Erforschung der Umwelt-Radioaktivität – eine Naturwissenschaft in der Krise

Europäische Wissenschaftler fragen, wie lange noch werden wir in der Lage sein, den Gefahren der Radioaktivität angemessen zu begegnen?

Von Gregor Zibold

Die Tragödie vor zehn Tagen in den USA hat deutlich gemacht, wie verwundbar die industrialisierte Welt für gezielte und zufällige Ereignisse geworden ist. Im Bereich der Kerntechnik zeigte der Reaktorunfall in Tschernobyl, dass es unmöglich ist, jede potentielle Gefahr vorherzusehen. Deshalb müssen Regierungen in der Lage sein, schnell auf solche Katastrophen reagieren zu können. Zur Zeit des Unfalls in Tschernobyl waren Europäische Wissenschaftler der Gefahr nur deshalb gewachsen, weil die wissenschaftliche Forschung auf dem Gebiet der Umwelt-Radioaktivität stark entwickelt war. Heute, 15 Jahre nach dem Unfall, warnen Wissenschaftler davor, dass dieses Wissen verloren geht.

Wissenschaftler aus allen Ländern der Erde beklagen, dass die Zahl junger Forscher auf dem Gebiet der Umwelt-Radioaktivität dramatisch abnimmt. Die besten Jungwissenschaftler sehen in diesem Forschungszweig keine Zukunft, weil nationale und internationale Einrichtungen nur geringes Interesse daran zeigen. Viele nationale und internationale Forschungsprogramme werden stark gekürzt. Zum Beispiel die Europäische Union, bis vor kurzem ein wichtiger Förderer auf diesem Gebiet, unterstützt nur noch ein zehntel der Zahl von Projekten des Jahres 1995.

Wissenschaftler haben inzwischen viele der Probleme gelöst, die nach Unfällen in Kernkraftwerken auftreten können. Automatische Entscheidungshilfen wurden entwickelt, um die Bevölkerung vor den unmittelbaren Folgen eines Kernkraftunfalls zu schützen. Die Bewältigung der langfristigen Folgen der Kerntechnik verlangt aber weiterhin wissenschaftliche Unterstützung. Hunderte von Kernreaktoren arbeiten immer noch in Europa.

In den kommenden Jahrzehnten müssen diese Reaktoren außer Betrieb genommen und der anfallende radioaktive Müll muss wiederaufbereitet und/oder umweltverträglich gelagert werden. Solche Probleme sind nur lösbar, wenn wir jetzt handeln, um die noch vorhandene Sachkenntnis zu erhalten und junge Wissenschaftler für diesen Forschungszweig begeistern und ihnen gute Zukunftsaussichten anbieten.

Ziele unseres Handelns sind:

• Die nationale und internationale Unterstützung des Aufbaus von Studiengängen für Strahlenschutz und Umweltradioaktivität, ergänzt durch Promotionsstudien.
• Die langfristige Unterstützung der internationalen Zusammenarbeit von Forschergruppen.
• Die europaweite Harmonisierung und Absprache bei Einsätzen in Notfällen und bei der Langzeit-Überwachung.
• Ein übergreifender Ansatz bei der Beurteilung der Risiken radioaktiver und chemischer Giftstoffe.

Wir, die Unterzeichnenden, unterstützen diesen Aufruf an nationale und internationale Regierungen und Körperschaften zu handeln, damit die fortbestehende Bedeutung der Wissenschaft des Strahlenschutzes für unsere Umwelt erkannt wird.

