Da fliegt er davon, der Atommüll

**Hirschi** · 23.09.2010, 02:57

Huhu

die Idee, die ich Euch vorstellen möchte, geistert in meinem Kopf schon etwas länger herum. Sie ist etwas außergewöhnlich, könnte jedoch zumindest Anstoß zu neuen Überlegungen sein.
Ich habe viele Denkanstöße dazu auch aus verschiedensten Quellen erhalten, vornehmlich möchte ich hier astronews.com und final-frontier.ch nennen.
Ich finde es einfach nur spitze, dass sich auf den oben genannten Seiten viele Experten die Zeit nehmen und die Mühe machen, uns Laien oder Amateure nicht im Regen stehen zu lassen, sondern oftmals sogar elementare Fehler mit Geduld und Empathie verbessern.
So sie mir denn einfallen, werde ich im Verlauf die Quellen genauer verlinken. Falls ich jemanden/etwas vergessen habe, bitte ich um einen Hinweis.

Ich bin ein großer Anhänger der Kernenergie. Sie wäre absolut sauber, wenn da das Problem mit den Spaltprodukten nicht wäre. Ich rede hier nicht von CO2-Neutralität. Im Vergleich zur heute bevorzugten Energiegewinnung, der Verbrennung irgendwelcher mehr oder minder energiereichen Ressourcen, fällt das jedoch überhaupt nicht ins Gewicht. Und CO2 ist auch nicht von Haus aus böse, nur die exorbitante Menge, die wir täglich in die Luft entlassen ist besorgniserregend. Pro Tag verbraucht der Mensch 87^6 Barrel Öl (Quelle: Wiki von 2008). Das entspricht bei gerundeten 159l/bbl 1,383 Milliarden Litern. In Ermangelung entweder meiner Recherchierkünste oder verfügbarer Zahlen im Netz nehme ich mal eine vorsichtige Zahl: 25% davon werden verbrannt. Der geneigte Chemiker darf mich gerne verbessern und im Gegenzug dann auch die entstandene Menge CO2 ausrechnen

Nun jedoch zu meiner eigentlichen Idee:
Man nehme den Atommüll, schnalle ihn auf ein geeignetes Gerät welches Fluchtgeschwindigkeit erzielt (im Volksmund Rakete) und schicke dieses Gerät Richtung Sonne.
1. Man nehme Atommüll
Schauen wir uns doch mal einen herkömmlichen CASTOR-Behälter an. (den hier) Masse rund 120t. Fürs Bewegen von Atommüll auf der Erde relativ sicher, aber das Grundproblem bleibt: Wie lange ist er unter welchen Randbedingungen wie sicher? Ich persönlich würde ihn in meiner Nähe dulden, meine normale Restlebenserwartung von ca 55 Jahren spielt da wohl keine Rolle. Interessanter ist da eher die Frage, wie sieht der Castor in 550 oder 5500 Jahren aus. Aber diese verantwortungslose "Nach mir die Sintflut" Einstellung, deren Anhänger ich nicht bin, möchte ich hier nicht thematisieren.
2. das geeignete Gerät
120 Tonnen (unmodifiziert) ist natürlich ne Hausnummer. Die legendäre Saturn V hatte diese Nutzlast (allerdings nur für einen Erdorbit. Für den lunaren Orbit waren es immerhin noch 45t). Wenn man die Daten der heute "handelsüblichen" Zugpferde Ariane 5 mit 11t, Delta 4 heavy mit 14t oder Proton M mit 4,8t (hier interplanetar, bei Ariane und Delta war die Nutzlast jeweils auf einen geostationären Orbit bezogen) beträchte, wäre die Idee schon zum Scheitern verurteilt. Der Konjunktiv ist nicht umsonst gewählt, ich stieß bei final-frontier.ch auf einen sehr interessanten Artikel. Die Sea-Dragon wäre in der Lage, eine sagenhafte Nutzlast von 550t in den Orbit zu befördern. Wahrscheinlich beziehen sich die 550t auf einen erdnahen Orbit, aber sie spielen zumindest in der Masse-Liga eines CASTORs und, was viel bedeutender ist, sie ist kein Wunschtraum sondern war schon anfangs der 60er Jahre in einer gut entwickelten Planungsphase.
3. ... und schicke dieses Gerät...
Die Sea-Dragon hätte neben ihrer enormen Nutzlast natürlich noch einen weiteren unschlagbaren Vorteil. Sie wird konstruktionsbedingt auf See gestartet. Am Besten weit von jeder Küste entfernt, die Bahn so wählen, dass möglichst jederzeit immer ein Ozean drunter ist. Sollte etwas schief gehen, ist das Risiko weitestgehend minimiert (darauf gehe ich später noch genauer ein).
4. ... Richtung Sonne.
Ja, wohin denn sonst? Nichts in unserer unmittelbaren Umgebung wäre besser geeignet. Einfach am L1 (Lagrange) vorbeifliegen lassen, SOHO winkt zum Abschied und weiter gehts Richtung Zentralgestirn. Wobei eine Passage des L1 sicher nicht zwingend wäre, meine Erfahrungen diesbezüglich beschränken sich leider nur auf den 31. Dezember jeden Jahres (ich hoffe, den versteht jemand

