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Fukushima

Informationen zum Atomunfall in Fukushima / Japan

Messdaten zur Radioaktivität in der Luft in Oldenburg

Im Institut für Physik der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg wurde die Radioaktivität in der Luft am Standort Wechloy in der Zeit vom 29.03.2011 - 09.05.2011 kontinuierlich gemessen. Danach erfolgten stichprobenartige Messungen.

Während der kontinuierlichen Messperiode wurden Spuren von Jod-131 (J-131), Cäsium-137 (Cs-137) und Cäsium-134 (Cs-134) nachgewiesen, die mit sehr großer Wahrscheinlichkeit aus den zerstörten Atomreaktoren in Fukushima (Japan) stammten. In der Natur kommen Jod-131, Cäsium-137 und Cäsium-134 nicht vor.

Für die Messung wurde jeweils über einen Sammelzeitraum von mehreren Stunden Luft durch einen Glasfaserfilter gesaugt, der anschließend gammaspektrometrisch analysiert wurde.

In der folgenden Grafik wird die über den jeweiligen Sammelzeitraum gemittelte Konzentration von Jod-131 in mBq/m3 (Millibecquerel pro Kubikmeter = Tausendstel Becquerel pro Kubikmeter) angegeben.

Jod-131 in Oldenburg WechloyBild

Ein Erwachsener atmet pro Tag etwa (10 - 12) m3 Luft ein. Selbst wenn sämtliches Jod-131 aus der Atemluft im Körper verbliebe, würden bei den angegebenen Konzentrationen pro Tag nur ca. (1 - 25) mBq Jod-131 in den Körper gelangen. Eine Gesundheitsgefahr ist damit nicht verbunden. Zum Vergleich: die gemessenen Jod-131-Konzentrationen sind mindestens ca. 1 000 mal niedriger als die typische Konzentration natürlicher Radioaktivität in der Luft.

Zum Nachweis von Cäsium in der Luft wurden die Luftfilter für den Sammelzeitraum vom 29.03.11 bis zum 10.04.11 zusammen gammaspektrometrisch analysiert. Das während dieser Zeit durch die Filter gesaugte Luftvolumen betrug ca. 4 200 m3. In diesem Volumen wurden (0,044 ± 0,004) mBq/m3 Cs-137 und (0,041 ± 0,002) mBq/m3 Cs-134 nachgewiesen. Das Aktivitätsverhältnis beider Isotope von ca. 1:1 deckt sich mit den Angaben des Betreibers der zerstörten Anlagen (TEPCO) und ist damit ein wichtiges Indiz für die Herkunft des Jods und Cäsiums aus Fukushima.

Die gemessenen Cäsium-Konzentrationen sind ebenfalls so niedrig, dass keinerlei Gesundheitsgefahr damit verbunden ist.

Messdaten zur Radioaktivität in anderen Proben aus Oldenburg

  • Weidegras: In einer Grasprobe von einer Weide in Oldenburg-Wechloy wurde Anfang April 2011 eine Jod-131-Konzentration von (2,9 ± 0,5) Becquerel pro Kilogramm Frischmaterial nachgewiesen. Die Grasprobe entstammte einer Weidefläche von ca. 2 m2 Größe. Vergleichbare Konzentrationen wurden auch von anderen Stellen gemessen.

Messdaten zur Radioaktivität in der Luft in Deutschland und weltweit

Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) misst die Radioaktivität in der Luft in seiner Messtation für atmosphärische Radioaktivität Schauinsland. Dort wurden seit dem 25.03.11 Spuren von Jod-131 und Cäsium-137 in der Luft nachgewiesen. Die Werte lagen in der gleichen Größenordnung wie die in Oldenburg.

Darüber hinaus veröffentlicht das BfS auch Messdaten von anderen Einrichtungen:

  • der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig und
  • des Deutschen Wetterdienstes (DWD) in Offenbach und Potsdam.  

