Weltweit erstes Atommüll-Endlager dieser Art genehmigt: So wurde es gebaut

Finnland hat einen wichtigen Schritt bei der Entsorgung hochradioaktiver Abfälle gemacht. Am 22. Oktober 2026 erteilte die Regierung dem Unternehmen Posiva die Betriebsgenehmigung für das Endlager Onkalo auf der Insel Olkiluoto. Es ist die weltweit erste Betriebsgenehmigung für eine Anlage zur tiefengeologischen Endlagerung abgebrannter Kernbrennstoffe.

Damit steht ein Projekt vor dem Übergang zum regulären Betrieb, an dem Finnland seit mehr als vier Jahrzehnten arbeitet. Rund 430 m unter der Erde sollen künftig Tausende Tonnen abgebrannter Brennelemente verschwinden. Das Besondere daran ist der Zeitraum: Die radioaktiven Stoffe müssen über mindestens 100.000 Jahre sicher von Mensch und Umwelt getrennt bleiben.

Posiva-Chef Ilkka Poikolainen sprach anlässlich der Genehmigung von einem historischen Tag. In der offiziellen Pressemitteilung vom 22. Oktober sagte er: „Diese Lösung wurde nicht gebaut, weil sie einfach war. Sie wurde gebaut, obwohl sie nicht einfach war. Weil es verantwortungsvoll ist. Und weil es richtig ist.“

Noch beginnt die Einlagerung nicht. Zunächst muss Posiva die letzten Inbetriebnahmetests und Inspektionen abschließen. Die finnische Strahlenschutz- und Atomaufsichtsbehörde STUK muss die entsprechenden Schritte überprüfen und freigeben. Einen verbindlichen Termin für den Beginn der regulären Einlagerung gibt es derzeit nicht.

430 m tief in 1,9 Milliarden Jahre altem Gestein

Onkalo liegt an der finnischen Westküste auf der Insel Olkiluoto, wo bereits Kernkraftwerke Strom produzieren. Eine rund 5 km lange Zufahrtsrampe führt von der Oberfläche tief in das Grundgestein. Hinzu kommen Schächte und ein weit verzweigtes System aus Tunneln.

Die eigentlichen Einlagerungsbereiche befinden sich etwa 430 m unter der Erdoberfläche. Im Endausbau soll das unterirdische Tunnelsystem eine Länge von rund 50 km erreichen. Das Gestein ist etwa 1,9 Milliarden Jahre alt. Vor allem Gneis bildet den Untergrund. Sein hohes Alter allein macht ihn allerdings noch nicht zum geeigneten Standort für ein Endlager.

Entscheidend sind die Eigenschaften des Felses. Wie viele Klüfte durchziehen ihn? Wo kann Grundwasser fließen? Welche Spannungen wirken im Gestein? Und was passiert, wenn sich in einer künftigen Eiszeit wieder kilometerdicke Eismassen über Finnland ausbreiten?

Solche Fragen haben Geologinnen, Geologen und Ingenieure über Jahrzehnte untersucht. Dabei ging es auch darum, geeignete Bereiche innerhalb des Gesteins zu finden. Die Endlagerbehälter sollen möglichst in weitgehend intakten Felsabschnitten stehen, abseits größerer wasserführender Kluftzonen.

Denn selbst in 430 m Tiefe ist der Untergrund nicht vollständig trocken. Grundwasser kann sich entlang von Rissen und Klüften bewegen. Deshalb müssen die Behälter und ihre Umgebung so konstruiert sein, dass sie auch unter diesen Bedingungen möglichst lange zuverlässig funktionieren.

Vier Barrieren sollen den radioaktiven Abfall einschließen

Bei Onkalo verlässt man sich nicht allein auf den Fels. Das Endlager nutzt das ursprünglich in Schweden entwickelte KBS-3-Konzept. Mehrere Schutzbarrieren sollen verhindern, dass radioaktive Stoffe in die Umwelt gelangen.

Jede Barriere übernimmt eine andere Aufgabe. Fällt eine aus, sollen die übrigen die Freisetzung radioaktiver Stoffe weiterhin ausreichend begrenzen.

Die Barrieren sind so aufeinander abgestimmt, dass nicht eine einzelne Materialeigenschaft über die gesamte Sicherheit entscheidet.

Kupferbehälter mit bis zu 25 t Gewicht

Bevor die Brennelemente unter die Erde gelangen, werden sie in einer Verkapselungsanlage an der Oberfläche eingeschlossen. Zuvor haben sie mehrere Jahrzehnte in Zwischenlagern verbracht, damit ihre Wärmeleistung und Radioaktivität abnehmen.