).
Wenn wir hier auf der Erde jederzeit vorsichtig sein müssen mit Aussagen ala "Es passiert mit Sicherheit nichts" und man in den Nachrichten tagtäglich mit den Meistern der Relativierung zu tun bekommt: "Der mutmaßliche..." "Er habe gesagt..." "Man nimmt an..." etc., so kann man eins jedoch mit Sicherheit sagen: Wenn so ein Staubkorn von vielleicht 200t Masse in die Sonne fliegt, sieht man nicht einmal auf unseren empfindlichsten Instrumenten der Sonnenbeobachtung irgendetwas.
In dem Astronews-thread Denkmal im All wurde auch sehr anschaulich dargelegt, dass eine gewollte und klar erkennbar manipulierte Abänderung des Spektrums der Sonne wohl das gewaltigste und auch am deutlichsten wahrnehmbare Zeichen von Intelligenz in diesem System bedeuten würde. Das sei hier nur am Rande erwähnt, ich bin mir schon bewusst, dass die paar Krümel, die wir produzieren, nicht ausreichen. Ich erwähne es trotzdem, weil es am Rande mit meiner Idee zu tun hat und ich ein wenig weiter dadurch inspiriert wurde.
5. Risiken
5.1. der Müll
die Gefahr besteht, dass wir Stoffe vernichten würden, die wir eventuell in 100, 500 oder 1000 Jahren dringend brauchen würden. Selbst heutzutage würde sich ein "schneller Brüter" über viele unserer Abfallstoffe freuen. Da ist aber eher Bynaus der richtige Ansprechpartner.
5.2. die Rakete
die Planung der Sea-Dragon ging nie ins Erprobungsstadium. Da zu Beginn der 60er allerdings noch "Raketen-Götter" wie Wernher von Braun an den Entwicklungen beteiligt gewesen sein dürften, kann man mit hoher Sicherheit von einer Machbarkeit der Sea-Dragon ausgehen.
5.3. Startunfälle und Unfälle < Fluchtgeschwindigkeit
Unfälle werden passieren. Einzig die Folgen müssten kalkulierbar werden. Das Risiko, dass der CASTOR beim Explodieren des Trägers auf dem Startfeld (hier dank Sea-Dragon Wasser) mit in die Stücke gerissen wird, ist bauartbedingt mMn mittelmäßig. Er hält extremen Belastungen (mechanisch, thermisch) kurze Zeit stand. Man müsste die Konstruktion dahingehend verbessern, dass der CASTOR mit gegen Null tendierender Wahrscheinlichkeit bei einer Startexplosion beschädigt wird. Was würde passieren bei einer Startexplosion? Der CASTOR fliegt ein paar (vll auch hundert) Meter durch die Luft, und versinkt dann unbeschädigt im Meer. Nun kann man sich entscheiden, das Ding zu heben (eher unwahrscheinlich bei heutiger Technologie) oder man macht es "wasserdicht". Austausch aller Gase im Baukörper durch Flüssigkeiten/Öle (keine Komprimierbarkeit somit keine Lecks durch Druckunterschiede). Ich denke, dass wäre weitaus weniger schlimm, als die Millionen Liter Öl in der Tiefsee im Golf von Mexiko. Öl alleine wäre sicher nicht so schlimm, es zersetzt sich ja "relativ" fix, aber die Behandlung mit Dispergatoren (aus dem Öl werden Mikro-Kügelchen, die nicht mehr natürlich abgebaut werden) wird dem Öko-System Ozean wohl noch einen etwas längeren Spaß bereiten. Naja, BTT
Man muss den CASTOR so widerstandsfähig wie möglich machen. Sollte er in irgend einer Phase des Fluges wieder auf die Erde zurückstürzen, muss er entweder in der Tiefsee verschwinden oder bergungsfähig intakt bleiben.
Das "in der Tiefsee verschwinden" hört sich vielleicht etwas nach "was ich nicht sehe, geht mich nichts an" an, aber dem ist nicht so. Es gab hier auf Erden einen Kernreaktor, der ganz ohne unser zutun einfach vor sich hin reagierte. Ich rede nicht von Tschernobyl. Die Rede ist von Oklo in Gabun. Dort hat sich soviel Uran gesammelt, dass ein natürlicher Kernreaktor entstanden ist. Auch dieses Wissen habe ich Bynaus zu verdanken, nachzulesen hier unter den Kommentaren .
Genau so etwas meinte ich in meiner Einleitung. Da kommt einer her (ich) und sagt pauschal ohne fundierten Hintergrund "alles ist doof" und Bynaus nimmt sich trotzdem die Zeit und erklärts einem. Dafür mal danke auch an alle anderen Versierten hier besonders diejenigen, die ich per pm belästigt habe

