Wasserdicht seit Millionen von Jahren

AKW-Gegner behaupten, die Entsorgung radiokativer Abfälle sei ein ungelöstes Problem. Ein Besuch im jurassischen Felslabor Mont Terri zeigt das Gegenteil: Die aufwendigen Experimente im Opalinuston geben Aufschluss, wie ein sicheres Endlager aussehen könnte.

Von Alex Reichmuth

«Wie ein Schwamm»: Felslabor im jurassischen Mont Terri. Bild: Dieter Enz (Comet Photoshopping)

Mit einem Kleinbus geht es bei Saint-Ur­sanne in den Berg. Nach 200 Metern passieren wir die Druckschleuse. Schwere Metalltore öffnen sich. Nun sind wir im Sicherheitsstollen zur Autobahn, der parallel zum Tunnel der A 16 verläuft. Von der Kalkdecke tropft Wasser. ­Einige Dutzend Meter weiter ist es plötzlich staubtrocken.

«Jetzt sind wir in der Schicht aus Opalinuston», sagt Paul Bossart. Er ist ­Direktor des Mont-Terri-Projekts und begleitet den Journalisten auf dem Rundgang durch das Felslabor. Der Bus stoppt in einer Nische. Hier beginnt das Tunnelsystem, in dem die ­Lagerung radioaktiven Abfalls erprobt wird.

Insgesamt 600 Meter Stollen wurden hier ausgehoben, seit das Mont-Terri-Projekt 1996 startete. Die Gänge liegen alle in einer Schicht aus Opalinuston, die etwas über hundert Meter dick ist und beim Bau des Autobahntunnels durchstossen wurde. Das Felslabor weist zwei Hauptstränge auf, die vom Sicherheitsstollen des Autobahntunnels ausgehen. Überall gibt es Nischen, in denen wissenschaftliche Experimente laufen. 39 sind es derzeit.

Mikroskopisch kleine Poren

Opalinuston eignet sich laut Fachleuten ideal, um darin radioaktive Abfälle zu lagern. Bei fünf der sechs Gebiete der Schweiz, die der Bund als geeignet für ein künftiges Tiefen­lager bezeichnet hat, handelt es sich um solche mit einer Schicht Opalinuston im Untergrund. Im Mont Terri allerdings wird nie radioaktives Material gelagert werden. «Diese Schicht hier ist bei der Jurafaltung komplex verfaltet worden und darum von zu vielen Brüchen durchzogen», begründet dies Direktor Bossart. Zudem weise die Gegend mehr seismische Aktivität auf, als für ein künftiges Tiefenlager wünschbar sei.Opalinuston fühlt sich spröde und trocken an. Dabei enthält das Gestein etwa 150 Liter Wasser pro Kubikmeter. Der Ton ist aus mikroskopisch kleinen Plättchen aufgebaut, was zu ­einer hohen Speicherfähigkeit führt. Ähnlich einem Schwamm kann Opalinuston zusätz­liche Feuchtigkeit aufnehmen. Das Gestein quillt dann auf. «Damit verschliesst Opalinuston automatisch Risse, sobald Wasser dazukommt», erklärt Felslabor-Chef Paul Bossart. Ein Transport radioaktiver Stoffe durch Wasserfluss sei in Opalinuston praktisch ausgeschlossen. Auch sonst kämen solche Stoffe nicht weit, weil sie an den Tonoberflächen hängenblieben. Geeignet ist das Gestein für die Lagerung radioaktiven Abfalls zudem, weil es seit Jahrmillionen stabil ist. In ihm lassen sich mikroskopisch kleine Poren nachweisen, die mit salzhaltigem Wasser gefüllt sind. Dieses wurde vor Millionen von Jahren ein­geschlossen. Vor 175 Millionen Jahren war das Gebiet der heutigen Schweiz nämlich von ­einem Meer bedeckt, dem Jurameer, auf ­dessen Grund der Opalinuston als Schlammschicht abgelagert wurde. Man kann mit gutem Grund davon ausgehen, dass die Schichten aus Opalinuston weitere Hunderttausende Jahre stabil bleiben, bis sich die Radioaktivität des gelagerten Materials abgebaut hat.

