Gibt es Erfahrungen zur Zwischen- und Endlagerung von aktiviertem Beryllium?

Ausführliche Antwort

Zum Einsatz von Beryllium in der Kerntechnik kann man in ➚ Wikipedia nachlesen.

In einer Studie (1) von 2019 wurde ermittelt, dass weltweit ca. 90 Forschungsreaktoren mit Beryllium-Reflektoren existieren / existierten. In Deutschland lagern 3000 kg bestrahltes Beryllium, davon alleine 1800 kg vom ➚ BER II. Bestrahltes Beryllium hat eine hohe Aktivität. Der Entsorgungsweg für bestrahltes Beryllium ist in Deutschland derzeitig noch unklar, da eine Endlagerung im Schacht Konrad nicht garantiert werden kann.

Trinkwassergefährdung

Die Einlagerung von Beryllium wurde für den Schacht Konrad zur Verhinderung einer möglichen Trinkwassergefährdung explizit begrenzt durch den ➚ Planfeststellungsbeschluss von 2002. Für Beryllium wurde festgelegt (2):

„Die Einlagerung von Stoffen gemäß Liste II der Anlage zur Grundwasserverordnung (3) zusätzlich zum radioaktiven Inventar (I.1) ist nur zulässig, soweit sie im Folgenden ausdrücklich angeführt sind. Die jeweiligen Mengen sind nur in der festgelegten Höhe zulässig.
…
Nr. 1 der Liste II
…
Beryllium 24,5 kg„

Achtung: Die Begrenzung der Einlagerung auf 24,5 kg Beryllium wurde zwar zum Schutz des Trinkwassers festgelegt, bezog sich damals jedoch nicht explizit nur auf lösliche Beryllium-Verbindungen! Denn schaut man in die zitierte Grundwasserverordnung von 1997 (3), steht Beryllium in der Liste II der „Stoffamilien und Stoffgruppen“ unterhalb von: „Folgende Metalloide und Metalle und ihre Verbindungen“. Damit wäre die Einlagerung von 1800  kg metallischem Beryllium in Schacht Konrad nicht möglich.

Doch in der „modernisierten“ Verordnung zum Schutz des Grundwassers von 2010, die europäische Vorgaben vereinheitlichen sollte, fehlen spezifische Regelungen zu Beryllium und seine Verbindungen.

Aktivierungsprodukte

Das größte Problem des aktivierten Berylliums ist der Gehalt an Tritium, das in Fusionsreaktoren jedoch ein gewünschter Stoff wäre. Dabei gibt wohl zwei Probleme:

• Sauerstoff Verunreinigungen liegen im Beryllium als BeO vor. Das Tritium wird an solche Stellen physikalisch und chemisch im Metallgitter gebunden als Be(OT)₂. Das Tritium wird erst ab Temperaturen größer 600 °C in kleinen Mengen freigesetzt.
• Im Beryllium Metallgitter bilden sich Heliumblasen, die das Tritium “auffangen” können. Dieses wird erst ab Temperaturen über 800 °C freigesetzt.

Neben dem Tritium gibt es weitere im Abfallmanagement von Beryllium zu beachtende Isotope (siehe Abbildung unten).

In der erwähnten Studie, dem KONEKT Projekt, werden auch Kostenschätzungen für:

• das Ausheizen des Tritiums aus dem Beryllium,
• alternativ für die Dekontamination aktivierter Verunreinigungen auf chemischem Weg,
• alternativ die Abtrennung von ¹⁰Be zur Freimessung mit Methoden der Isotopentrennung und
• für die Endlagerung

aufgeführt.

Wäre es nicht eine tolle Idee, die in Deutschland lagernden 3000 kg von bestrahltem Beryllium, die eigentlich in ein Endlager müssen, im Rahmen des Aktionsplanes (5) geförderten deutschen Forschungseinrichtungen oder Startups zu übergeben, um das Beryllium in Fusions-Forschungsprojekten wieder sinnvoll einzusetzen? Und so könnten die Fusionsforscher mal in der Praxis beweisen, ob sie die Technologen des später ohnehin notwendigen Abfallmanagements schon beherrschen. Das wäre doch eine echte Bewährungsprobe!

Weiterführende Beiträge

• Alles klar mit den radioaktiven Abfällen aus Fusionsreaktoren?