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Hintergrund-Info: Strahlung

Tabelle:     Krankheitsbilder (akute Strahlenschäden) bei Belastungen durch Strahlung

Schwellendosis 250 mSv u. a. Veränderungen
im Blutbild
Subletale[1] Dosis 1.000 mSv Haarausfall,
Appetitlosigkeit,
Brechdurchfall
Mitteletale Dosis 4.000 mSv Bei Nichtbehandlung
50 Prozent Todesfälle
Letale Dosis 7.000 mSv Bei Nichtbehandlung
100 Prozent Todesfälle

[1] „Letal“ bedeutet: tödlich, klingt aber sympathischer

Quelle: Bayrisches Ministerium für Umweltfragen: Strahlenschutz, Radioaktivität und Gesundheit, München, 1986 / mSv = Millisievert

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Die Strahlendosis ist ein Maß für die Belastung durch Radioaktivität. Gemessen wird grundsätzlich die Energie der absorbierten Strahlung pro Kilogramm Körpergewicht.

Um die Gefährlichkeit zu erfassen, wird die sogenannte Äquivalentdosis angegeben. Sie berücksichtigt die biologische Wirksamkeit: Bei gleicher Energie ist Alpha-Strahlung deutlich schädlicher als Beta- oder Gamma-Strahlung, deshalb auch die Äquivalentdosis größer. Die Einheit für die Äquivalentdosis heißt Sievert (Sv). Genauer ist die sog. effektive Dosis (ebenfalls in Sievert). Dabei wird die Wirkung auf die einzelnen Organe erfasst. Hierauf beziehen sich die Grenzwerte der Strahlenschutzverordnung. Menschen, die nicht im Kernkraft-Bereichen arbeiten dürfen pro Jahr mit maximal einem Millisievert (1/1000 Sievert) zusätzlich zur natürlichen Strahlung belastet werden. Die natürliche Strahlenbelastung (durch Minerlaine und Höhenstrahlung) liegt mehr als doppelt so hoch. Beruflich exponierte Personen dürfen in Einzelfällen mit bis zu 50 Millisievert pro Jahr belastet werden. Gemessen wird mittels Dosimetern – kleinen Messgeräten am Körper.

Eine weitere Messeinheit ist die Einheit Becquerel (Bq). Hier wird die Aktivität, also die Anzahl der radioaktiven Zerfälle pro Sekunde. Dies entspricht der Zählrate eines Geigerzählers.

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Radioaktivität ist immer mit Strahlung verbunden, die Strahlung ist Teil des Geschehens. Es wird unterschieden in:

̶        α (Alpha)–Strahlung: positiv geladene Heliumkerne. Hochgefährlich, aber extrem leicht abzuschirmen (Blatt Papier). Schädlich bei der Aufnahme über die Atmung oder die Ernährung;

̶        ß (Beta)–Strahlung: negativ geladenen Elektronen. Ebenfalls hochgefährlich, schon schwerer abzuschirmen, z. B. durch einige Millimeter dickes Aluminium. Schädlich bei Aufnahme durch Atmung oder Nahrung, kann auch über die Haut eindringen;

̶        γ (Gamma)–Strahlung: elektromagnetische Strahlung, vergleichbar mit Licht, Radio- oder – am besten – Röntgenwellen. Durchdringt fast alles, zur Abschirmung wäre dickes Blei erforderlich. Stark schädigend;

̶        Neutronenstrahlung; ungeladene Atomkernteilchen, wiederum leichter abzuschirmen als Gammastrahlung, trotzdem stark schädigend aufgrund der hohen Bewegungsenergie. Wenn Neutronen lebendes Gewebe treffen, richten sie größeren Schaden an als α-, ß- oder γ-Strahlung.

α-, ß- und Neutronen-Strahlung sind „Teilchen“-Strahlen, bei denen Materie transportiert wird. γ-Strahlung dagegen ist materiefrei. Bei radioaktiven Prozessen werden immer eine oder mehrere Strahlungsarten freigesetzt.

Durch die Explosion der Rektorcontainments werden vor allem offenbar auch hier wie in Tschernobyl Cäsium und Iod freigesetzt. Die radioaktiven Teilchen werden durch Abluft und Abwasser als über die Haut oder durch die Aufnahme mit Nahrung, Trinkwasser oder Atemluft aufgenommen. Das Jod-131 wird auf beiden Wegen aufgenommen. Es schädigt vor allem die Schilddrüse durch Beta- und Gamma-Strahlung. Das Cäsium-137 betrifft den gesamten Körper, vor allem das Muskelgewebe und die Leber, ebenfalls durch Beta- und Gamma-Strahlung.[1] Ein großes Problem 1986 war der „Expositionspfad“ des Jod-131: Durch den Wind herantransportiert, vom Regen ausgewaschen,[2] in den Boden und damit ins Gras gelangt und von Kühen gefressen, landete es letztendlich in der Milch. Diese war in jenen Tagen so hoch belastet, dass fast alle Molkereien den Betrieb einstellten.