Internationales Grossprojekt

Wir schreiten entlang des linken Hauptganges. An den Wänden und in den Nischen sind zahlreiche Messgeräte angebracht. Sie deuten auf die Experimente, die hier stattfinden. An einem Ort messen Forscher, wie stark sich das Gestein bei Feuchtigkeit ausdehnt und bei Trockenheit zusammenzieht. An einem anderen Ort werden Werkstoffe getestet, die in ­einem Tiefenlager eingesetzt werden könnten. Ein Heizexperiment soll zeigen, wie stark Wärme das Gestein verändert. Bei einem sogenannten Diffusionsexperiment geht es darum, zu sehen, wie weit radioaktive Markierstoffe im Laufe der Zeit ins Gestein eindringen. Sogar die Wirkung von Mikroben, die über die Stollen ins Gestein gelangen, wird untersucht.

Im Mont Terri arbeiten Forscher aus den Staaten Schweiz, Frankreich, Deutschland, Spanien, Belgien, USA, Kanada und Japan. Getragen wird das Felslabor von fünfzehn Organisationen und Behörden aus diesen acht Staaten. Von Schweizer Seite sind es die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra), das Eidgenössische Nuklear­sicherheitsinspektorat sowie das Bundesamt für Landestopografie Swisstopo. «Es geht allen Partnern darum, die Eigenschaften von Opalinuston zu erforschen – mit Blick auf die mögliche Entsorgung radioaktiver Abfälle aus Kernkraftwerken, Wissenschaft und Medizin», erklärt Paul Bossart. Ein gemeinsames Forschungsprojekt sei kostengünstiger, als wenn jedes Land selber experimentierte. «Es ist zudem ein Riesenvorteil, dass die beteiligten Wissenschaftler ihr Fachwissen untereinander austauschen können.» Gekostet hat das Felslabor seit der Eröffnung 1996 knapp 60 Millionen Franken. Vierzig Prozent dieser Mittel stammten von der Schweiz, weitere 27 Prozent von Frankreich. Das jährliche Budget schwankt zwischen zwei und fünf Millionen – je nachdem, wie viele Experimente gerade stattfinden. Wir gehen durch einen dreissig Meter langen Seitengang, der in einem grossen Raum mit den Ausmassen eines kleinen Einfamilienhauses endet. Es ist die sogenannte Startnische für das FE-Experiment. FE steht für Full-Scale Emplacement und bezeichnet einen Versuch, bei dem die Lagerung von radioaktivem Abfall so wirklichkeitsgetreu wie möglich simuliert werden soll. In einem fünfzig Meter langen Versuchsstollen sollen Stahlbehälter gelagert werden, die den künftigen Behältern mit radioaktivem Material entsprechen. Der Versuchsstollen mit einem Durchmesser von 2,5 Metern wird von der Startnische aus gebohrt, ab dem nächsten April. Wie in einem echten Tiefenlager werden die Behälter in eine Schicht Bentonit eingelagert. Bentonit besteht aus verschiedenen Tonmineralen, es quillt bei Zugabe von Wasser auf und wird dabei zu einer dichten und kompakten Masse. Es soll die Behälter umschliessen wie eine Betonschicht. Im FE-Experiment wird nach Abschluss der Einlagerung beobachtet, wie das umgebende Gestein auf die Behälter reagiert. Von Interesse ist namentlich die Wirkung der Wärme, die die Behälter abstrahlen. Im Experiment stammt die Wärme von Heizkörpern, die in den Behältern liegen – und nicht von radioaktivem Material. Diese Heizkörper simulieren die Wärmeentwicklung durch den Kernzerfall und werden die Aussenfläche der Behälter auf bis zu 120 Grad Celsius aufheizen. Sensoren im umliegenden Gestein messen Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Deformationen