Der Brennstoffkreislauf
Der Weg des Urans von der Mine bis zur Entsorgung des verbrauchten Brennstoffs ist ein komplexer Prozess, der unter dem Begriff «Kernbrennstoffkreislauf» zusammengefasst wird.
Zunächst wird das Uran aus dem Erz in Bergwerken, im Tagebau oder als Nebenprodukt beim Abbau anderer Stoffe gewonnen. Das uranhaltige Material wird vom übrigen Gestein getrennt und auf chemischem Weg aus dem Restgestein herausgelöst und gereinigt. Das Produkt ist ein gelbes Pulver, das zu 90% aus einer Verbindung von Uran und Sauerstoff besteht und wegen seines Aussehens «Yellow Cake» genannt wird. Von diesem Urankonzentrat muss der Anteil von Uran-235 erhöht werden, um es als Brennstoff in Leichtwasserreaktoren wie beispielsweise dem Kernkraftwerk Gösgen nutzen zu können. Dazu wird der Yellow Cake zuerst in eine Substanz umgewandelt (Konversion) die sich leicht verdampfen und in ihre Bestandteile zerlegen lässt. Im Anreicherungsprozess werden die einzelnen Uran-Isotope voneinander getrennt und konzentriert man das Uran-235 auf. Anschliessend wandelt man das angereicherte Uran in einen weiteren Stoff um, aus dem die Brennstoffpellets hergestellt werden. Mit den Pellets werden schliesslich die Brennstäbe gefertigt, die im Atomkraftwerk zum Einsatz kommen.
Nach rund fünf Jahren im Reaktor und zahllosen Kernspaltungen haben die Brennelemente ausgedient und werden gegen frische ausgetauscht. Die ausgedienten Brennelemente sind stark radioaktiv und werden im Brennelementlagerbecken des Kernkraftwerks zum Abkühlen gelagert, bevor sie ins zentrale Zwischenlager in Würenlingen transportiert werden. Dort bleiben sie bis zur Inbetriebnahme des geologischen Tiefenlagers für hochradioaktive Abfälle, wohin sie überführt werden.
Die Lagerung von hochaktivem Abfall in mehreren Hundert Metern Tiefe und geeignetem Gestein gilt als sicher und zuverlässig. Die Idee dabei ist, den Abfall von der Biosphäre zu trennen, bis er durch den radioaktiven Zerfall harmlos geworden ist. Das Schweizer Gesetz schreibt die geologische Tiefenlagerung für alle Arten von radioaktiven Abfällen vor.
Während ein paar Jahren wurden die ausgedienten Brennelemente recycelt, um aus dem Material neue Brennelemente herzustellen. Diese Wiederaufarbeitung erfolgte bis im Jahr 2005 im Ausland unter sehr strengen Sicherheitsvorkehrungen. Inzwischen ist dieses Recycling in der Schweiz gesetzlich verboten und alle Abfälle wurden wieder in die Schweiz zurücktransportiert.