 17 000 Tonnen angewachsen sein,

weltweit sogar auf mehr als das Zehn-

fache. Rund ein Prozent des Atommülls

besteht aus langlebigen Stoffen wie Plu-

tonium und Americium.

Mourou will den Müllberg auf einfa-

che Weise abtragen. Dazu sollen Ultra-

kurzzeitlaser über technische Umwege

Neutronen produzieren und auf enorme

Geschwindigkeit beschleunigen. Diese

werden in einem speziellen Typ eines

Atomreaktors auf die langlebigen radio-

aktiven Transurane gelenkt. Daraufhin

zerfallen diese in radioaktive Elemente

mit einer deutlich kürzeren Lebensdauer.

Transmutation nennen Atomphysiker die-

sen Umwandlungsprozess.

Mourou hofft, dadurch die Zerfallszeit

des Mülls im besten Fall auf wenige Minu-

ten zu senken. Aber selbst wenn es ein

paar Jahre wären, wäre es ein großer Fort-

schritt gegenüber bisher. „Im Labor hat

die Methode funktioniert, als Nächstes

müssen wir einen Feldversuch wagen. Ich

hoffe, dass wir in den nächsten 20 Jahren

so weit sein werden.“

Thomas Walter Tromm, Experte für

Kernenergie und Sicherheit am Karlsru-

her Institut für Technologie, bezweifelt

allerdings, dass Mourous Idee im notwen-

digen großen Maßstab funktioniert: „Mit

dem aufwendigen Prozess lassen sich pro

Tag maximal einige Kilogramm unschäd-

lich machen.“

Teilchenbeschleuniger gegen Müllberg

Abwegig ist das Prinzip der Müllumwand-

lung durch Bestrahlung jedoch nicht. Ent-

wickelt hat es der Italiener Carlo Rubbia,

ebenfalls Physik-Nobelpreisträger und

ehemaliger Generaldirektor der Euro-

päischen Organisation für Kernforschung

CERN in Genf, bereits 1997. Man kön-

ne doch mit dem Teilchenbeschleuniger

werden und eine weitere Transmutation

erfolgen. Dazu braucht es Wiederaufar-

beitungsanlagen wie im französischen La

Hague oder im britischen Sellafield. In

Deutschland sind solche Anlagen seit dem

2011 festgeschriebenen Atomausstieg ver-

boten. Der Bau der einzigen deutschen

Wiederaufbereitungsanlage im bayeri-

schen Wackersdorf wurde 1989 nach mas-

siven Protesten der Bevölkerung gestoppt.

Deutschland will bei dem Reaktorpro-

jekt in Belgien nicht mitmachen. Lieber

sucht man weiter nach einem Standort

für ein atomares Endlager. Ein Drittel des

deutschen Atommülls ist ohnehin bereits

in Glas eingeschlossen und lässt sich

nicht mehr transmutieren. Zudem ließe

sich mit der Umwandlung des Atommülls

zwar der langlebige Anteil verringern,

dafür würde die Menge an kurzlebigem

Strahlenabfall zunehmen.

Frankreich setzt weiterhin auf Atomkraft

Markus Roth, Professor für Laser- und Plas-

ma-Physik am Institut für Kernphysik der

TU Darmstadt, fände es besser, wenn sich

Deutschland an der Forschung in Belgien

beteiligen würde. Trotz des großen Auf-

wands würde sich die Aufarbeitung des

Atommülls lohnen, sagt er. Denn bei der

Transmutation entstehen nicht nur Trans-

urane mit kürzerer Lebenszeit. Außerdem

wird dabei mehr Energie freigesetzt, als

der Prozess verschlingen würde: „Den

Atommüll in Endlagern einzuschließen

ist aus physikalischer Sicht Irrsinn. Damit

verschwenden wir eine wichtige Energie-

quelle, mit der man für die nächsten 100

bis 300 Jahre CO 2 -frei Strom erzeugen

könnte.“^

In seinem Heimatland bekommt Gérard

Mourou volle Rückendeckung. Während

hierzulande der Ausstieg aus der Atom-

energie immer näher rückt, werden in

Frankreich bis heute 58 Atommeiler betrie-

ben, die rund 80 Prozent des französischen

Stroms liefern. Mourou bleibt dabei: Atom-

energie sei die beste Energiequelle, auch

wenn er mit dieser Einstellung wie ein

Ewiggestriger wirkt. Schon als Kind sei

er von Licht fasziniert gewesen, berichtet

er. Heute denkt er fast rund um die Uhr

über seine Laserforschung nach. Viel-

leicht wird es noch ein paar Jahrzehnte

dauern, bis sein Konzept in die Tat umge-

setzt wird. Aber auf seine Anerkennung

als Physiker habe er ja auch ein halbes

Leben warten müssen. n

JANINA ZILLEKENS

nicht nur nach den Bausteinen der Ato-

me fahnden, sondern auch etwas Gutes

bewirken, zum Beispiel den radioaktiven

Müll beseitigen. Die Transmutation war

geboren.

In Belgien entsteht derzeit der For-

schungsreaktor Myrrha, „Multi-purpose

Hybrid Research Reactor for High-tech

Applications“, der Rubbias Plan umset-

zen soll. Anstelle eines Lasers liefert dort

ein Teilchenbeschleuniger die benötigten

Neutronen zur Umwandlung der Trans-

urane. Dieser ist mit einer Länge von 70

bis 100 Metern allerdings deutlich größer

als der Laser in Mourous Vision. Er misst

zehn mal zehn Meter und ist außerdem

effizienter als der Teilchenbeschleuniger.

Ab 2024 soll dessen Betrieb schrittwei-

se starten, 2030 erreicht er dann seine

geplante Höchstleistung. Geschätzte Kos-

ten: rund 1,6 Milliarden Euro.

Ob Laser oder Teilchenbeschleuniger,

ein Problem hat die Transmutation des

Atommülls immer: Nicht alle langlebigen

Transurane zerfallen schon beim ersten

Beschuss mit Neutronen. Nach jedem

Durchgang müssen die einzelnen Müll-

bestandteile wieder voneinander getrennt

Bis das letzte deutsche

Atomkraftwerk vom

Netz geht, wächst der

strahlende Müllberg

auf rund 17 000 Tonnen

Prinzessin Sofia von Schweden war Tisch-

dame bei Mourous Nobelpreisverleihung