Der höchste Wert für Jod-131 aus Fukushima wurde in Deutschland in Braunschweig mit 3,7 mBq/m3 gemessen.

Alle Jod-131-Konzentrationen sind mindestens ca. 1 000 mal niedriger als die typische Konzentration natürlicher Radioaktivität in der Luft. Eine Gesundheitsgefahr ist mit diesen Konzentrationen nicht verbunden.

Wie und innerhalb welcher Zeit sich die Radioaktivität von Fukushima bis nach Deutschland ausgebreitet hat, lässt sich anhand von Messdaten der Internationalen Organisation zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, CTBTO) verfolgen.

02.04.11

Nach Angaben des Betreibers (TEPCO) ist in einem Kabelschacht ein Riss von etwa 20 cm Länge aufgetreten, aus dem hoch radioaktives Wasser direkt ins Meer strömt. Innerhalb des Schachtes wurden Strahlendosisleistungen von über 1 000 mSv/h gemessen, außerhalb des Schachtes Strahlendosisleistungen von 400 mSv/h. Diese Werte stellen eine massive Gesundheitsgefahr dar.

Eine Strahlendosis von ca. 4,5 Sv (= 4 500 mSv) führt ohne medizinisches Eingreifen bei 50 % der betroffenen Menschen innerhalb von Monatsfrist zum Tode. Sie wird bei einer Strahlendosisleistung von 400 mSv/h in ca. 11 Stunden erreicht. Eine Strahlendosis ab ca. (6 - 8) Sv ist für 100 % der Betroffenen tödlich.

Die Internationale Atomenergieagentur IAEA hat an 7 Messpunkten nördlich und nordwestlich der Reaktoren in (32 - 62) km Entfernung Strahlendosisleistungen von (0,6 - 4,5) μSv/h gemessen. Diese Werte liegen etwa (7 - 55) Mal über den Werten der natürlichen Strahlendosisleistung.

17.03.11

Nach Angaben des Betreibers (TEPCO) wurden um 10 Uhr an der landwärtigen Seite von Block 3 Strahlendosisleistungen von 400 mSv/h und an der landwärtigen Seite von Block 4 Dosisleistungen von 100 mSv/h gemessen. Diese Werte stellen eine massive Gesundheitsgefahr dar.

16.03.11

Nach Angaben des Betreibers (TEPCO) wurden am Haupttor der Anlage vorübergehend Dosisleistungen von 8 mSv/h (0 Uhr) und 11 mSv/h (12 Uhr) gemessen.

15.03.11

Die Internationale Atomenergieagentur IAEA meldet, dass nach einer weiteren Explosion und dem Ausbruch eines Feuers die Strahlendosisleistung an bestimmten Orten der Anlage einen Wert von 400 mSv/h (Millisievert pro Stunde) erreicht hat.

Die IAEA meldet später, dass die Dosisleistung von 400 mSv/h nur an einem begrenzten Ort der Anlage zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen wurde. Inzwischen würden Dosiswerte von 11,9 mSv/h (01.00 Uhr) und 0,6 mSv/h (07.00 Uhr) gemessen.

