Vor über zehn Jahren ein Tsunami eine Katastrophe ausgelöst im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi an der Ostküste Japans. Nach dem Unfall kontaminierten große Mengen Radioaktivität den Ozean, was zur Verhängung von a führte Meeressperrzone und enormer Reputationsschaden an die regionale Fischwirtschaft.
Seitdem haben sich auf dem Gelände riesige Mengen kontaminierten Wassers angesammelt. Wasser wurde benötigt, um die beschädigten Reaktoren zu kühlen, und Grundwasser, das beim Eindringen in das Gelände kontaminiert wurde, musste abgepumpt und gespeichert werden. Über 1.000 Tanks wurden vor Ort zur Lagerung gebaut über eine Million Tonnen von radioaktivem Wasser.
Doch der Lagerplatz geht zur Neige und die Tanks könnten auslaufen, insbesondere im Falle eines Erdbebens oder eines Taifuns. So haben die japanischen Behörden dem Standort die Erlaubnis erteilt, das gespeicherte radioaktive Wasser durch eine Pipeline in den Pazifischen Ozean abzulassen.
Als Umweltwissenschaftler beschäftige ich mich seit mehr als 30 Jahren mit den Auswirkungen radioaktiver Schadstoffe in der Umwelt. Ich denke, dass das Ablassen des Abwassers die beste Option ist.
Kontaminiertes Wasser
Vor der Lagerung wird das in Fukushima anfallende Abwasser behandelt, um fast alle radioaktiven Elemente zu entfernen. Diese schließen ein Kobalt 60, Strontium 90 und Cäsium 137. Aber Tritium– eine radioaktive Form von Wasserstoff – bleibt zurück.
Wenn eines der Wasserstoffatome in Wasser durch Tritium ersetzt wird, entsteht radioaktiv tritiiertes Wasser. Tritiiertes Wasser ist chemisch identisch mit normalem Wasser, was seine Abtrennung vom Abwasser teuer, energieintensiv und zeitaufwändig macht. EIN Rezension von Tritium-Trenntechnologien im Jahr 2020 festgestellt, dass sie nicht in der Lage sind, die erforderlichen riesigen Wassermengen zu verarbeiten.
Aber im Hinblick auf radioaktive Elemente ist Tritium relativ harmlos und seine Existenz als Tritiumwasser reduziert seine Umweltbelastung. Chemisch identisch mit normalem Wasser, durchdringt tritiiertes Wasser Organismen wie Wasser und reichert sich daher nicht stark in den Körpern von Lebewesen an.
Tritiiertes Wasser hat a Bioakkumulationsfaktor von etwa eins. Das bedeutet, dass exponierte Tiere ungefähr die gleiche Tritiumkonzentration in ihrem Körper haben wie das umgebende Wasser.
Im Vergleich dazu hat radioaktives Cäsium 137, das in den 1960er und 1970er Jahren in großen Mengen nach Fukushima und aus dem britischen Kernkraftwerk Sellafield freigesetzt wurde, einen Bioakkumulationsfaktor in Meeresumgebungen von etwa 100. Tiere haben in der Regel etwa 100-mal mehr Radiocäsium als im umgebenden Wasser, weil Cäsium die Nahrungskette vergrößert.
Niedrige Strahlendosis
Wenn Tritium zerfällt, gibt es ein Beta-Teilchen ab (ein sich schnell bewegendes Elektron, das bei Einnahme die DNA schädigen kann). Aber das Betateilchen von Tritium ist nicht sehr energiereich. Eine Person müsste viel davon aufnehmen, um eine signifikante Strahlendosis zu erhalten.
Die der Weltgesundheitsorganisation Trinkwasserstandard für Tritium beträgt 10.000 Becquerel (Bq) pro Liter. Dies ist ein Vielfaches der geplanten Konzentration des Abwassers von Fukushima.
Die Schwierigkeit, Tritium vom Abwasser zu trennen, und seine begrenzten Umweltauswirkungen sind der Grund, warum Nuklearanlagen auf der ganzen Welt es seit Jahrzehnten ins Meer entlassen. Der Standort Fukushima Daiichi plant die Freisetzung von etwa 1 Petabecquerel (PBq – 1 mit 15 Nullen dahinter) Tritium mit einer Rate von 0,022 PBq pro Jahr.
Das klingt nach einer riesigen Zahl, aber weltweit 50-70 PBq Tritium wird jedes Jahr auf natürliche Weise in unserer Atmosphäre durch kosmische Strahlung erzeugt. Während die Wiederaufbereitungsanlage von Cap de la Hague in Nordfrankreich jährlich etwa 4000 Tonnen freisetzt 10 PBq von Tritium in den Ärmelkanal.
Deutlich höhere Freisetzungsraten aus Cap de la Hague als bei Fukushima geplant haben keine Beweise gezeigt erheblicher Umweltauswirkungen und Personendosen sind gering.
Sichere Freigabe
Aber die Freisetzung von radioaktivem Wasser muss ordnungsgemäß erfolgen.
Japanische Studien schätzen, dass das Abwasser von Hunderttausenden Bq pro Liter Tritium in den Lagertanks auf 1.500 Bq pro Liter im Abwasser verdünnt wird. Verdünnung des Abwassers bevor es freigesetzt wird, wird die Strahlendosis für den Menschen reduziert.
Die Strahlendosis für Menschen wird in Sievert oder Millionstel Sievert (Mikrosievert) gemessen, wobei eine Dosis von 1.000 Mikrosievert einer Wahrscheinlichkeit von 1 zu 25.000 entspricht, früh an Krebs zu sterben. Die maximale geschätzte Dosis aus dem Abwasser von Fukushima wird 3,9 Mikrosievert pro Jahr betragen. Dies ist viel weniger als die 2.400 Mikrosievert, die Menschen im Durchschnitt jedes Jahr durch natürliche Strahlung erhalten.
Die japanischen Behörden müssen außerdem sicherstellen, dass das freigesetzte Wasser keine nennenswerten Mengen an „organisch gebundenem Tritium“ enthält. Hier ersetzt ein Tritiumatom gewöhnlichen Wasserstoff in einem organischen Molekül. Die tritiumhaltigen organischen Moleküle können dann von Sedimenten absorbiert und von Meeresorganismen aufgenommen werden
Mitte der 1990er Jahre wurden tritiumhaltige organische Moleküle aus der Pharmafabrik Nycomed-Amersham in Cardiff Bay, Wales, freigesetzt. Die Freisetzung führte zu Bioakkumulationsfaktoren wie hoch wie 10.000.
Die Behandlung für andere gefährlichere radioaktive Elemente neigt ebenfalls dazu kleine Beträge hinterlassen dieser Elemente im Abwasser. Das in Fukushima gespeicherte Abwasser wird nachbehandelt um sicherzustellen, dass die Konzentrationen dieser Elemente niedrig genug sind, um eine sichere Entladung zu ermöglichen.
Im großen Maßstab der Umweltprobleme, mit denen wir konfrontiert sind, ist die Freisetzung von Abwasser aus Fukushima relativ gering. Aber es dürfte der angeschlagenen Fischereiindustrie von Fukushima noch mehr Reputationsschaden zufügen. Dies wird nicht durch die politische und mediale Aufregung unterstützt, die wahrscheinlich neue Freisetzungen von radioaktivem Wasser in den Pazifischen Ozean umgeben wird.
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