Jeder Endlagerbehälter besteht aus einem massiven Einsatz aus Gusseisen mit Kugelgrafit und einer äußeren Kupferhülle. Der Einsatz trägt die mechanischen Lasten. Das Kupfer soll verhindern, dass Grundwasser an das Gusseisen und die Brennelemente gelangt.

Die äußere Hülle ist rund 5 cm dick. Der Durchmesser eines Behälters beträgt 1,05 m. Je nach Herkunft der Brennelemente unterscheiden sich die Abmessungen:

• Brennelemente aus Loviisa: 3,6 m lange Behälter mit Platz für zwölf Brennelemente.
• Brennelemente aus Olkiluoto 1 und 2: 4,75 m lange Behälter mit jeweils zwölf Brennelementen.
• Brennelemente aus Olkiluoto 3: 5,2 m lange Behälter mit Platz für vier Brennelemente.

Ein gefüllter Behälter für die Reaktoren Olkiluoto 1 und 2 wiegt rund 24,5 t. Nach dem Einsetzen der Brennelemente wird die Kupferhülle durch Verschweißen des Deckels dicht verschlossen.

Warum gerade Kupfer? Das Metall ist unter den erwarteten chemischen Bedingungen im Endlager vergleichsweise beständig. Anders als gewöhnlicher Stahl soll es über sehr lange Zeiträume dem Angriff durch die Umgebung widerstehen.

Ob die Kupferhüllen unter allen denkbaren Bedingungen so lange dicht bleiben, wie vorgesehen, ist allerdings Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen und Sicherheitsbewertungen. Deshalb gibt es zusätzlich weitere Schutzbarrieren.

Ein Ton, der bei Wasserkontakt aufquillt

Die Kupferbehälter stehen nicht unmittelbar im Fels. Zwischen Metall und Gestein befindet sich Bentonit, ein Tonmaterial, dessen Eigenschaften für das Endlager besonders wichtig sind.

Bentonit kann Wasser aufnehmen und dabei stark aufquellen. Dadurch verdichtet er sich in den Hohlräumen um die Kapseln. Das Material bildet einen Puffer, der Wasserbewegungen begrenzt und die Behälter von der umgebenden Felsoberfläche trennt.

Die einzelnen Kapseln werden senkrecht in rund 8,5 m tiefe Bohrlöcher abgesenkt. Zuvor bringen spezielle Maschinen Bentonitblöcke ein, die den Behälter später von allen Seiten umgeben.

Wie genau diese Arbeiten ablaufen müssen, zeigen die Anforderungen an die Einbaumaschinen. Nach Angaben von Posiva werden in einem Einlagerungsloch 28 Schichten aus Bentonitblöcken angeordnet. Dabei beträgt der zulässige Spielraum beim Einbau teilweise nur wenige Millimeter.

Das ist aufwendiger, als es zunächst erscheint. Die Blöcke müssen präzise sitzen, damit sich der Puffer beim Quellen wie vorgesehen entwickelt. Gleichzeitig darf der Transport der schweren Kupferkapseln das Material nicht beschädigen.

Die dafür entwickelten Maschinen sind entsprechend groß. Ein Fahrzeug zum Transport und Einsetzen der Kapseln ist rund 12,5 m lang und wiegt etwa 87 t.

Die Wärme bestimmt die Anordnung der Behälter

Abgebrannte Brennelemente erzeugen auch nach Jahrzehnten der Zwischenlagerung noch Wärme. Im Endlager kann diese Wärme die Temperatur des Behälters, des Bentonits und des umgebenden Gesteins erhöhen.

Deshalb können die Kapseln nicht beliebig dicht nebeneinanderstehen. Ihre Anordnung muss so gewählt werden, dass die vorgesehenen Temperaturgrenzen eingehalten werden.

Besonders wichtig ist der Bentonit. Zu hohe Temperaturen können seine Eigenschaften beeinträchtigen. Das Lagerkonzept berücksichtigt daher sowohl die verbleibende Wärmeleistung des Brennstoffs als auch die Wärmeabgabe an das Gestein.

Die Zwischenlagerzeit der Brennelemente, ihre Zusammensetzung und ihre vorherige Nutzung im Reaktor spielen bei diesen Berechnungen eine wichtige Rolle.