Grenzwerte zur Strahlendosis in Deutschland

  • Die natürliche Strahlendosis beträgt in Norddeutschland ca. 2,4 mSv pro Jahr (siehe → Strahlendosisleistung). Davon entfallen etwa 0,7 mSv pro Jahr auf äußere Bestrahlung (Strahlung aus dem Weltall und Strahlung aus in der Natur vorkommenden radioaktiven Stoffen). Die übrige Strahlendosis entsteht durch in der Natur vorkommende radioaktive Stoffe, die mit der Nahrung oder der Atemluft in den Körper aufgenommen werden.
  • Eine Dosisleistung von 0,7 mSv pro Jahr entspricht ca. 0,00008 mSv/h (Millisievert pro Stunde) = 0,08 μSv/h (Mikrosievert pro Stunde).
  • Nach der Strahlenschutzverordnung darf durch den Normalbetrieb von Atomanlagen in Deutschland die Strahlendosis der Bevölkerung maximal 0,3 mSv pro Jahr betragen. Beim ungünstigsten Störfall darf die Gesamtdosis einen Wert von 50 mSv nicht überschreiten.
  • Für beruflich strahlenexponierte Personen darf die Strahlendosis 20 mSv pro Jahr nicht überschreiten. Im Einzelfall darf die zuständige Behörde eine Dosis von 50 mSv pro Jahr zulassen, wobei für fünf aufeinander folgende Jahre die Dosis insgesamt nicht über 100 mSv liegen darf. Zusätzlich gilt, dass die Dosis im gesamten Berufsleben maximal 400 mSv betragen darf.

Gesundheitliche Folgen erhöhter Strahlendosis

  • Jede zusätzliche Strahlendosis beeinträchtigt die menschliche Gesundheit. Auch niedrige Strahlendosen erhöhen das Risiko einer späteren strahleninduzierten Krebserkrankung ("stochastischer Strahlenschaden"). Je höher die Dosis, desto größer das Risiko.
  • Es gibt keinen Schwellwert, unterhalb dessen eine Strahlendosis unschädlich ist.
  • Hohe Strahlendosen (ab ca. 500 mSv), die innerhalb kurzer Zeiten aufgenommen werden, führen innerhalb von Stunden, Tagen oder Wochen zu akuten Strahlenschäden wie Übelkeit, Müdigkeit, Veränderungen des Blutbildes, u.a. ("deterministische Strahlenschäden").
  • Eine Strahlendosis von ca. 4,5 Sv (= 4 500 mSv) führt ohne medizinisches Eingreifen bei 50 % der betroffenen Menschen innerhalb von Monatsfrist zum Tode. Eine Dosis ab ca. 6 - 8 Sv ist für 100 % der Betroffenen tödlich.

Erläuterung von Fachbegriffen

  • Becquerel: Becquerel (Bq) ist die Einheit der Radioaktivität. Sie gibt an, wie viel Atomkerne eines Stoffes (z.B. Jod-131) pro Sekunde zerfallen. Ein Beispiel: 100 Becquerel = 100 Bq bedeuten, dass in jeder Sekunde 100 radioaktive Zerfälle stattfinden. 100 Mal pro Sekunde wird demnach radioaktive Strahlung freigesetzt. Erst nach Ablauf der  physikalischen Halbwertszeit ist die Radioaktivität auf die Hälfte des ursprünglichen Wertes gesunken, im Beispiel also auf 50 radioaktive Zerfälle pro Sekunde.

    Häufig wird die Aktivität in kleineren Einheiten angegeben, z.B.:
      • Millibecquerel (mBq): 1 mBq = 1 Tausendstel Becquerel.

  • Cäsium-134/137: Cäsium-137 (Cs-137) und Cäsium-134 (Cs-134) sind radioaktive Stoffe, die in der Natur nicht vorkommen. Sie entstehen durch Kernspaltung in Atomreaktoren. Ihre physikalischen Halbwertszeiten betragen 30 Jahre (Cs-137) bzw. 2,06 Jahre (Cs-134). Beim radioaktiven Zerfall wandelt sich Cäsium-137 in Barium-137 und Cäsium-134 (zu nahezu 100 %) in Barium-134 um. Dabei wird jeweils Beta- und Gammastrahlung freigesetzt.

    Cäsium gelangt über die Nahrung in den Körper und wird im Muskelgewebe gespeichert. Seine biologische Halbwertszeit beträgt ca. (110 - 140) Tage.
  • Halbwertszeit: Die physikalische Halbwertszeit gibt an, innerhalb welcher Zeit sich die Radioaktivität eines Stoffes auf die Hälfte seines ursprünglichen Wertes verringert hat. Beispiele: für Jod-131 beträgt die physikalische Halbwertszeit ca. 8 Tage, für Cäsium-137 ca. 30 Jahre, für Strontium-90 ca. 29 Jahre und für Plutonium-239 ca. 24 000 Jahre.

