Soll radioaktiv belastetes Wasser ins Meer abgeleitet werden?

(Folgen von Fukushima)

Die japanische Regierung hat nach jahrelangem Streiten und Beratungen entschieden, nach den Folgen der Fukushima-Nuklearkatastrophe kontaminiertes Wasser ins Meer abzulassen. Dazu muss ich sagen, dass diese Entscheidung getroffen wurde, ohne die Öffentlichkeit ausreichend zu beteiligen. Für die Öffentlichkeit war es auch wegen der Corona-Pandemie nicht einfach, sich mit der Problematik vertraut zu machen, da vor der Entscheidung fast keine Informationsveranstaltungen stattfinden konnten. Es hatte vorher einige Anhörungen gegeben, in denen die Redezeit von Kritikern begrenzt worden waren. Darüber habe ich schon 2018 im Strahlentelex berichtet.[1]

Über diese Entscheidung wurde auch in den meisten deutschen Medien berichtet, aber ich bin nicht sicher, ob dadurch die Informationen darüber genug übermittelt wurden. Ich versuche deshalb hier, etwas einfacher und ausführlicher die Problematik darzustellen.

Was ist radioaktiv belastetes Wasser?

Man soll hier vorsichtig sein. Von radioaktiv belastetem Wasser werden Cäsium und Strontium zuerst abgetrennt, und das Wasser wird danach entsalzt. Ein Teil vom entsalzten Wasser wird zur Kühlung der Reaktoren eingesetzt, und der Rest wird zum Mehrfachfiltersystem ALPS (Advanced Liquid Processing System) geschickt, um die radioaktiven Substanzen (insgesamt 62 Nuklide) herauszufiltern. Danach soll im Wasser nur noch Tritium übrig bleiben. Das durch das ALPS aufbereitete Wasser wird hier danach ALPS-Wasser genannt.

Im ALPS-Wasser soll nur radioaktives Tritium enthalten sein, aber tatsächlich ist es nicht so. Mehr als 70 % des ALPS-Wassers sind immer noch mit anderen Nukliden belastet wie Cäsium, Strontium, usw.[2, 3]

Die Regierung verspricht, mit anderen Substanzen radiokaktiv belastetes ALPS-Wasser noch mal durch das ALPS zu filtern und das ALPS-Wasser nur mit Tritium ins Meer abzuleiten.[3]

Warum sind im ALPS-Wasser noch andere Nuklide enthalten?

Es gab am Anfang für das ALPS technische Probleme. Das ALPS-Wasser, das unter technischen Problemen aufbereitet wurde, ist deshalb noch mit anderen Nukliden belastet.

Ob ALPS-Wasser zum Schluß nur mit Tritium ins Meer abgelassen wird, kann man noch nicht definitiv sagen, obwohl die Regierung fest davon überzeugt ist.[3]

Weshalb ist das Wasser radioaktiv belastet?

In den Blöcken Nr. 1 bis 3 sind Brennstoffe geschmolzen. Sie sind noch sehr heiß und müssen gekühlt werden. Das Kühlwasser wird dadurch ständig radioaktiv verseucht. Wie im Strahlentelex berichtet, fließt außerdem Grundwasser ins AKW-Gelände ein. [1] Um das zu verhindern, wurden Eiswände errichtet. Grundwasser wird vor der Eiswand auf der Inlandseite des AKW umgeleitet, damit das Grundwasser nicht kontaminiert wird. Das nicht kontaminierte Grundwasser wird zum Schluß ins Meer abgeleitet. Aber das Grundwasser dringt teilweise auch in die Reaktorgebäude ein, wodurch das Grundwasser auch kontaminiert wird. Ferner dringt Regenwasser auch in die hoch radioktiv belasteten Reaktoren ein.[4]

Dadurch entstehen pro Tag ca. 140 bis 150 Kubikmeter(m3) hoch kontaminiertes Wasser.[4]

Was wird dann mit dem kontaminierten Wasser gemacht?

Es wurde schon erklärt, wie das konaminierte Wasser aufbereitet wird. Die Betreiberfirma des Unfall-AKW Tepco hat bis Ende 2020 nach und nach für das kontaminierte Wasser und ALPS-Wasser Tanklager aufgebaut, um kontaminiertes Wasser und ALPS-Wasser aufzubewahren. Die Kapazität des Tanklagers beträgt jetzt 1,37 Millionen m³, und ingesamt 1061 Tanks wurden errichtet. Davon sind per Stand Mitte April 2021 ca. 1,26 Millionen m³und damit mehr als 90% belegt.[4]

Die Tepco rechnet damit, dass das Tanklager gegen Mitte 2022 voll wird.[2]

Wie im Foto zu sehen ist, wurden am Anfang die Tanks in der genieteten Ausführung errichtet, was zur Undichtigkeit der Tanks geführt hat. Jetzt sind alle Tanks durch eine geschweißte Ausführung ersetzt. (Foto: © SUZUKI Tomohiko, durch eine versteckte Kamera im Juli 2011 fotografiert)

Wie viel Tritium ist im ALPS-Wasser enthalten?