im Gestein.Herwig Müller, Projektleiter der Nagra, leitet das FE-Experiment. «Wir haben im Fels­labor schon zahlreiche Teilexperimente durchgeführt, in denen etwa das Verhalten von Opalinuston bei Wärme oder die Eigenschaften von Bentonit erforscht wurden», ­erklärt Müller. «Nun aber testen wir erstmals die Einlagerung von Abfallbehältern im Massstab eins zu eins und erfassen gleichzeitig auch die Wirkung dieser Behälter auf die Umgebung.» Bis Ende Februar werden etwa 300 Sensoren und Messgeräte im Gestein angebracht, was entsprechende Bohrungen bedingt. Ab Frühling soll dann der Versuchsstollen vorangetrieben werden. Nächstes Jahr fänden dann vor allem einige vorbereitende Versuche statt, sagt Versuchsleiter Müller, bevor 2014 die Behälter eingelagert würden und die Heizphase des Experiments beginne. Dieses solle mindestens zehn bis fünfzehn Jahre dauern. Ziel ist es, die Technik zur Einlagerung von Atomabfällen zu erproben und im Zeitraffertempo abzuschätzen, wie ein Lagerstollen auf das ihn umgebende Gestein wirkt. Die Erkenntnisse sollen für den Bau von echten Endlagern genutzt werden. In der Schweiz soll ein solches Lager etwa 2030 (schwach- und mittelaktive Abfälle) beziehungsweise 2040 (hochradioaktive Abfälle) in Betrieb gehen.Der Aufwand, der im Felslabor Mont Terri getrieben wird, scheint gross. Doch genügen die Erkenntnisse aus solchen Experimenten, um eine sichere Lagerung während hunderttausend Jahren oder mehr zu garantieren? ­Davon überzeugt ist Markus Fritschi, ­Geschäftsleitungsmitglied der Nagra, der beim Rundgang dabei ist. «Was an der Erdoberfläche während dieser langen Zeit passiert, ist völlig offen», sagt Fritschi. «Doch im Opalinuston, mehrere hundert Meter unter der Oberfläche, wird sich mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nichts verändern.» Fritschi weist auf drei Barrieren hin, die dafür sorgten, dass die Umwelt geschützt bleibe. «Die erste Barriere ist der über 15 Zentimeter dicke Stahlbehälter, in dem sich die Abfälle ­befinden. Die zweite ist die ihn umgebende Bentonitschicht, die austretendes Material absorbiert. Und die dritte Barriere ist der Opalinuston, der dank seiner Eigenschaften dafür sorgt, dass radioaktive Substanzen im Laufe der Zeit höchstens einige Meter weit vorankommen.»

Lagerung verantwortbar

Wir sind am hinteren Ende des Felslabors angelangt und stehen wieder im Sicherheitsstollen des Autobahntunnels. Auch die Schicht aus Opalinuston ist hier zu Ende. Es schliessen sich Kalkschichten an, die von Wasserflüssen geprägt sind. «In Kalk gelangt Wasser in nur zwei Wochen von der Erdoberfläche hier nach unten in 350 Meter Tiefe», meint Markus Fritschi von der Nagra. Solche Wasserflüsse seien eigentliche «Autobahnen» für den Stofftransport. «Ein Tiefenlager für radioaktive Abfälle in Kalk wäre darum unverantwortlich. Aber bereits einige Meter daneben im Opalinuston ist das Porenwasser Millionen Jahre alt.»

AKW-Gegner behaupten regelmässig, das Abfallproblem der Atomenergie sei völlig ungelöst. So sagte etwa Martin Bäumle, Präsident der Grünliberalen, letztes Jahr: «Man hat ­heute [. . .] keine Ahnung, wie der radioaktive Abfall entsorgt werden soll.» Wer das Fels­labor Mont Terri besucht, bekommt einen ganz anderen Eindruck.g

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