    Die biologische Halbwertszeit gibt an, innerhalb welcher Zeit sich die Menge einer vom Körper aufgenommenen Substanz durch Ausscheidung auf die Hälfte verringert hat.

    Die effektive Halbwertszeit gibt an, innerhalb welcher Zeit sich die Menge einer vom Körper aufgenommenen radioaktiven Substanz durch Ausscheidung und radioaktiven Zerfall auf die Hälfte verringert hat
  • Jod-131: Jod-131 (J-131) ist ein radioaktiver Stoff, der in der Natur nicht vorkommt. Er entsteht durch Kernspaltung in Atomreaktoren. Seine physikalische Halbwertszeit beträgt 8,02 Tage. Beim radioaktiven Zerfall wandelt sich Jod-131 in das Edelgas Xenon-131 (Xe-131) um. Dabei wird Beta- und Gammastrahlung freigesetzt.

    Jod-131 gelangt über die Atmung und Nahrung in den menschlichen Körper und wird vor allem in der Schilddrüse gespeichert. Dort kann es bei entsprechend großer Menge Schilddrüsenkrebs verursachen. Die biologische Halbwertszeit von Jod-131 beträgt ca. 80 Tage.
  • Sievert: Sievert (Sv) ist die Einheit der → Strahlendosis.
  • Strahlendosis: Die Strahlendosis ("effektive Dosis") wird in der Einheit Sievert (Sv) gemessen. Sie gibt an, wie viel Energie aus radioaktiver Strahlung vom Körper aufgenommen wurde. Die Strahlendosis ist der Quotient aus aufgenommener Strahlungsenergie (gemessen in der Einheit Joule (J)) und Masse (gemessen in Kilogramm (kg)). Diesem Quotienten hat man den Namen "Sievert" gegeben. Es gilt:

         1 Sievert = 1 Joule pro Kilogramm    oder in Kurzschreibweise     1 Sv = 1 J/kg

    Ein Beispiel: bei  Bestrahlung mit Gamma-Strahlung von außen bedeutet eine Strahlendosis von 1 Sv, dass pro Kilogramm Körpermasse Gamma-Strahlung mit einer Gesamtenergie von 1 Joule aufgenommen (absorbiert) wurde. 1 Joule entspricht z.B. der Energie der Gamma-Strahlung aus ca. 20 000 Milliarden = 20 Billionen radioaktiven Zerfällen von Jod-131 (J-131).

    Häufig wird die Strahlendosis in kleineren Einheiten angegeben, z.B.:
      • Millisievert (mSv): 1 mSv = 1 Tausendstel Sievert,
      • Mikrosievert (μSv): 1 μSv = 1 Millionstel Sievert,
      • Nanosievert (nSv): 1 nSv = 1 Milliardstel Sievert.
  • Strahlendosisleistung: Die Strahlendosisleistung ist die Strahlendosis pro Zeit. Sie wird in der Einheit Sievert pro Stunde (Sv/h), Millisievert pro Stunde (mSv/h), Sievert pro Jahr (Sv/a) usw. angegeben.
  • Strahlenschäden: bei einem "stochastischen" (zufälligen) Strahlenschaden hängt die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der Erkrankung von der Höhe der Strahlendosis ab, nicht jedoch die Schwere der Erkrankung (z.B. Krebserkrankung). Bei einem "deterministischen" (vorherbestimmten) Strahlenschaden nimmt dagegen die Schwere der Erkrankung (z.B. Hautverbrennung, Durchfall, Gewichtsverlust) mit höherer Dosis zu.
Weokdurbmasterrq (webservimxqce.physnkebik@affxuolpmn.de6f) (Stand: 10.09.2018)