Deutsche Forscher finden Lösung für Entsorgung radioaktiver Abfälle
Die Atommüllentsorgung stellt für viele Länder weltweit eine enorme Herausforderung dar. Ein Teil des Mülls, wie der aus nuklearmedizinischen Abteilungen von Krankenhäusern, enthält nur kleine Mengen von radioaktivem Material, das innerhalb von mehreren Stunden oder Tagen zerfällt und daher wie gewöhnlicher Abfall behandelt werden kann. Abfall mit hohen Radioaktivitätsniveaus ist jedoch problematischer, da es Hunderte bis Tausende von Jahren dauern kann, bis sich die Radioaktivität verringert. In dieser Zeit müssen nachhaltige Techniken gefunden werden, um diesen gefährlichen Abfall von Menschen und der Umwelt zu isolieren. Deutsche Physiker behaupten jetzt, die Antwort für dieses komplexe Problem zu haben. Sie haben eine Möglichkeit zur Beschleunigung des Zerfalls von radioaktivem Abfall gefunden. Bei dieser Technik wird der Abfall in Metall eingeschlossen und auf extrem niedrige Temperaturen heruntergekühlt. Ausgangspunkt war der Versuch des Astrophysikers Claus Rolfs von der Ruhr-Universität Bochum, Kernfusionsvorgänge im Inneren von Sternen nachzuvollziehen. Fusion ist der Prozess, bei dem sich mehrere Kerne miteinander verbinden und einen schwereren Kern bilden. Sie geht einher mit der Freisetzung oder Absorption von Energie, abhängig von den Massen der beteiligten Kerne. Unter Verwendung eines Teilchenbeschleunigers wurden diverse leichte Atomkerne von Dr. Rolfs mit Protonen und Deuteronen (Kerne, die ein Proton und ein Neutron enthalten) beschossen. Er stellte fest, dass die Kernfusionsrate deutlich höher war, wenn die Atomkerne in Metall eingebettet und anschließend heruntergekühlt wurden. Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, dass die freien Elektronen aufgrund der niedrigeren Temperatur des Metalls näher an die radioaktiven Kerne gelangen. Diese Elektronen beschleunigen positiv geladene Teilchen zu den Kernen hin und erhöhen dadurch die Wahrscheinlichkeit von Fusionsreaktionen. Angesichts dessen tritt beim radioaktiven Zerfall genau die umgekehrte Reaktion wie bei einer Fusion auf. Dr. Rolfs schoss auch in Metall eingebettete und heruntergekühlte radioaktive Kerne in den Teilchenbeschleuniger, um festzustellen, ob die freien Elektronen das Herausschleudern positiv geladener Teilchen aus einem radioaktiven Kern beschleunigen könnten. Wie erwartet, beobachtete er, dass der radioaktive Zerfall einsetzte und durch die niedrigeren Temperaturen und die Metalleinbettung beträchtlich beschleunigt wurde. Laut Dr. Rolfs könne die Technik potenziell die Halbwertszeit für radioaktives Material - die Zeit, nach der ein bestimmtes radioaktives Isotop die Hälfte seiner Radioaktivität verloren hat - um den Faktor 100 oder mehr senken. "Wir untersuchen derzeit Radium-226, eine gefährliche Komponente von Reaktorabfällen mit einer Halbwertszeit von 1.600 Jahren. Meinen Berechnungen zufolge könnte sich die Halbwertszeit bei Anwendung dieser Technik auf 100 Jahre reduzieren lassen. Bestenfalls könnte sie auf nur zwei Jahre verringert werden. Wir müssten den radioaktiven Müll dann nicht unterirdisch lagern - ein sehr kostspieliges und schwieriges Verfahren", erklärt Dr. Rolfs. "Die von uns vorgeschlagene Methode bedeutet, dass der radioaktive Müll wahrscheinlich vollständig im Laufe des Lebens der Menschen, die ihn produzieren, entsorgt werden könnte. Wir müssten ihn nicht unterirdisch lagern und unsere Ur-Ur-Enkel für unseren hohen Lebensstandard bezahlen lassen", fügte er hinzu. Es sind jedoch weitere Forschungsarbeit und Versuche nötig, um aus dem Ansatz ein praktikables Verfahren zu machen. "Wir arbeiten derzeit mit einer Reihe von radioaktiven Kernen am Testen der Hypothese und die anfänglichen Ergebnisse sind viel versprechend", sagte er. "Wir befinden uns noch in der Anfangsphase. Es wird noch viel technische Forschung erforderlich sein, um diese Idee in die Praxis umzusetzen. Aber ich denke nicht, dass es unüberwindbare technische Hemmnisse geben wird."
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