Dr. M. Belli (ANPA, Italy) Dr. A. Bulgakov (TYPHOON, Russia)

Mr. B. Khrystyuk (UHMI, Ukraine) Prof. A. Konoplev (TYPHOON, Russia)

Prof. A. Kudelsky (IGS, Belarus) Dr. U. Sansone (ANPA, Italy)

Dr. J. Smith (CEH, UK) Dr. O. Voitsekhovitch (UHMI, Ukraine)

Prof. G. Zibold
(FH Ravensburg-Weingarten, Germany)

Bellagio, Italy, 21 September 2001

Diese Wissenschaftler waren im Bellagio Centre der Rockefeller Stiftung eingeladen, um die Ergebnisse des internationalen Forschungsprojektes „AQUASCOPE“ zu präsentieren, das sie von 1998 bis Ende 2001 im Auftrag der Europäischen Union durchführen. Zur Fortsetzung der gemeinsamen Arbeit planen sie ein neues Projekt zur „Untersuchung des Kühlwassersees des Kernreaktors in Tschernobyl“. Die folgenden Berichte fassen die Ergebnisse zusammen.

Die radioaktive Kontamination der Gewässer nach Tschernobyl:
Ergebnisse des „AQUASCOPE“ EU-Projektes

Mehr als 15 Jahre nach dem Unfall In Tschernobyl sind einige Seen und Flüsse in Europa immer noch radioaktiv kontaminiert. In dem internationalen Projekt AQUASCOPE arbeiten Wissenschaftler aus Russland, Ukraine und Weißrussland zusammen mit westeuropäischen Kollegen, um die Bewegung und die Anhäufung der Radioaktivität in diesen Gewässern zu verstehen und vorherzusagen. Im Projekt AQUASCOPE wurden mehr als 30 Seen und Flüsse in Russland, der Ukraine, Weißrussland, Deutschland, Großbritannien, Italien und der Schweiz untersucht. Es wurde beobachtet, dass die Konzentration des radioaktiven Cäsiums in der Umwelt langsamer abnimmt als ursprünglich erwartet.

Das internationale AQUASCOPE Team betont, dass die derzeitigen Strahlendosen, verursacht von Trinkwasser und dem Verzehr von Fisch, für die Bevölkerung in der Umgebung von Tschernobyl relativ klein sind und keine wesentliche Gefahr für ihre Gesundheit darstellen. Die Ergebnisse des Projektes sind jedoch wichtig, um die wesentlichen Vorgänge bei der Verlagerung und Bioakkumulation des Radiocäsiums in der Umwelt zu verstehen. Die Wissenschaftler hoffen, mit den Ergebnissen dieser Untersuchungen die Folgen von möglichen zukünftigen radioaktiven Kontaminationen besser vorhersagen zu können.

Die Radioaktivität der Seen war stark abhängig von Umwelteigenschaften wie Wasserchemie und Bodentyp. So ist zum Beispiel die Radioaktivität der Fische im Bodensee in Deutschland etwa um einen Faktor 1000 kleiner als jener im benachbarten Vorsee, obwohl beide Seen den gleichen Fallout erhalten hatten. Darauf reagierten die deutschen Behörden mit einem Verbot des Verzehrs von Fischen aus dem Vorsee, das erst 1995 aufgehoben wurde.

Zur Zeit ist Radiocäsium die wesentliche radioaktive Kontamination in den von Tschernobyl betroffenen Gebieten, da es eine lange physikalische Halbwertszeit besitzt – es braucht 30 Jahre für eine Menge Radiocäsium, um auf die Hälfte abzunehmen. Dazu kommt, dass Radiocäsium von Pflanzen stark angereichert wird, weil es sich chemisch ähnlich verhält wie Kalium, einem wichtigen Nährstoff. Über die Pflanzen kommt es in die Nahrungskette und wird dort angereichert – zum Beispiel liegt die Radiocäsiumkonzentration in Fisch aus einigen Seen der früheren Soviet Union immer noch sehr viel höher als der erlaubte Grenzwert für den Verzehr. Untersucht wird auch Radiostrontium, das ebenfalls lange in der Umwelt verbleibt und in einigen Gewässern in den vom Unfall in Tschernobyl beeinflussten Gebieten eine ernst zu nehmende Verunreinigung darstellt.

