Radioaktive Abfälle

„Die Atomkraft hat alles verändert, außer unsere Art zu denken. So treiben wir in eine beispiellose. Katastrophe. Wir benöti-gen eine grundsätzlich neue Art zu denken, wenn die Menschheit überleben soll.“
Albert Einstein

INHALTSVERZEICHNIS
Inhalt:
- Das Deckblatt
- Verzeichnis
- Einleitung
- Was ist ein Atom?
- Strahlenarten
- Herkunft radioaktiver Abfälle
- Kernreaktoren
- Techniken zur Einlagerung radioaktiver Abfälle

Verwendete Quellen:

A. G. Hermann Radioaktive Abfälle

EINLEITUNG

In Pflanzen und Tieren werden Elemente wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stick-stoff in großen Mengen fixiert. Nach dem Absterben der Organismen gelangen die organi-schen und anorganischen Bestandteile wieder zurück in den natürlichen Kreislauf der Ele-mente. Nur dem Menschen ist es bisher gelungen, diesen Prozeß teilweise zu blockieren. Der Mensch produziert heute Abfälle, welche nach ihrer Menge und stofflichen Beschaffenheit weder kurz- noch langfristig dem natürlichen Kreislauf wieder zugeführt werden können. Darunter befinden sich Substanzen, die bisher nicht in der Natur existierten, wie zum Beispiel toxische Chemikalien, Kunststoffe und künstliche radioaktive Stoffe.

Abfälle entstehen nicht nur in zunehmenden Mengen im persönlichen Lebensbereich des Menschen (Hausmüll), sondern vor allem auch in der Industrie, beim Verkehrtswesen und bei der Energiegewinnung durch Verbrennungs- und Kernumbildungsprozesse. In großem Um-fang müssen Deponien zur Sammlung und langfristigen Lagerung von Abfallstoffen einge-richtet werden. Vor allem die Deponien für toxische und radioaktive Stoffe gewinnen zuneh-mend an Bedeutung.

Feste, flüssige und gasförmige Abfallprodukte können längst weltweit in Gewässern und de-ren Sedimenten (Schwermetalle) sowie in der Atmosphäre nachgewiesen werden. Im Ein-zugsbereich dicht besiedelter Gebiete liegen bereits heute die Anteile an Schadstoffen im Bo-den, in der Luft sowie im See, Fluß- und Meerwasser deutlich über den Durchschnittswerten in weniger besiedelten Teilen der Erdoberfläche.

Es sollte allgemein erkannt werden, daß die beim Betrieb von Kernreaktoren sowie die in der Medizin und Forschung anfallenden radioaktiven Stoffe kein isoliertes Einzelproblem Dar-stellen. Die radioaktiven Abfälle umfassen nur einen Teilbereich der gesamten Abfallproble-matik. Betrachten wir zum Beispiel die bei der Energieerzeugung entstehenden Abfälle.

Zur Zeit besteht das Problem, daß außer den radioaktiven Stoffen auch nichtradioaktive Ab-fälle langfristig von der Biosphäre isoliert werden müssen. Das kann nur in unterirdischen Gesteinsschichten erfolgen. Wegen fehlender Deponiemöglichkeiten an der Erdoberfläche müssen in Zukunft in dicht besiedelten Industrieländern voraussichtlich immer mehr feste und flüssige Abfallstoffe oder auch Rohstoffe in unterirdischen Gesteinsschichten gelagert wer-den. Das Prinzip ist keineswegs neu. Aufgrund der gegebenen Situation muß ein Konzept für die Deponie radioaktiver Abfälle gefunden werden. Eine Alternative gibt es hierzu nicht. Wer sie aber trotzdem zu sehen glaubt, verkennt möglicherweise die Problematik anderer Abfall-produkte. Der uns zur Verfügung stehende Spielraum besteht lediglich darin, die sich aus der Abfallproduktion ergebenden Langzeitfolgen so klein wie möglich zu halten.

Was ist ein Atom?

Atome bestehen aus einem Atomkern und einer Atomhülle. Der Atomkern enthält Kern-Elementarteilchen, die allgemein als Nukleonen bezeichnet werden. Es gibt zwei Sorten von Kern-Elementarteilchen, die allgemein als Nukleonen bezeichnet werden. Es gibt zwei Sorten von Kern-Elementarteilchen, und zwar die elektrisch positiv geladenen Protonen (p) und die elektrisch nicht geladenen (neutralen) Neutronen (n).

Bei der Erörterung von Prozessen, welche den Atomkern betreffen, werden die Atome nor-malerweise als Nuklide bezeichnet. Die Nuklide einer spezifischen Atom-Art sind durch eine bestimmte Anzahl von Protonen und Neutronen im Atomkern charakterisiert. Die Anzahl der Protonen im Atomkern ist gleichbedeutend mit der Kernladungszahl oder Ordnungszahl Z eines Elements und weist diesem eine bestimmte Stellung im Periodensystem der chemischen Elemente zu. Nuklide mit derselben Anzahl von Protonen und einer unterschiedlicen Zahl von Neutronen im Atomkern sind Isotope eines chemischen Elements. Die Summe von Protonen und Neutronen im Atomkern ist die Massenzahl M. In abgekürzter Schreibweise wird die Ordnungszahl links unten und die Massenzahl links oben vom Elementsymbol angegeben.

Die Atomhülle besteht aus elektrisch negativ geladenen Elektronen (e-). Sie werden be-stimmten Schalen in der Atomhülle zugeordnet, und zwar von innen nach außen in der Be-zeichnung K-Schale, L-Schale usw.
Atomkerne können sich durch die äußere Einwirkung von Neutronen, Protonen und anderen energiereichen Teilchen oder spontan in die Kerne anderer Nuklide umwandeln. Beide Mög-lichkeiten werden allgemein als Kernumwandlungen bezeichnet. Man sprich von Kernreak-tionen, wenn Kernumwandlungen durch die äußere Einwirkung energiereicher Teilchen auf den Atomkern ausgelöst werden Erfolgen dagegen die Kernumwandlungen spontan, das heißt ohne äußere Einwirkungen, spricht man von radioaktiven Umwandlungen.
Strahlenarten

Die Alphastrahlung (?-Strahlung) ist eine Teilchenstrahlung. Sie entsteht, wenn bei der radioaktiven Umwandlung von Atomkernen Alphateilchen emittiert werden.
Alphateilchen sind positiv geladene Atomkerne des Isotops Helium-4. Helium-Kerne beste-hen aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Daher entsteht durch die Emission eines solchen Alphteilchens aus dem Atomkern ein Tochternuklid, dessen Ordnungszahl im periodensystem der Elemente um 2 und dessen massenzahl um 4 kleiner ist gegenüber dem Mutternuklid. Ein Beispiel aus der Zerfallsreihe des natürlichen Uran-238: Radium 226 zerfällt unter Emission von Alphateilchen in das Tochternuklid Radon-222. In abgekürzter Schreibweise sieht das folgendermaßen aus: