Die Debatte über Kernenergie gewinnt wieder an Dynamik. Egal, wohin die Reise geht, eine Frage bleibt ungelöst: Was passiert mit bestehendem Atommüll? Die Nuklearforschung setzt genau hier an, auch in der Schweiz.
Text: Simon Eberhard
Ein grosser Teil des hoch radioaktiven Atommülls lagert heute in Zwischenlagern. Endlager sollen ihn langfristig sichern, und das über sehr lange Zeiträume. Genau hier setzen neue technologische Ansätze an. Sie verfolgen eine andere Idee: Atommüll nicht nur lagern, sondern aktiv weiterverarbeiten und den Anteil und den Aufwand fürs Endlager reduzieren. So die Mission des Genfer Start-ups Transmutex.
Statt den kompletten radioaktiven Abfall langfristig einzuschliessen, will ihn Transmutex also als Ressource nutzen. Die Grundidee: Bestimmte Bestandteile des Atommülls werden gezielt umgewandelt. Dabei entsteht Energie. Gleichzeitig verändert sich die Zusammensetzung des Materials.
Simulation des Transmutex-Systems: Atommüll soll umgewandelt und Energie freigesetzt werden.
Wie die Technologie von Transmutex funktioniert
Im Zentrum steht ein physikalischer Prozess, die sogenannte Transmutation. Vereinfacht gesagt: Atomkerne werden so verändert, dass langlebige Stoffe in kurzlebigere zerfallen. Damit das funktioniert, kombiniert Transmutex zwei Technologien: einen Teilchenbeschleuniger und einen Reaktor. Der Beschleuniger erzeugt Teilchen, die den Prozess im Reaktor auslösen.
Ein wichtiger Unterschied zum herkömmlichen Kernkraftprozess: Die Reaktion erhält sich nicht selbst. Sie läuft nur, solange der Beschleuniger aktiv ist. Wird er abgeschaltet, stoppt der Prozess. «Das erhöht die Kontrolle über den Prozess und reduziert das Risiko einer unkontrollierten Reaktion», erklärt Franklin Servan-Schreiber, CEO bei Transmutex. Bei der Transmutation wird Energie freigesetzt. Gleichzeitig entstehen aus dem ursprünglichen Abfall neue Stoffe, die deutlich kürzer strahlen und einfacher zu handhaben sind.
Die Anlage soll als eigenständiges System bei bestehenden Kernkraftstandorten dazugebaut und mit deren Infrastruktur verbunden werden.
Franklin Servan-Schreiber, CEO von Transmutex, will Atommüll nicht nur lagern, sondern aktiv weiterverarbeiten.
Was sich dadurch verändern könnte
Der Ansatz zeigt mehrere Chancen. Zum einen reduziert sich die Menge des langfristig zu lagernden Abfalls deutlich. Zum anderen verkürzt sich die Zeit, während der das Material stark radioaktiv bleibt und daher für Mensch und Umwelt gefährlich ist. Statt über Zeiträume von bis zu einer Million Jahre geht es neu um deutlich kürzere Zeitspannen von etwa rund 800 Jahren. Das verändert die Anforderungen an zukünftige Endlager deutlich.
Die frei werdende Energie kann genutzt werden, etwa in Form von Strom oder Fernwärme. Ein möglicher weiterer Zusatznutzen: Bei solchen Prozessen können radioaktive Isotope für den Einsatz in der Medizin entstehen, zum Beispiel für die Diagnose oder die Behandlung von Krebs.
Wo die Technologie der Transmutation heute steht
Trotz dieser Ansätze steht die Technologie noch am Anfang ihrer industriellen Anwendung. Die physikalischen Grundlagen gelten als weitgehend geklärt und wurden in Forschungsprojekten am CERN und am Paul Scherrer Institut experimentell bestätigt.
Die Herausforderung liegt nun weniger in der Physik als in der Umsetzung: Bestehende Komponenten – Beschleuniger, Reaktor und Aufbereitung – müssen zu einer Anlage im grossen Massstab zusammengeführt werden. Ein möglicher erster Einsatz wird in der zweiten Hälfte der 2030er-Jahre diskutiert. Bis dahin müssen unter anderem Fragen zur Sicherheit im Dauerbetrieb, zur wirtschaftlichen Umsetzung und zu regulatorischen Rahmenbedingungen geklärt werden. «Wir stehen heute an einem Punkt, an dem die Technologie verstanden ist – jetzt geht es um die Umsetzung in die Praxis», so Servan-Schreiber.
Die Schweiz als Standort für Nuklearforschung
Dass ein Projekt wie Transmutex in der Schweiz entsteht, ist kein Zufall: Es baut auf jahrzehntelanger Forschung am CERN in Genf und am Paul Scherrer Institut in Villigen auf. Die Schweiz verfügt damit über eine starke Grundlage in Nuklearforschung und Teilchenphysik. Start-ups wie Transmutex führen diese in die Anwendung und zeigen, wie sich bestehende Herausforderungen technologisch neu denken lassen.
Ob und in welcher Form solche Technologien künftig eingesetzt werden, ist offen. Klar ist jedoch: Die Forschung rund um Kernenergie entwickelt sich weiter – auch in der Schweiz. Und sie beschäftigt sich längst nicht mehr nur mit neuen Kraftwerken, sondern auch mit bestehenden Herausforderungen.