In den Jahren nach dem Unfall in Tschernobyl war zu beobachten, dass die Umwelt eine „Selbstreinigungskraft“ besaß – das Radiocäsium wurde allmählich in den Tonmineralien im Boden fixiert, so dass die Gehalte in Lebensmitteln wie Süßwasserfisch, Milch, und Fleisch innerhalb von fünf Jahren nach dem Unfall um etwa einen Faktor 10 abnahmen. Heute nimmt die Verunreinigung mit Radiocäsium langsamer ab, weil der Prozess der „Fixierung“ sich umkehren kann, so dass Radiocäsium wieder von den Tonmineralien freigesetzt wird. Dies bedeutet nicht, dass die Konzentration von Radiocäsium im Ökosystem zunehmen wird, sondern dass sie langsamer abnehmen wird als anfangs erwartet. Die Wissenschaftler sagen voraus, dass in einigen Seen in der Umgebung von Tschernobyl Fisch für die nächsten 50 Jahre oder länger kontaminiert bleiben wird.

Plan zur Sanierung des Sees, der zur
Kühlung des Reaktors in Tschernobyl genutzt wurde

In den 15 Jahren seit dem Unfall wurde den Umweltproblemen der Gewässer um das Kernkraftwerk in Tschernobyl viel Aufmerksamkeit geschenkt. Nicht alle Maßnahmen zur Sanierung radioaktiv kontaminierter Gewässer waren wirkungsvoll, einige waren sogar nutzlos. Ein ungelöstes Problem ist das Schicksal des Sees, der zur Kühlung des Reaktors benutzt wurde.

Nach dem Reaktorunfall war der See hochkontaminiert – sogar heute noch befinden sich einige tausend Giga Becquerel (GBq) verschiedener radioaktiver Elemente im Sediment des Sees. Nach der erfolgten Stilllegung des Kernkraftwerks wird der See für noch mindestens fünf Jahre betriebsbereit gehalten. Danach wird der Wasserstand des Sees abnehmen und die Oberfläche des Sees wird um etwa die Hälfte kleiner, so dass kontaminierte Sedimente trocknen und durch Winde aufgewirbelt werden können. Die beim Abbau des Kernkraftwerks beschäftigten Arbeiter sind dann gefährdet, kontaminierte Partikel einzuatmen.

Um dies zu verhindern, versuchen ukrainische Wissenschaftler, zusammen mit Kollegen aus der Europäischen Union, geeignete Strategien für die Verwaltung dieses Sees zu finden. Dabei geht es in einem von der Europäischen Union zu finanzierenden Projekt darum, die optimale Strategie festzulegen für die Schließung des Sees oder seine Säuberung und Renaturierung. Die Erfahrungen aus diesem Projekt sind wichtig für die zukünftige Verwaltung anderer Seen zur Reaktorkühlung in der früheren Soviet Union und in Europa.

Einige mögliche Strategien stehen zur Diskussion:

• Entfernung der verseuchten Sedimente;
• Aufbau von künstlichen Barrieren, um den sekundären Transport von Radionukliden zu verhindern;
• Phytostabilisation – durch Bewuchs der Sedimente, die durch den sinkenden Wasserstand des Sees zugänglich werden.
• Keine Änderung des derzeitigen Zustands – der Wasserstand des Sees bleibt erhalten;

Eine optimale Lösung für den Kühlwasser See basiert auf einer Kosten-Nutzen Analyse und einer Risiko Analyse. Neue Forschungsinitiativen sollen die ökologischen Konsequenzen einer Schließung des Sees untersuchen. Denn trotz der hohen radioaktiven Kontamination des Sees, hat sich das aquatische Ökosystem stark entwickelt mit vielen Fischarten wie Wels, Barsch, und Hecht. Die Wissenschaftler wollen versuchen eine Verbesserung der Situation des Sees bezüglich Radioaktivität zu erreichen, ohne die Stabilität des einzigartigen Ökosystems zu stören.

Infos bei Professor Dr. Gregor Zibold unter E-Mail: zibold@fh-weingarten.de