Tiefenlager im Dichtetest

Fehler sind nicht erlaubt: Im Felslabor Mont Terri testen Forscher mit einer Spezialmaschine, wie ein Tunnel mit radioaktivem Abfall versiegelt werden kann. Das Experiment wird 15 bis 20 Jahre dauern.

Die Maschine mit fünf langen Armen füllt Behälter mit Granulat. Diese bilden eine der Barrieren, die radioaktives Material abschotten. Foto: Dieter Enz (Comet Photoshopping)

Die Maschine mit fünf langen Armen füllt Behälter mit Granulat. Diese bilden eine der Barrieren, die radioaktives Material abschotten. Foto: Dieter Enz (Comet Photoshopping)

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Die Ampel steht auf Grün, und der Bus fährt in ein längst vergangenes Zeitalter. Es ist dunkel und feucht im Tunnel, Wasser drückt durch die Kalkschichten, Meerwasser, seit Jahrmillionen im Fels eingeschlossen. Wenige Minuten später ist die Fahrt zu Ende. Schichtwechsel. Die Luft ist staubig in der Kaverne, die Felswände sind trocken. Auch wenn sich das Gestein feucht anfühlt.

«Der Opalinuston kann pro Kubik­meter 150 Liter Wasser speichern, aber das Wasser fliesst nicht», sagt Paul Bos­sart, Direktor des Mont-Terri-Felslabors, das vom Bundesamt für Topografie (Swisstopo) betrieben wird. Die Tonmineralien quellen bei Kontakt mit Gebirgswasser auf, Risse werden dabei von selbst abgedichtet. So entstehen keine Wasserwege durch den Stollen.

46 Experimente

Das sind die Gesteinsschichten, die für die Atomindustrie Gold wert sind. Was vor knapp 180 Millionen Jahren in einem Flachmeer in der Schweiz geschaffen wurde, ist nun unverzichtbar für die Zukunft. Das Mont-Terri-Fels­labor nahe Delsberg ist der optimale und international viel beachtete Experimentierort für das in 50 Jahren geplante Tiefenlager für hoch aktiven Atomabfall. In der 150 Meter dicken Opalinustonschicht herrschen ganz ähnliche geologische Verhältnisse wie in der Nordschweiz, wo dereinst das Endlager gebaut werden soll.

46 Experimente laufen hier. Ein Versuch ragte am Freitag bei einem Besuch besonders heraus. Irgendwo in einem ­Stollen mitten im Labyrinth von Gängen und Nischen stehen in gleissendem Industrie­licht Männer bereit. Sie hängen den letzten von vier Säcken, prall gefüllt mit Bentonitgranulat, an ein gelbes Schienenfahrzeug. Bentonit ist ein natürliches Material aus Tonmineralien mit ähnlichen Eigenschaften wie Opalinuston. Es entsteht durch die Verwitterung vulkanischer Asche. Bentonitlager gibt es in Tschechien und Kasachstan. Im Mont Terri wird ein Rohstoff aus Wyoming verwendet.

Versuch im Massstab 1:1

Wenig später fährt der Transport­trolley in den rund 50 Meter langen Stollen und dockt an ein Ungetüm mit fünf langen Armen an. Die Fachleute nennen es Verfüllmaschine. Ein Sack wird aufgeschnitten. Fünf Förderschnecken füllen mit dem weisslichen Pulver den Stollen, in dem drei Stahlbehälter stehen. «Die Maschine stopft das Granulat, bis eine bestimmte Dichte erreicht ist», sagt Projektleiter Herwig Müller von der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra). Die Behälter sind die erste technische Barriere, um das radioaktive Material einzu­schliessen, der Bentonitmantel die zweite. Der Fels bildet schliesslich eine weitere, natürliche Schranke.