BTT
Fazitzu 5.3. : Man wird Unfälle nicht verhindern können. Wenn so ein Teil in der oberen Atmosphäre wider Erwarten doch wieder den Weg alles Gravitatischen geht ... Risiken minimieren. Tschernobyl war schlimm, keine Frage. Aber mal im Ernst, es war keine Riesenkatastrophe die uns nachträglich beeinflusst. Das soll niemals respektlos gegenüber all den Todesopfern und unermüdlichen Helfern (die armen Schweine von Soldaten, die Beton reinschippen mussten) sein, die erst die wirkliche Katastrophe verhindert haben. Sollte Yellow Stone mal ausbrechen, DANN können wir von einer globalen Katastrophe reden und ich meine damit nicht dass eins unsrer wichtigsten Exportländer quasi geschlossen gen Valhalla wandert.

5.4. Politik und Gesellschaft
dazu gleich Antwort 1 weil ich die zulässige Zeichenlänge überschritten habe.

Gruß
Hirschi

**Hirschi** · 23.09.2010, 02:59

5.4 Politik und Gesellschaft
Dazu fallen mir als Einsteiger nur ein Ort und eine Zahle ein. Stuttgart 21. Ich möchte hier keine Diskussion vom Zaum brechen mit den Themen "Dürfen gewählte Volksvertreter über die (vermeintliche) Volksmehrheit hinweg entscheiden?" oder "Trifft die Mehrheit der Menschen im Schnitt immer die richtige Entscheidung?". Zu diesem Thema fällt mir immer nur ein Satz ein: "Liebe Brüder und Schwestern. Milliarden von Fliegen können sich nicht täuschen. Fresst mehr Scheiße!"
In der Tat habe ich mit meiner Idee in Politik und Gesellschaft meine wahrscheinlich größten Widersacher. Die Politik wohl etwas weniger, da in Zeiten des Lobbyismus die Größe des Geldbeutels proportional zum Erfolg der getätigten Forderung steht. (Wobei... mein Geldbeutel ist recht bescheiden. Ich glaub, das ginge nach hinten los).
Aber beim dem negativen Image, dass die heutige Atomindustrie hat ... woraus sollte bitte eine Masse an Fürsprechern entstehen? Warum sollte sich eine frisch gewählte Regierung, deren umgedrehter Ereignishorizont (umgedreht weil: alles danach/dahinter entzieht sich meiner Kenntnis, ist nicht messbar und nur ein paar Idioten befassen sich damit während ich in meiner aktiven Phase reichlich Kapital und Einfluss akkretiert habe) maximal 4 Jahre stabil ist, mit solchen Themen auseinandersetzen? Da ist es doch sicher angenehmer, die 500ste "Bio-fuel" Anlage einzuweihen. Naja, vielleicht schützt auch ein Physik-Studium nicht vor Borniertheit. Im Bereich Politik und Gesellschafft jedenfalls würde man wohl die höchsten Widerstände spüren.

