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Mikroorganismen im Endlager

Nachricht vom 12. November 2015

In der Forschung zu möglichen Endlagern für radioaktive Abfälle stehen erstmals Bakterien im Brennpunkt eines EU-Programms. Von Juni 2015 bis Mai 2019 nimmt MIND (Microbiology in Nuclear Waste Disposal, Deutsch: Mikrobiologie im Endlager für radioaktive Abfälle) unter die Lupe, ob Mikroorganismen einen messbaren Einfluss auf die radioaktiven Elemente dort haben können. HZDR-Wissenschaftler untersuchen dabei zwei zentrale Aspekte.

Analysieren Naturwissenschaftler ein Endlager für radioaktive Abfälle aus Kliniken, Forschungslabors und Kernkraftwerken, konzentrieren sie sich meist auf chemische und physikalische Reaktionen unter Tage. Mikroorganismen behandelten sie dagegen bisher eher stiefmütterlich oder stuften sie als nicht relevant ein. In den vergangenen Jahren entdeckten HZDR-Forscher und ihre Kollegen in wissenschaftlichen Instituten in aller Welt dann aber einen erstaunlich vielfältigen Mikrokosmos im Untergrund, der auch in Uran-Bergwerken und in verschiedenen geologischen Formationen aktiv ist, die für ein Endlager in Frage kommen. Diese Mikroorganismen aber könnten unter Umständen die dort deponierten radioaktiven Abfälle beeinflussen. Solche Möglichkeiten will die Europäische Union mit ihrem MIND-Projekt nun untersuchen.

Insgesamt 15 Forschergruppen aus Schweden, Finnland, Großbritannien, Belgien, Deutschland, Tschechien, der Schweiz und Spanien loten in zahlreichen gemeinsamen Projekten aus, ob und in welcher Form die Mikrobiologie auf die Endlager für schwach-, mittel- und hochradioaktiven Abfall Einfluss nehmen könnte. „Es gibt ja eine ganze Reihe von Prozessen, bei denen Mikroorganismen eine Rolle spielen könnten“, erklärt der Geochemiker Dr. Thuro Arnold vom HZDR-Institut für Ressourcenökologie.

Wechselwirkung mit organischen Abfällen

So wollen sich HZDR-Forscher gemeinsam mit Kollegen der Universitäten in Granada und Manchester sowie mit zwei tschechischen Gruppen genau anschauen, was die winzigen Organismen mit dem organischen Anteil im schwach- und mittelradioaktiven Abfall machen. Dabei kann es sich zum Beispiel um Papiertücher handeln, mit denen in einem klinischen Institut oder in einem Forschungslabor radioaktive Substanzen aufgewischt wurden.

Daneben nehmen Thuro Arnold und seine Kollegen auch hochradioaktive Abfälle unter die Lupe, zu denen zum Beispiel abgebrannte Brennstäbe aus Kernkraftwerken gehören. Für sie werden Endlager in Granit-, Ton- oder Salz-Schichten diskutiert. Würde zum Beispiel in ein Endlager im Tongestein Wasser eindringen, quellen bestimmte Minerale auf, dichten dabei das Lager ab und verhindern damit, dass radioaktive Substanzen in andere Gesteinsschichten transportiert werden könnten. Ganz anders sieht die Situation im Granit-Gestein aus, in dem viele Spalten und Risse Wasser und darin gelösten radioaktiven Substanzen einen Weg in andere Formationen bieten.

Lücken sicher verschließen

Solche Lücken sollen mit einer Barriere aus dem verwitterten Vulkangestein Bentonit sicher verschlossen werden. Dieses Material enthält 60 bis 80 Prozent eines „Montmorillonit“ genannten Tonminerals, das um ein Vielfaches aufquillt und so alle Hohlräume versiegelt, sobald es mit Wasser in Berührung kommt. „Möglicherweise könnten Mikroorganismen bei der Umwandlung von Montmorillonit beteiligt sein“, vermutet Thuro Arnold. Dabei verwandelt sich das Tonmineral in „Illit“, das nicht mehr aufquillt und daher ein Endlager nicht mehr versiegeln kann. Ob Mikroorganismen diese Umwandlung tatsächlich in die Wege leiten und so die Bentonit-Barriere beeinflussen könnten, wollen die HZDR-Forscher jetzt im Rahmen von MIND untersuchen.


Weitere Informationen:

Dr. Thuro Arnold
Institut für Ressourcenökologie am HZDR
Tel. +49 351 260-2432
E-Mail: t.arnold@hzdr.de