Seit August entstehen die ersten echten Einlagerungslöcher

Der Bau von Onkalo hat 2026 einen weiteren Meilenstein erreicht. Am 26. August begann Posiva mit der Bohrung des ersten Lochs, das für die tatsächliche Endlagerung vorgesehen ist.

Die Arbeiten finden mehr als 400 m unter der Erde statt. Eine große Bohrmaschine fräst die senkrechten Öffnungen in den Fels. Wegen des beträchtlichen Durchmessers dauert das Bohren eines einzelnen Lochs mehrere Stunden.

Bereits zuvor hatte Posiva wichtige Teile des Einlagerungsprozesses erprobt. Im August 2024 startete ein umfassender Testbetrieb mit nicht radioaktiven Testelementen. Dabei wurden die Brennelemente durch Nachbildungen ersetzt, um das Zusammenspiel der Anlagen und Maschinen unter möglichst realistischen Bedingungen zu überprüfen.

Erprobt wurden unter anderem die Verkapselung, der Transport der Behälter in die Tiefe, das Einsetzen in die Bohrlöcher und das anschließende Verfüllen.

Sobald ein Einlagerungstunnel vollständig belegt ist, wird er mit geeignetem Verfüllmaterial geschlossen. Am Ende erhält er zusätzlich einen Verschluss. So werden die Einlagerungsbereiche nach und nach vom übrigen Tunnelsystem getrennt.

Was passiert nach 100 Jahren Einlagerungsbetrieb?

Der reguläre Einlagerungsbetrieb soll sich über mehr als ein Jahrhundert erstrecken. In dieser Zeit werden nach und nach weitere Tunnel erschlossen, Kapseln eingebracht und bereits belegte Bereiche verschlossen. Für das Endlager ist eine Kapazität von rund 6500 t Uran in abgebrannten Brennelementen vorgesehen.

Nach Abschluss der Einlagerung sollen auch die verbleibenden unterirdischen Zugänge, Schächte und die Zufahrtsrampe verfüllt und verschlossen werden. Dabei muss verhindert werden, dass die ehemaligen Zugänge zu bevorzugten Wasserwegen werden.

Anschließend soll das Endlager ohne aktive Wartung sicher bleiben. Dafür sind weder Pumpen noch Kühlanlagen oder eine ständige Stromversorgung vorgesehen.

Genau darin unterscheidet sich Onkalo von vielen anderen technischen Anlagen. Bei einer Brücke oder einem Tunnel lassen sich Schäden erkennen und reparieren. Im verschlossenen Endlager muss die Sicherheit dagegen ohne spätere Eingriffe gewährleistet werden.

Das bedeutet allerdings nicht, dass die unterirdischen Hohlräume über 100.000 Jahre ihre ursprüngliche Form behalten müssen. Entscheidend ist die langfristige Funktion des gesamten Barrierensystems.

Was passiert, wenn die nächste Eiszeit kommt?

100.000 Jahre sind ein Zeitraum, in dem sich die natürlichen Bedingungen erheblich verändern können. Für Finnland spielen dabei künftige Eiszeiten eine besondere Rolle.

Während einer Eiszeit könnten erneut große Eismassen auf dem Untergrund lasten. Sie verändern die Spannungen im Gestein und beeinflussen die Grundwasserverhältnisse. Beim Abschmelzen der Gletscher können weitere Veränderungen auftreten, etwa durch Druckentlastung und Bewegungen im Untergrund.

Auch Erdbeben, langfristige Klimaveränderungen und mögliche Veränderungen der Grundwasserchemie werden in den Sicherheitsanalysen berücksichtigt.

Posiva untersucht solche Entwicklungen mit geologischen Modellen, Messdaten und verschiedenen Szenarien. Die Analysen reichen bis zu 1 Million Jahre in die Zukunft.

Dabei handelt es sich nicht um eine exakte Vorhersage. Niemand kann berechnen, wie der Untergrund in 1 Million Jahren tatsächlich aussehen wird. Die Sicherheitsanalysen prüfen vielmehr, ob das Endlagersystem auch unter einer Bandbreite angenommener Entwicklungen die festgelegten Schutzanforderungen erfüllt.

Wie sicher bleibt die Kupferhülle?

Einer der technisch anspruchsvollsten Punkte ist die langfristige Beständigkeit der Kupferbehälter.

Korrosion hängt unter anderem von der chemischen Zusammensetzung des Grundwassers, der Temperatur und den vorhandenen Stoffen ab. Auch mechanische Belastungen durch Veränderungen des Gesteins müssen berücksichtigt werden.