Die Nagra ist in diesen Wochen der Zeit weit voraus. Der Grossversuch ist ein Anfang zum späteren Tiefenlager, das 2060 bereit sein soll. Modellversuche wurden schon viele gemacht, nun soll im Massstab 1:1 experimentiert werden. Die Schweizer Firma Rowa hat die Verfüllmaschine für die Nagra entwickelt, damit der Nachweis erbracht werden kann, dass der Bau eines dichten Stollens für die Lagerung hoch aktiver Abfälle und verbrauchter Brennelemente möglich ist. Wer eine Hightechmaschine erwartet, wird allerdings enttäuscht: Das System muss einfach sein. Im Tiefenlager wird die Maschine ferngesteuert werden. Etwa 7300 Kubikmeter hoch aktive Abfälle sollen laut Entsorgungskonzept in den Lagerstollen de­poniert werden – vorausgesetzt, die Atomkraftwerke sind etwa 50 Jahre in Betrieb.

Abfall heizt den Berg

Die Maschine ist nur Mittel zum Zweck. Im Fokus steht ein anderes Phänomen: Ein Problem der Lagerung ist die Wärmeproduktion der radioaktiven Abfälle. Sie werden zwar nach Entsorgungskonzept mindestens 40 Jahre im Zwischenlager in Würenlingen gelagert, um abzukühlen. Dennoch produzieren sie später im Tiefenlager noch Energie und heizen die Lagerbehälter auf. Das hat Folgen für das Lagersystem. Die Nagra will nun herausfinden, wie sich das Gestein, aber auch das Abdichtungsmaterial Bentonit verhalten. Opalinuston hat hervorragende Dichtungseigenschaft, leitet jedoch Wärme nur gering. Das Material sollte sich nicht über 120 Grad erwärmen, ansonsten das Risiko besteht, dass die für ein Endlager notwendige Selbstabdichtung des Gesteins geschwächt wird.

Frühere Experimente in einem Mikrotunnel zeigten, dass Bentonit als Puffer zwischen Behälteroberfläche und Gestein wirkt und sich die Felsoberfläche im Abstand von 50 Zentimetern vom Behälter nur auf 50 bis 60 Grad erwärmt. Der Versuch zeigt auch, dass die Modelle die Wirklichkeit gut abbilden.

Der Aufwand für den aktuellen Grossversuch ist beträchtlich. Im Stollen stehen drei Stahlbehälter mit elektrischen Heizschlangen, welche die Wärmeproduktion hoch aktiver Abfälle simulieren. Experimente mit radioaktivem Material sind im Felslabor nicht gestattet. Hunderte Sensoren werden Druck- und Feuchtigkeitsentwicklung sowie das seismische Verhalten messen. Die Daten werden per Internet alle zehn Minuten auf den Computer im Büro geliefert. Bereits Anfang Dezember sollen die ersten beiden Heizsysteme laufen.

Die Sensoren nicht verlieren

Die Verfüllmaschine hat den ersten Behälter vor einigen Tagen mit Bentonit eingeschlossen. Nun haben die Arbeiter mit dem zweiten begonnen. Im Januar sollte der gesamte Stollen gefüllt sein. 200 bis 250 Tonnen Bentonit werden dann eingelagert sein. Die Operation sei nicht simpel, versichert Projektleiter Herwig Müller und zeigt auf den Kabelsalat vor dem Stolleneingang. Die grösste Herausforderung scheint, möglichst wenige Sensoren bei der Verfüllung zu verlieren. «Es dürfen keine Fehler passieren», sagt Müller. 15 bis 20 Jahre sollten die Geräte halten, so lange soll das Experiment mindestens laufen.

Bis dann sieht die Welt der Endlagerforscher vielleicht bereits anders aus. Die Maschine ist möglicherweise kleiner und eleganter. Und statt Bentonit wird ein anderes Material vorgezogen. Doch entscheidend ist: Der Nachweis, dass ein dichter Stollen machbar ist, kann erbracht werden.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 21.11.2014, 21:05 Uhr

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