Ich bitte um Kommentare und Kritik.

So far
Hirschi

**frosch411** · 23.09.2010, 10:59

Einen Aspekt hast du noch vergessen:
Energie
Wieviel Energie benötigt denn so eine Rakete? Außerdem werden mit dem Atommüll auch viele andere wertvolle Rohstoffe mit in die Sonne geblasen, aus denen der Transportbehälter und die Rakete bestehen. Angenommen man würde über einen Kernreaktor Wasserstoff aus Wasser gewinnen, um damit die Rakete anzutreiben, wieviel Kernbrennstoff benötigt man dann zusätzlich nur für diese Art der Entsorgung und würde es sich dann noch rechnen, also wäre dann überhaupt noch ein Überschuss da? Jedenfalls wäre durch den enormen Bedarf an Energie für so eine Rakete der Wirkungsgrad der Kernreaktoren extrem herabgesetzt.
Meiner Meinung nach sollte so schnell wie möglich auf Kernenergie verzichtet werden, und dann Technologien suchen, mit denen Atommüll unschädlich gemacht werden kann.
Schauen wir uns doch mal die Anreicherung von Uran an. Da schaffen es die Anlagen, Isotope voneinander zu trennen, die sich nur geringfügig in der Masse unterscheiden. Da müsste es doch genauso möglich sein, Atommüll in die einzelnen Elemente und sogar deren Isotope zu trennen. Und sollte es denn nicht möglich sein, sortenreine Isotope z.B. durch Bestrahlen mit Neutronen in Isotope zu verwandeln, die entweder nicht mehr strahlen oder eine sehr geringe Halbwertszeit haben und schnell zerfallen. Manche Stoffe könnten vielleicht sogar nützlich sein.
o_o

**Jans Lokker** · 23.09.2010, 17:09

Hi.

Was ich mich als erstes gefragt habe als ich deinen Beitrag durchgelesen habe, ist, wieviel Atommüll eigentlich pro Jahr anfällt.

Laut wiki:

Der größte Teil mit rund 80 % der radioaktiven Abfälle stammt aus dem Uranabbau (Abraum und Tailings) und wird in der Nähe des jeweiligen Uranbergwerks gelagert. Weitere Teile stammen aus Kernkraftwerken (rund 12.000 t pro Jahr[1]), aus Kernforschungszentren, aus der Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente und in Kernwaffenstaaten aus militärischen Aktivitäten im Zusammenhang mit der Herstellung von Atomwaffen. Ein mengenmäßig geringer Anteil hat seinen Ursprung in der Anwendung radioaktiver Substanzen in Medizin, Industrie und Forschung.

Wenn man jetzt mal nur den Abfall aus den KKWs nimmt (12.000t pro Jahr), dann bräuchte man mit der von dir erwähnten Rakete (550t Nutzlast) immerhin rund 25 Raketen und Flüge pro Jahr(!).
Da sieht die Kosten-Nutzenrechnung wohl eher schlecht aus, würde ich jetzt mal sagen.

grüße.

**jonas** · 24.09.2010, 18:31

Hi Jans Lokker

Die Quelle, die in Wikipedia für die 12.000 t radioaktiven Abfalls herhält, ist meiner Ansicht nach nicht besonders wertvoll. Übrigens habe ich Wikipedia an dieser Stelle editiert, da im Artikel nicht immer klar ist ob er sich auf globale, europäische oder deutsche Gegebenheiten bezieht. Die 12.000 t sind in diesem Fall (laut dem Quellenartikel in naturenews) als die weltweit anfallende Menge zu verstehen.