[1] Bayrisches Ministerium für Umweltfragen: Strahlenschutz, Radioaktivität und Gesundheit, München, 1986

[2] Außer offenbar in Frankreich, dort wurde kontinuierlich gemeldet, es gäbe keinen messbaren Anstieg der Radioaktivität

Quelle: Störfall Atomkraft, S. 223f. bzw. 227

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Hintergründe zu den Atomkatastrophen in Japan

1. Problem Siedewasserreaktoren

Die Tatsache, dass die betroffenen Reaktoren, zumindest in Fukushima, Siedewasserreaktoren sind, legt den Schluss nahe, dass bereits die Explosion des Reaktorgebäudes soviel Zerstörungen bewirkt hat, dass große Mengen an Radioaktivität freigesetzt wurden. Anders als bei einem Druckwasserreaktor muss das Reaktor-Containment selbst NICHT zerstört sein, um Radioaktivität freizusetzen:

Erl.: Siedewasserreaktoren

Man unterscheidet zwei unterschiedliche Bauarten der gebräuchlichen Atomreaktoren:

–       Siedewasserreaktoren

–       Druckwasserreaktoren.

Bei Druckwasserreaktoren wird das durch die atomare Kettenreaktion erhitzte Kühlwasser über einen Dampferzeuger geleitet. Der Dampferzeuger funktioniert im Prinzip wie ein Wärmetauscher: Das radioaktiv belastete Kühlwasser aus dem Reaktorkern gibt im Dampferzeuger seine Wärme über Wärmetauscherplatten an einen zweiten Wasserkreislauf ab. Der dort im zweiten Kreislauf erzeugte Dampf wird dann zur Turbine geleitet. So gelangt radioaktiv verseuchter Dampf nicht in die Turbine. Dieser Bautyp ist wegen der notwendigen zwei Wasser-Dampf-Kreisläufe aufwändiger beim Bau, aber weniger aufwändig beim Betrieb, da im Turbinenhaus keine Strahlung auftreten kann.

Bei Siedewasserreaktoren gibt es nur einen einzigen Wasser-Dampf-Kreislauf. Das durch die atomare Kettenreaktion erhitzte Kühlwasser verlässt als radioaktiv kontaminierter Dampf das Reaktordruckgefäß und treibt direkt die Turbine an. Die Dampfleitungen führen direkt durch den nicht-atomaren Teil. Das Turbinenhaus gehört durch die vom Dampf ausgehende Strahlung zum Kontrollbereich. Kontaminationen durch Undichtigkeiten erfordern in den nicht-atomaren Bereichen ständige Reinigungsarbeiten.[1]

 

2. Kernschmelze

Erl.:  Kernschmelze

Druckwasserreaktoren und Siedewasserreaktoren werden bei fehlendem Kühlwasser unterkritisch, das heißt, die Kettenreaktion/Energiegewinnung hört grundsätzlich auf. Allerdings findet eine Nachreaktion in den Stäben statt, dadurch wird weiter Wärme produziert. Dabei können die Brennstäbe so weit erhitzen, dass ihre Hüllrohre und auch der darin eingeschlossene Kernbrennstoff schmelzen und am Boden des Reaktorbehälters zusammenlaufen.

Sobald der Kernbrennstoff (z.B. Uran) freigesetzt ist, wird es besonders kritisch: Mit jeglichem Wasser, z.B. Luftfeuchtigkeit, Dampf etc. finden jetzt Rektionen statt, wie sie von der Schulchemie mit Kalium bekannt sind: Das hoch-reaktionsfähige Metall oxidiert (bindet den Sauerstoff)  und (der somit freigesetzte) Wasserstoff entsteht. DAS war z.B. der Wasserstoff, der in Fukushima 1 zur Explosion geführt hatte, also lief dort bereits eine Kernschmelze!

Das Not-Kühlen mit Meerwasser ist eine denkbar schlechte Lösung: Zum einen wird der Reaktor damit faktisch aufgegeben, da er soweit beschädigt wird (Korrosion), dass er nicht mehr verwendet werden kann. Andererseits wird dadurch der Spaltprozess (s.o.,) wieder in Gang gesetzt. Deshalb macht das nur Sinn, wenn dem Meerwasser Bor oder  ein anderes Material beigesetzt wird, mit dem Neutronen abgefangen werden können.

 

Falls das Reaktorcontainment bei einer Explosion zerstört wird oder die Auffangwanne unter dem Reaktorcontainment versagt, gelangen riesige Mengen Radioaktivität (und ggf. auch Plutonium) in die Luft oder ins Grundwasser.

