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Radioaktive Strahlung

Strahlungsexperten im Einsatz: Wie funktioniert Dekontamination?

Sie verseuchen ein Material in Sekunden, gelten als unzerstörbar und können bereits in geringen Dosen zu einem qualvollen Tod führen. Gerade deshalb müssen radioaktive Partikel professionell entfernt werden. Doch vollständig los wird man den atomaren Abfall nie …

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Neun Atomkraftwerke und drei Forschungsreaktoren sind in Deutschland in Betrieb. Gleichzeitig befinden sich 16 Reaktoren im Rückbau. Je nach Reaktortyp fallen beim Rückbau bis zu 250.000 Tonnen Material an – durchschnittlich 4.000 Tonnen davon sind radioaktiv belastet. Dutzende Arbeiter in Schutzanzügen sind dann jahrelang mit der Dekontamination von Wänden, Böden und Geräten beschäftigt. Doch wie kann man die gefährliche Strahlung von Schutt und Stahl effizient entfernen? Wie werden die Arbeiter geschützt? Und was kann man eigentlich dekontaminieren?

Verseucht für viele Tausend Jahre

Im nordrhein-westfälischen Forschungszentrum Jülich beschäftigt sich der Fachbereich Dekontamination mit der Entsorgung und Behandlung von radioaktiven Teilen und Abfällen. Dazu gehören die Stahlträger und Betonwände von stillgelegten Kraftwerken, aber auch radioaktive Stoffe aus wissenschaftlichen Einrichtungen und medizinischen Laboren. Die Dekontamination – Profis sprechen nur von „Dekon“ – unterscheidet sich je nach Verschmutzung und Objekt. 

Dekontaminiert wird nicht nur von radioaktiven Stoffen, sondern auch von chemischen und biologischen Verunreinigungen. Es ist aber die atomare Kontamination, die den Experten am meisten Kopfzerbrechen bereitet. Denn während sie chemische und biologische Stoffe durch Verbrennung ganz beseitigen können, bleibt bei radioaktiven Verunreinigungen immer atomarer Abfall übrig, der in einem Endlager deponiert werden muss – für bis zu mehrere Tausend Jahre.

Wasser ist das Lösungsmittel Nummer 1

Es klingt paradox: Obwohl der atomare Abfall nahezu unzerstörbar ist, reicht zur Dekontamination meist schon eine Dusche aus. Mit einem Hochdruckwasserstrahl werden die Verunreinigungen vom Objekt gewaschen. Der Grund: Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel. Das liegt an seiner einfachen atomaren Struktur mit zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Die sogenannten Radionuklide, also die kleinsten radioaktiven Teilchen, die auf einer Oberfläche weiter Strahlung abgeben, werden so im Wasser gebunden. 

Wie beim feuchten Staubwischen in der Wohnung wird der radioaktive Schmutz abgewaschen. Doch im Gegensatz zum Wischen zu Hause kann das Reinigungswasser nicht einfach in den Abfluss gekippt werden – das Wasser ist nun verstrahlt. Und da der Hochdruckwasserstrahl die Radionuklide aufwirbelt, muss diese Art der Dekontamination in isolierten Kammern durchgeführt werden. Die Arbeiter müssen Schutzanzüge mit fremdbelüfteten Sauerstoffmasken tragen.

Kontrolle, Beseitigung und Endlagerung

Oberstes Ziel ist die Vermeidung einer sogenannten Kontaminationsverschleppung – der Übertragung von Radionukliden auf andere Oberflächen. In einem geschlossenen Raum ist ein solches Nuklid gut zu kontrollieren, doch sobald es in die Umwelt gelangt und beispielsweise in den Erdboden eindringt, ist die Dekontamination weitaus schwieriger. Verseuchte Böden und Pflanzen müssen weiträumig abgetragen werden – um dann in den Dekon- Laboren verbrannt zu werden. Auch andere Materialien, die nicht abgewaschen werden können, werden bei mindestens 800 Grad Celsius eingeäschert. Die Abgase werden durch ein komplexes Filtersystem gereinigt. Die zurückgebliebene Asche und Schlacke wird zur Endlagerung vorbereitet.

Verstrahlte Arbeitskleidung und radioaktives Granulat

Noch etwas muss dekontaminiert werden:  Arbeitskleidung und Wäsche. In speziellen Anlagen werden die Textilien so lange gereinigt, bis sie nicht mehr kontaminiert sind – immer wieder wird das mit Strahlungsdetektoren überprüft. Auch bei der Wäsche fallen verstrahlte Abwässer an. Alle kontaminierten Flüssigkeiten müssen in einem weiteren Schritt behandelt werden. In riesigen Destillatoren werden die Flüssigkeiten verdampft – übrig bleibt das sogenannte Verdampfer-Konzentrat, ein radioaktiver Schlamm, dem in einem nächsten Schritt sämtliche Feuchtigkeit entzogen wird, bis ein festes Granulat entsteht. In versiegelten Fässern wird dieses Granulat zu einem Endlager transportiert. So lässt sich zwar fast alles dekontaminieren – doch die gefährlichen Radionuklide strahlen weiter.

Kann man eine Stadt dekontaminieren?

Als am 26. April 1986 Block 4 des ukrainischen Kernkraftwerks Tschernobyl explodiert, werden Billiarden Radionuklide bis zu 30 Kilometer weit vom Unglücksort geschleudert. Die radioaktive Staubwolke legt sich wie ein Schleier auch über die angrenzende Stadt Prypjat. Zu der Zeit sind sich Experten sicher: Die Stadt wird für Jahrhunderte verstrahlt sein. Doch Wolfgang Raskob vom Karlsruher Institut für Technologie war im Jahr 2013 in der Todeszone – und er hält große Teile der Stadt heute für ausreichend dekontaminiert: „Durch die Behandlung von Gebäuden und Straßen mit Hochdruckstrahlern konnte die Radioaktivität deutlich reduziert werden.“ 

Tatsächlich ist ein Aufenthalt in der Stadt für Menschen heute ungefährlich. Ganz anders sieht es aber in den umliegenden Wäldern aus. Die Radionuklide sitzen im Erdreich fest. „Hier bleibt nur die Abtragung des Bodens bis zur Grasnarbe übrig, also ungefähr die obersten fünf Zentimeter Erdreich“, sagt Raskob. Da dabei Millionen Kubikmeter verstrahlte Erde zusammenkommen würden, ist diese Art der Dekontamination in der Größenordnung nahezu unmöglich. So bleibt Prypjat eine sichere Oase – inmitten einer Todeszone.
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