Weiter unten in wikipedia steht dann noch folgende Zahl:

Zitat von wikipedia

In Europa warten 8000 m³ HLW [HLW=hoch radioaktiver Abfall] in Zwischenlagern auf die Endlagerung, jährlich werden es 280 m³ mehr.[3]

Diese Zahl stammt aus der Süddeutschen Zeitung vom 29.10.2008. Obwohl auch diese Zahl etwas mit Vorsicht zu genießen ist, lässt sie die Anfangs genannten 12.000 tonnen doch ein wenig zweifelhaft erscheinen. Nimmt man eine Dichte von 5 g/cm³ an, so entsprechen diese 280 m³ HLW pro Jahr 1.400 t, und dies nur für Europa allein und nur die hochradioaktiven Abfälle.

Vielleicht waren in den global 12.000 t nur die Abfälle selbst gemeint und sie enthielten nicht das Gewicht des Materials, in dem sie eingschlossen sind, also Glaseinschluß, Fässer und Castoren.

Ich habe mal ganz überschlägig ausgerechnet, welchen Umsatz die KKWs in Europa etwa generieren:
In Deutschland beträgt die jährlich produzierte Strommenge etwa 700 TWh, bezogen auf einen Enwohner also etwa 8750 kWh pro Jahr. Dies enthält sowohl den Haushaltsstrom, als auch den für Industrie, Straßenbeleuchtung, Eisenbahn, etc. Das ist eine ziemlich handliche Hausnummer, denn das Jahr hat fast genauso viele Stunden (365 x 24 = 8760), sodaß man mit einem durchschnittlichen Leistungsbedarf von einem Kilowatt pro Einwohner eines Industriestaats recht genau hinkommt.

Der Anteil der KKW an dieser Strommenge ist in Deutschland roundabout 15%, was auch dem globalen Durchschnittsanteil entspricht. Und obwohl Frankreich ein genz wesentlicher Ausreißer von diesem Durchschnitt ist, möchte ich jetzt mal mit dieser Zahl weiterrechnen:
500 millionen Einwohner mal 1 kW Leistung mal 8760 Stunden mal 15% sind 657 TWh. Eine kWh kostet 18 cent, demnach ist der jährliche Umsatz aller europäischen KKW etwa 118 milliarden Euro, verteilt auf (geschätzte) 100 KKW.

Etwa ein Drittel des Strompreises (also ca. 40 Milliarden) sind die Netzkosten und jedes KKW hat geschätzte Eigenkosten von 0,5 Milliarden Euro pro Jahr (für alle 100 KKW also ca. 50 Milliarden). Netto bleibt als Rohgewinn somit gaaanz grob geschätzt etwa 118-90=28 Milliarden Euro übrig. Dies bedeutet, daß für die Entsorgung von den eingangs geschätzten 1.400 t hochradioaktiven Abfalls also pro tonne 20 millionen Euro zur Verfügung stünden, wenn man die Entsorgung des Rests, also den leicht- und mittel radioaktiven Abfall, vernachlässigen würde.

20 millionen pro tonne ist aber nicht sonderlich viel, wenn man ihn in die Sonne schießen wollte. Diese Art der Entsorgung ist also zur Zeit und bei den heutigen Strompreisen wohl völlig indiskutabel.

**Jans Lokker** · 24.09.2010, 19:52

Hi Jonas.

Danke dass du dir die Mühe gemacht hast, das alles auszurechnen.
Interessant ist hierbei auch, dass die Gewinne der KKWs eingentlich recht hoch ausfallen und sie dennoch staatlich Subvensioniert werden (Endlagerung ect.) Was da wohl am Ende übrig bleiben würde, wenn sie alle Kosten selber tragen müssten? -Aber das ist wieder ein anderes Thema.

Zu den 12.000 tonnen aus der Wikipedia bin ich mir jetzt nicht mehr ganz sicher. Deswegen nicht, weil du von 5g/cm³ ausgehst. Wie kommst du auf diesen Wert? Uran und Plutonium haben eine Dichte von ~20g/cm³ was das Gesamtgewicht des von dir errechneten Abfalls vervierfachen würde (also ~5.500 tonnen für Europa). Weltweit gesehen wären dann die 12.000 tonnen eher großzügig gerechnet. Und dann wäre der Preis pro tonne auch nochmal um einiges höher.

Aber Abfall (welcher Art auch immer) in die Sonne zu schießen wird wahrscheinlich wirklich noch lange ein Wunschdenken bleiben.

grüße.

