Radionuklide in Atomkraftwerken und Atombomben
Palomares, Spanien 1966, der Nuklearunfall mit Atomwaffen des Strategic Air Command der US Air Force geschah am 17. Januar 1966 bei Palomares, einem kleinen Ort an der spanischen Südostküste zwischen Almería und Cartagena. Ein mit vier Wasserstoffbomben bestückter US-Bomber und ein Tankflugzeug kollidierten in der Luft. Keine der Wasserstoffbomben explodierte, aber die mit Plutonium gefüllten Zünder von zwei der Bomben explodierten und verteilten mehrere Kilo hochradioaktives Plutonium-239 über die Landschaft.
Von U.S. Navy, Courtesy of the Natural Resources Defense Council - Übertragen aus en.wikipedia nach Commons durch EH101 mithilfe des CommonsHelper., Der ursprünglich hochladende Benutzer war Asterion in der Wikipedia auf Englisch, 31. Mai 2007 (Original-Hochladedatum), Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2630293
Schätzungen zufolge sind rund drei Kilogramm Plutonium-239 als feiner Staub freigesetzt worden. Das andalusische Dorf Palomares wurde nicht evakuiert und es wurde darauf verzichtet, es zu reinigen. In seinem Abschlussbericht von 1975 hielt das US-Verteidigungsministerium fest, dass der am Unfalltag herrschende Wind plutoniumhaltigen Staub aufgewirbelt habe und dass „das ganze Ausmaß der Verbreitung nie in Erfahrung zu bringen sein“ werde. Die Bevölkerung wurde systematisch über das tatsächliche Ausmaß der Kontamination getäuscht. Die radioaktiv verseuchten Flächen wurden ohne jede Einschränkung zum Anbau landwirtschaftlicher Produkte freigegeben und über Jahrzehnte hinweg, zum Teil bis heute, genutzt.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Nuklearunfall_von_Palomares)
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Ein Teil der 5500 mit verstrahltem Erdreich und Pflanzenresten gefüllten Fässer, von denen 4810 in die USA verschifft wurden. Der Verbleib der restlichen Fässer ist ungeklärt.
Insgesamt sind bisher nur etwa drei Prozent des kontaminierten Bodens abgetragen worden.
Von Schumi4ever - Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=76750449
Erst im Jahr 2007 wurden einige der am stärksten kontaminierten Gebiete, insgesamt 40 Hektar, enteignet und als 5 Sperrzonen abgezäunt. Der 2010 empfohlene Schutz der verseuchten Gebiete in Palomares wurde nicht umgesetzt. Die Gebiete sind lediglich eingezäunt, mit Plutonium kontaminierter Staub und Niederschlagswasser gelangen ungehindert in die Umgebung.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Nuklearunfall_von_Palomares)
Wie neue Messungen zeigen, ist die Radioaktivität an einigen Stellen deutlich höher als erwartet. Rund ein halbes Kilogramm Plutonium befindet sich wohl noch im Erdreich, vor allem konzentriert auf ein Gebiet von einigen dutzend Hektar.
Wissenschaftler von Princeton errechneten 2001, dass pro inhaliertem Milligramm Plutonium etwa 2,85 Todesfälle zu erwarten sind. Das US-amerikanische BEIR-Komitee schätzt die Zahl sogar noch höher ein: sechs bis zwölf Krebstote pro Milligramm.
(Quelle: https://www.spektrum.de/news/als-es-atombomben-regnete/1393804#)
In einem Atomkraftwerk entstehen bei der Kernspaltung und im Verlauf der Brennstoffnutzung verschiedene radioaktive Elemente (Radionuklide), darunter auch solche, die Alphastrahlung emittieren. Beim radioaktiven Zerfall der Spaltprodukte einer Atombombe entstehen vor allem Alphastrahler aus den Transuran-Elementen und anderen schwereren Isotopen. Hier sind die wichtigsten Alphastrahler, die nach einer Kernexplosion und in einem Atomkraftwerk entstehen:
Plutonium-Isotope
(z. B. Plutonium-238, Plutonium-239, Plutonium-240, Plutonium-241)
entstehen als Nebenprodukt in Kernreaktoren, insbesondere in Reaktoren, die Uran-238 als Brennstoff verwenden. Plutonium-239 ist ein wichtiger Alphastrahler, der bei der Spaltung von Uran-235 und Uran-238 durch Neutroneneinfang entsteht. Diese Isotope sind Alphastrahler und haben lange Halbwertszeiten. Plutonium-239 von etwa 24.100 Jahren und Plutonium-238 von etwa 87,7 Jahren. Plutonium-239 ist der Hauptbestandteil einer Plutonium-Atombombe. Während der Explosion wird ein großer Teil davon gespalten, aber nicht alles. Unverbrauchtes Plutonium bleibt als radioaktiver Rückstand zurück.
Americium-241
entsteht aus dem Zerfall von Plutonium-241 und ist ein Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von etwa 432 Jahren. Es ist ein bedeutender Alphastrahler in der Umgebung von abgebrannten Brennelementen in Atomkraftwerken. Americium-241 kann nach einem nuklearen Detonationsereignis durch die langsame Umwandlung von Plutonium-241 über die Zeit hinweg entstehen und trägt zur Langzeitkontamination bei.
Curium-Isotope
(z. B. Curium-242, Curium-244)
entstehen durch mehrfache Neutroneneinfänge in Uran-238 und durch den Zerfall von Plutonium. Curium-244 ist ein bekannter Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von etwa 18,1 Jahren. Diese Isotope emittieren starke Alphastrahlung und können Wärme erzeugen.
Uran-Isotope
(z. B. Uran-234, Uran-235):
Während Uran-235 hauptsächlich als Brennstoff im Reaktor verwendet wird und vorwiegend durch Kernspaltung zerstört wird, entsteht Uran-234 als Alphastrahler durch den Zerfall von Uran-238. Es ist ein Alphastrahler mit einer langen Halbwertszeit. In abgebrannten Brennelementen sind noch Reste des ursprünglichen Urans (z. B. Uran-238 und Uran-235) vorhanden, die weiterhin Alphastrahlung emittieren. In einer Uran-basierten Atombombe (z. B. Uran-235) bleibt ein Teil des Urans nach der Explosion übrig. Während Uran-235 hauptsächlich gespalten wird, können Reste von Uran-238 weiterhin Alphastrahlung emittieren.
Neptunium-237
entsteht als Zwischenprodukt bei der Umwandlung von Uran-238 in Plutonium-239. Es ist ein Alphastrahler mit einer sehr langen Halbwertszeit von etwa 2,14 Millionen Jahren. Es ist ein bedeutender Bestandteil abgebrannter Brennelemente und kommt in den Überresten einer nuklearen Explosion vor. Es stellt eine Langzeitgefahr dar.