 

3. Problem Plutonium

Mindestens ein Reaktor in Fukushima (Block 3) wird mit MOX-Brennelement betrieben, die Plutonium enthalten.

Aber auch im normalen Betrieb fällt Plutonium in großem Mengen an. Nach zwei Jahren Betriebszeit und zwei Jahren Lagerdauer enthalten die Uranbrennstäbe pro Tonne bis zu 10 kg Plutonium-Isotope, die sich abtrennen lassen. Die so gewonnenen Plutonium-Isotope sind durch Neutronenbeschuss wieder spaltbar, so dass eine Kettenreaktion ausgelöst wird. Wie bei der Kernspaltung beim Uran entsteht Energie.[2] Nach mehreren Meldungen sind die Brennstäbe in Fukushima Block 1 schon lange in betrieb und werden daher relativ hohe Anreicherung an Plutonium enthalten.  (s.a. Update 13.3.2011, 16:00 Uhr)

 

4. Einschätzung der freigesetzten Strahlungsmengen:

In Fukushima wurden lt. verschiedenen Meldungen von sog „Ortsdosisleistungsmessungen“ mit Werten über 1,2 mSv/h gesprochen. Über eine Woche wäre das bereits ca. 200 mSv.

Tabelle 9[3]:    Krankheitsbilder (akute Strahlenschäden) bei
Belastungen durch Strahlung

Schwellendosis 250 mSv u. a. Veränderungen im Blutbild
Subletale[4] Dosis 1.000 mSv Haarausfall, Appetitlosigkeit, Brechdurchfall
Mitteletale Dosis 4.000 mSv Bei Nichtbehandlung 50 Prozent Todesfälle
Letale Dosis 7.000 mSv Bei Nichtbehandlung 100 Prozent Todesfälle

(Quelle: Bayrisches Ministerium für Umweltfragen: Strahlenschutz, Radioaktivität und Gesundheit, München, 1986 / mSv = Millisievert)

Die mittlere Jahresdosis für “Jedermann“ beträgt rund zwei Millisievert.[5]

Schon geringste Strahlungsmengen können fruchtschädigend wirken, deshalb sind Schwangere besonders gefährdet.

Bei Menschen, die während ihres Arbeitslebens 20 mSv aufnahmen (im gesamten Arbeitsleben wären das 1.000 mSv) liegt die Krebsrate zwischen vier und fünf Prozent. Eine neuere Studie der WHO (= Weltgesundheitsorganisation) schätzt die Rate sogar auf zehn bis zwölf Prozent.[6]

„Bei den Körperspätschäden (Krebs und Leukämie) lässt sich eine kritische Dosisschwelle nicht so klar definieren wie bei den Frühschäden“, gesteht selbst das Bayrische Umweltministerium in einer Broschüre zu, die 1986 nach Tschernobyl – offenbar zum Zweck der „Entwarnung“ – herausgegeben wurde.[7]

Für Anlieger von AKW gibt zwei Möglichkeiten, Strahlung aufzunehmen: Durch Abluft und Abwasser sowohl im Störfall als auch im geringen Maßen im Normalbetrieb über die Haut oder durch die Aufnahme mit Nahrung, Trinkwasser oder Atemluft.[8]

 

5. Folgen für Deutschland:

Die Radioaktivität, wenn es zu größeren Freisetzungen kommen sollte, wird Deutschland nur sehr stark eingeschränkt erreichen. Grund ist, dass anderes als in Tschernobyl, KEIN langandauernder Brand mit extrem hohen Temperaturen zu befürchten ist. Nur durch diesen sind die radioaktiven Partikel in Tschernobyl so weit in die Atmosphäre aufgestiegen, dass sie über die Jetstreams transportiert werden konnten.  Zu erwarten ist eher ein Ereignis wie in Majak, wo die Radioaktivität lokal (was durchaus auch Tokio usw. einschließen kann, d.h. bis zu mehreren Hundert km je nach Windrichtung) runterkommt. Einzig eine Explosion eines Reaktorcontainments und ein lang anhaltender Metallbrand des Reaktors (z.B. der Stahl des Containments, Stahl ist bei sehr hohen Temperaturen brennbar!) könnte das ändern, unwahrscheinlich, aber auszuschließen ist überhaupt nichts!


[1] Störfall Atomkraft, S. 102 f

[2] https://www.seilnacht.com/Lexikon/94Pluton.html

[3] Störfall Atomkraft, S. 224

[4] „Letal“ bedeutet: tödlich, klingt aber sympathischer

[5] https://www.bfs.de/bfs/druck/broschueren/str_u_strschutz.pdf

[6] Phönix, 6.1.2010, 23:48: „Schwedens heile Atomwelt“

[7] Bayrisches Ministerium für Umweltfragen: Strahlenschutz, Radioaktivität und Gesundheit, München, 1986

[8] zitiert nach „Störfall Atomkraft“, S. 227