**jonas** · 24.09.2010, 20:36

Deswegen nicht, weil du von 5g/cm³ ausgehst. Wie kommst du auf diesen Wert?

Das war ein rein hohler Schuß aus dem Bauch, der sich aber im Nachhinein als einigermaßen zutreffend erwiesen hat

Hirschi hat in seinem Eingangspost auf den Wikiartikel für Castoren verwiesen. Die liegen alle um die 120 Tonnen pro Stück. Castor V/19 und Castor V/52 können laut desem Artikel ca. 10 Tonnen Schwermetall aufnehmen. Die Ladung fällt also kaum ins Gewicht. Die Länge der Castoren ist ca. 5,5 Meter und der Durchmesser ca. 2,5 Meter. Das ergibt ein Volumen von 34 m³, was zu einem Gewicht von sogar nur 3,8 t/m³ führt.

**mac** · 24.09.2010, 22:47

Hallo Jonas,

folgt man dieser Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Weltenergiebedarf dann liegst Du,

Zitat von jonas

sodaß man mit einem durchschnittlichen Leistungsbedarf von einem Kilowatt pro Einwohner eines Industriestaats recht genau hinkommt.

bezogen auf die derzeitige Weltbevölkerung von rund 7E9 Menschen beim Strombedarf um einen Faktor 300 und bezogen auf den Weltenergiebedarf sogar um einen Faktor 1700 zu niedrig.

Herzliche Grüße

MAC

**jonas** · 25.09.2010, 03:17

Mac, ich glaube, da hat sich bei Dir ein Rechenfehler bzw. ein Missverständnis eingeschlichen.

Für alle Mitleser ein kurzes Zitat der entsprechenden Passage von Wikipedia:

Der Weltenergiebedarf ist die Menge an Primärenergie, die weltweit im Jahr verbraucht wird. Zur Zeit liegt der Wert bei etwa 385 EJ (Exa-Joule=1018 J) oder 107.000 Tera-Wattstunden (TWh=1012 Wh) pro Jahr. Der Weltstrombedarf macht mit zirka 18.000 TWh pro Jahr[1] rund 17 % davon aus. Zum Vergleich werden in Deutschland jährlich etwa 14 EJ also etwa 3.900 TWh Primärenergie und etwa 580 TWh elektrische Energie benötigt.

Erstens habe ich nur von der elektrischen Energie gesprochen und nicht der gesamten Primärenergie, die neben der Stromerzeugung auch für die Befeuerung von Hochöfen, Heizanlagen der Haushalte und den Betrieb von Kraftfahrzeugen, etc. verfeuert wird.

Zweitens habe ich von dem (elektrischen) Leistungsbedarf von 1 kW pro Kopf gesprochen. Wenn ich den in Wikipedia angegebenen Wert von 18.000 TWh elektrischer Arbeit pro Jahr durch 7 Milliarden Menschen teile, so erhalte ich einen globalen Durchschnittsbedarf von 2.571 kWh pro Kopf und Jahr.

Um die dazu korrespondierende Leistung zu ermitteln muß ich noch durch 8760 Stunden pro Jahr teilen, und erhalte so ca. 0,3 kW pro Person, also einen weltweiten Durchschnitt, der um zwei Drittel niedriger liegt als der in Deutschland.

In zwei Punkten hatte ich aber tatsächlich etwas falsch gelegen: die Bruttostromerzeugung in Deutschland ist nicht 700 TWh sondern nur rund 600 TWh, dafür hat aber die Kernenergie einen Anteil von 22,7% statt der angenommenen 15%. Diese sich zum Teil gegenseitig ausgleichenden Fehler dürften aber meine grobe Abschätzung nicht komplett aus der Bahn werfen.

Wer sich für die Zahlen etwas genauer interessiert, kann mal in diese Statistiken reinschauen: http://www.ag-energiebilanzen.de/viewpage.php?idpage=65 und dort in das PDF "Stromerzeugung nach Energieträgern von 1990 bis 2009 (in TWh) Deutschland insgesamt"

Achja, noch ein Umrechnungsfaktor: 1 Joule = 1 Ws, damit wären 3.600 kJ = 1 kWh