Gerade die Korrosion von Kupfer unter sauerstoffarmen Bedingungen wurde wissenschaftlich diskutiert. Für die Sicherheitsbewertung ist deshalb entscheidend, welche Prozesse unter den tatsächlichen Bedingungen am Standort auftreten können und wie stark sie die Behälter langfristig beeinträchtigen würden.

Die finnische Aufsichtsbehörde STUK hat die Sicherheitsunterlagen geprüft und am 4. August 2026 eine positive Bewertung für das Genehmigungsverfahren abgegeben. Darauf stützte sich die finnische Regierung bei ihrer Entscheidung vom 22. Oktober.

Die Genehmigung ist damit das Ergebnis einer langjährigen technischen Sicherheitsprüfung. Sie bedeutet jedoch nicht, dass sich jeder mögliche Ablauf über Hunderttausende Jahre im Experiment überprüfen ließe.

Finnland ist weiter als Deutschland

Mit der Betriebsgenehmigung ist Finnland der Endlagerung abgebrannter Brennelemente einen entscheidenden Schritt näher gekommen. In Deutschland wird dagegen noch nach einem geeigneten Standort für ein Endlager hochradioaktiver Abfälle gesucht.

Dabei verfolgen beide Länder denselben grundlegenden Ansatz: Hochradioaktive Abfälle sollen tief im geologischen Untergrund eingeschlossen werden, damit künftige Generationen möglichst nicht auf eine dauerhafte Überwachung und Wartung angewiesen sind.

Die geologischen Voraussetzungen und die Auswahlverfahren unterscheiden sich jedoch. Deutschland untersucht unter anderem Salz-, Ton- und Kristallingestein als mögliche Wirtsgesteine. Der gesetzlich maßgebliche Nachweiszeitraum für den sicheren Einschluss beträgt 1 Million Jahre.

Wie anspruchsvoll solche Langzeitprognosen sind, zeigt auch der Beitrag „Sicherheitsprognosen für atomare Endlager“. Forschende untersuchen darin, wie maschinelles Lernen die Modellierung langfristiger geologischer Entwicklungen unterstützen könnte.

Finnland hat mit Onkalo bereits eine konkrete Anlage errichtet und genehmigt. Der nächste Schritt ist die Aufnahme der regulären Einlagerung.

Und wer warnt die Menschen in 10.000 Jahren?

Mit dem endgültigen Verschluss stellt sich noch eine andere Frage: Was geschieht, wenn das Wissen über ein Endlager verloren geht?

Über Jahrtausende können sich Staaten, Sprachen und Gesellschaften verändern. Selbst dauerhaft angelegte Archive oder Warnhinweise müssen nicht für alle zukünftigen Generationen verständlich bleiben.

Mit solchen Fragen beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter anderem in Schweden. Sie entwickeln Konzepte, mit denen sich Informationen über ein Endlager möglichst lange bewahren lassen. Mehr dazu im Beitrag „Atommüll für 100.000 Jahre: Wie verhindern wir das Vergessen?“.

Für die technische Sicherheit von Onkalo soll das Wissen künftiger Generationen allerdings nicht entscheidend sein. Nach dem Verschluss müssen die geologischen und technischen Barrieren ihre Schutzfunktion ohne menschliche Eingriffe erfüllen.

Das eigentliche Ziel ist deshalb nicht, ein Bauwerk zu errichten, das 100.000 Jahre unverändert bleibt. Tunnel können sich verändern, Materialien altern und einzelne Barrieren mit der Zeit an Wirkung verlieren. Entscheidend ist, dass das Gesamtsystem radioaktive Stoffe dennoch ausreichend lange zurückhält.

Quellen

• Posiva, 22.10.2026: Finnische Regierung erteilt Betriebsgenehmigung – Genehmigungsentscheidung und weitere Inbetriebnahme.
• Posiva, August 2026: Beginn der Bohrarbeiten für die Einlagerung – Baufortschritt und technische Angaben.
• Posiva: Aufbau und Abmessungen der Endlagerbehälter – Material, Wandstärke, Gewicht und Kapazität.
• Posiva, Oktober 2025: Einbau der Bentonitbarrieren – Präzision, Maschinen und Bohrlöcher.
• Posiva: Technische Fragen und Langzeitsicherheit – Standort, Eiszeiten, Erdbeben und Sicherheitsanalysen.
• Posiva, August 2024: Beginn des Testbetriebs – Erprobung mit nicht radioaktiven Testelementen.