von Jana Biesterfeldt

Kann man Atommüll zu Batterien recyceln?

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Kann man Atommüll zu Batterien recyceln?

Wie es weiter geht mit der Atomkraft ist eine Frage, die in Deutschland die Politik und Gesellschaft nun schon sehr lange beschäftigt. Zahlreiche Demonstrationswellen fanden in den letzten Jahrzehnten gegen Atomkraft und Endlager wie Gorleben statt. Der Ausstieg aus der Atomenergie ist beschlossen, bis 2022 sollen alle Kernkraftwerke abgeschaltet werden. Regenerative Energiequellen sind weiter auf dem Vormarsch.

Eines der größten Probleme der Kernenergie ist die Frage der Endlagerung. Weltweit soll es bereits rund 300.000 Tonnen Atommüll geben. In Deutschland ist die Endlagersuche in vollen Gange, noch ist aber keines in Sicht. Die Frage der Endlagerung ist auch ein globales Problem, denn es gibt nach wie vor viele Atomreaktoren und neue kommen hinzu. Insgesamt gibt es 447 Reaktoren in 31 Ländern. 58 Reaktoren sind im Bau, 19 davon in China.

Wie kann die Stromerzeugung der Zukunft gewährleistet werden? Und lässt sich aus diesem Müll gleichzeitig etwas Nützliches machen? Aus der Rubrik „Ideen, die die Welt verändern“ kommen daher neue Möglichkeiten und Einfälle. Atommüllrecycling soll dabei schon bald möglich sein.

Gegenwart und Zukunft der Recyclingmöglichkeiten

Bill Gates hofft mit seiner Vision den Klimawandel anzugehen und setzt dabei auf Atomkraft. Durch spezielle Reaktoren, auch „Schnelle Brüter“ genannt, können „abgereichertes Uran“ und benutzte Brennelemente, also Atommüll, wiederverwendet werden. Die Wärmeenergie der Brutreaktoren wird dabei nicht mit Wasser, sondern mit flüssigem Natrium abtransportiert, um Strom zu erzeugen.

Die Energiefirma Terrapower wurde dazu von Bill Gates schon 2006 gegründet. Gates schloss, um sein Projekt voranzutreiben, kürzlich einen Vertrag mit China ab. Dieses Joint Venture hat das Ziel, Reaktoren der vierten Generation zu konstruieren, die zusammen 1150 Megawatt Strom produzieren und die nächsten Jahrzehnte unfallfrei laufen könnten.

Der Reaktortyp ist eines der innovativen Konzepten aus dem internationalen Forschungsverbund Generation IV International Forum. Weltweit arbeiten daran Länder wie Argentinien, Brasilien, China, Frankreich, Großbritannien, Japan, Kanada, Russland, die Schweiz, Südafrika, Südkorea, die Vereinigten Staaten sowie EURATOM (Europäische Atomgemeinschaft). Während einige Länder wie Deutschland und Belgien einen kompletten Ausstieg planen, setzen andere bereits auf die Recyclingchancen im Bereich der Atomenergie. Australien möchte statt auf Kohlekraft künftig stärker auf Atomkraft setzen. Dazu sollen die „Schnellen Brüter“ gebaut werden. Dafür benötigt das Land gebrauchte Brennelemente zur Wiederverwertung.

Diese enthalten immer noch fast genauso viel Energie wie unverbrauchte Brennelemente. Australien will diese daher importieren: Eine Chance für Deutschland seinen Atommüll zu entsorgen? Auch in Russland läuft in Belojarsk bereits ein Reaktor seit fast zwei Jahren, der mit Atommüll betrieben wird. Dieser Reaktor gilt als der weltweit leistungsstärkste Brutreaktor.

Die „Schnellen Brüter“ sind aber kein Allheilmittel. „Schnelle Brüter“ erzeugen Plutonium, ein hochgiftiger Stoff und potentiell „atomwaffentauglich“. Durch das Natrium als Kühlmittel stellen die Brutreaktoren zusätzlich ein Sicherheitsrisiko dar, es kann bei der Verbindung mit Wasser zu gefährlichen Bränden führen.

Über sicherere Varianten des Recyclings wird aber bereits in Großbritannien nachgedacht.

Diamantenfieber?

Neben diesen Forschungsideen, die seit Jahren entwickelt werden, gibt es auch außergewöhnliche Überlegungen, die Problematik des Atommülls sowie der zukünftigen Stromerzeugung zu lösen. Nicht nur neue Reaktoren sollen den Atommüll recyclen können. Aus Großbritannien kommt die Idee, aus Atommüll Diamanten herzustellen, die auch noch Strom erzeugen können.

Ein Diamant aus Atommüll als Batterie? Was nach einem Aufhänger für einen James-Bond-Film klingt, wurde in Bristol bereits erforscht. Eine Gruppe von Physikern und Chemikern der Universität von Bristol haben eine Methode entwickelt, aus Atommüll eine nutzbare Energiequelle zu machen. Sie erzeugten dazu einen künstlichen Diamanten.

Um diese Diamanten herstellen zu können, verwenden die Forscher das radioaktive Kohlenstoffisotop C-14 aus abgebrannten Brennstäben. Der extrahierte Kohlenstoff-14 wird in den künstlich erzeugten Diamanten eingeschlossen. Dabei entsteht ein radioaktives Feld. Dadurch entstehen kleine Ströme von radioaktiver Strahlung und Energie kann erzeugt werden.

Diamanten sind das natürlichste härteste Material, die Strahlung dringt so nicht nach außen und kann so als äußerer Schutz vor dem C-14 dienen. Dieser künstliche Diamant könnte so als Batterie dienen. Zwar würde diese neue Energiequelle nur geringe Ströme abgeben, gleichzeitig hätte sie aber eine lange Haltbarkeit von mehreren Tausend Jahren. Dabei enthält der Diamant nur die Menge an Radioaktivität, die natürlicherweise in einer Banane vorkommt.

Damit könnten elektronische Geräte oder Systeme betrieben werden, die eine geringe Energieversorgung benötigen, aber für einen längeren Zeitraum genutzt werden müssen. Zum Beispiel wäre es möglich, diese Batterien in Herzschrittmachern, Satelliten, in der Raumfahrt oder für Drohnen einzusetzen, so Professor Tom Scott, einer der Forscher der Universität Bristol.

Aber ein direktes Einsetzen des Diamanten wird nicht möglich sein, unter anderem würde dabei zusätzlich ein Kondensator benötigt werden. Der Enthusiasmus wird daher bereits etwas gebremst. Bisher ist es nur ein Forschungsprojekt. Künstliche Diamanten zur Stromerzeugung sind noch weit entfernt von einer serienreifen Produktion.

Die Nützlichkeit und Anwendungsmöglichkeiten solcher langlebigen Batterien werden von manchen Experten auch als fragwürdig und als eher limitiert eingestuft. Die Forscher aus Bristol bemerkten selbst über ihre Forschungsergebnisse: „Mit Kohlenstoff-14 würde die Batterie 5.730 Jahre brauchen, um 50 Prozent Leistung zu erreichen, was ungefähr so lang ist, wie die menschliche Zivilisation existiert hat.“

Ein Diamantenfieber wird also in absehbarer Zeit nicht ausbrechen. Eine ideale Lösung für die Atommüllentsorgung wurde noch nicht gefunden. Dieser Weg wird wohl noch einige Jahre, wenn nicht Jahrzehnte, dauern. Aber die Forschung sucht auch auf unkonventionelle Weisen nach Lösungen und die ersten Ergebnisse machen Hoffnung. Vielleicht wird aus diesen Ansätzen irgendwann Realität. 


 

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