Man rechnet bisher mit ca. 860 Billionen Becquerel (Bq). Die durchschnittliche Konzentration beträgt ca. 730.000 Bq/Liter. Das ist viel zu viel, aber ich muss noch einige Vergleiche machen, um ein ehrliches Bild zu zeichnen.[2, 3]

Vor der Reaktorkatastrophe wurden vom Unfall-AKW jährlich ca. 2,2 Billionen Bq Tritium ins Meer abgeleitet. Auch im Regenwasser sind jährlich insgesamt 220 Billionen Bq Tritium enthalten. Von der französischen Wiederaufbereitungsanlage la Hague werden jährlich 13 Billiarden Tritium ins Meer entsorgt. Von der ersten japanischen Wiederaufbereitungsanlage, die im Herbst 2021 in Betrieb genommen werden soll, soll dem Wirtschaftsministerium zufolge jährlich bis zu 10 bis 20-fach mehr Tritium ins Meer fließen als die gesamte Menge vom Unfall-AKW.[2, 3] Es sollen jährlich 1.900 Billionen Bq Tritium in die Luft und 1,8 Billiarden Bq Tritium ins Meer freigesetzt werden.[5]

Warum soll jetzt ALPS-Wasser entsorgt werden?

Die Tepco argumentiert, dass man für den Rückbau der havarierten Reaktoren auf dem AKW-Gelände Lagerplätze für die Zwischenlagerung braucht. Das Tanklager soll dafür weichen, da es jetzt bereits auf dem AKW-Gelände nur noch ganz wenige freie Plätze gibt.[3, 4]

Die Argumentation ist jedoch widersprüchlich. Die Tepco erwartet jetzt, dass man für den Rückbau ca. 30 Jahre braucht. Auch wenn man jährlich 22 Billionen Bq Tritium ablässt (10-fach mehr als vor der Katastrophe), dauert die Entsorgung ca. 40 Jahre. Man kann damit nicht schnell genug für den Rückbau Platz frei machen.[2] Für den Rückbau ist auf dem AKW-Gelände stets zu wenig Platz verfügbar.

Außerdem soll noch die Ableitung ins Meer konkretisiert werden, und es soll erst in 2 Jahren mit der Ableitung ins Meer begonnen werden.[3]

Welche Entsorgungsmöglichkeiten wurden überprüft?

Fünf Verfahren wurden ausgewertet, zuerst durch eine Taskforce und anschließend durch eine Kommission, die insbesondere soziale und wirtschaftliche Folgen überprüft hat. Die Auswertung dauerte insgesamt knapp 6 Jahre.[2, 3]

Die ausgewerteten Verfahren sind ein Ablassen in die Erde, eine unterirdische Lagerung nach einer Bindung des Tritiumwassers in Beton, die Einleitung ins Meer, die Freisetzung in die Luft (Verdampfung) und eine Freisetzung als Wasserstoff. Die unterirdische Lagerung soll schon in der frühen Phase ausgeschlossen worden sein, da man dafür sehr viel Platz nicht nur unterirdisch, sondern auch oberirdisch (für die Zwischenlagerung) braucht.[1]

Die Kommission hat im Februar 2020 zwei Varianten empfohlen, nämlich die Einleitung ins Meer und die Freisetzung in die Luft, da die beiden Verfahren bereits praktische Erfahrungen aufweisen und technisch realisierbar seien.[2]

Fanden auch öffentliche Anhörungen statt?

Ja, es fanden öffentliche Anhörungen in einigen Städten statt, wie ich auch in meinem Beitrag im Strahlentelex, Ausgabe November 2018, berichtet habe.[1] Aber die Redezeit war begrenzt und keine Diskussion wurde zugelassen. Das war eine Alibi-Veranstaltung.

Ein Kommissionsmitglied für die Entsorgung des kontaminierten Wassers, Prof. KOYAMA Ryota von der Universität Fukushima, bemängelte fehlende Aufklärungen, die auch wegen der Pandemie schwer durchführbar waren.[2] Es fehlt in Japan auch die Kultur, mit der man die Öffentlichkeit mitnimmt und verschiedene Meinungen zusammenfügt.

Wer ist gegen die Ableitung ins Meer?

Die Umweltverbände und weitere Bürgerinitiativen sind dagegen. Sie schlagen vor, kontaminiertes Wasser in Mörtel zu binden und zuerst oberirdisch zwischenzulagern. Diese Lösung soll in den USA nach der Nuklearkatastrophe auf der Insel Three Mile praktiziert worden sein. Der Vorschlag wurde wegen Platzmangel von der Regierung nicht ernsthaft überprüft.[2]

Die Fischerinnungen in der Präfektur Fukushima sind auch gegen die Ableitung ins Meer. Die Fischer haben nach der Katastrophe probeweise angefangen, Fische an der Küste zu fangen und die Radioaktivität der gefangenen Fische zu messen. Die Fangmenge nahm nach und nach zu. Es wurde nach und nach festgestellt, dass die Radioaktivität in den gefangenen Fischen nicht mehr den in Japan gültigen Grenzwert von 100 Bq/kg überschreitet. Man hat auch zwischenzeitlich viel investiert, um den Fischereibetrieb wieder in Gang zu bringen. Man kann ahnen, wie viel man investieren musste, da Fischerboote und Häfen durch den Tsunami völlig zerstört worden waren.

Man befürchtet ferner, dass an der Küste gefangene Fische nach der Ableitung ins Meer nicht mehr gerne von der Bevölkerung angenommen werden. Die Regierung will deshalb gegen Rufschädigungen vorgehen. Prof. Koyama ist aber der Auffassung, dass Schäden durch an der Fukushima-Küste gefangene Fische unterschätzt werden. Das ist mehr als Rufschädigung. Er beurteilt, dass dadurch eine ewige Deklassierung von Fukushima-Fischen verursacht wird.[2]

Wie wird ALPS-Wasser ins Meer abgeleitet?

Die Regierung will in 2 Jahren mit der Ableitung beginnen. Davor muss noch ein konkretes Konzept erarbeitet werden. Eins steht aber fest. Abzuleitendes ALPS-Wasser wird davor verdünnt, um die Tritium-Konzentration im Wasser auf 60.000 Bq/Liter zu reduzieren. Der Wert ist ein gängiger Grenzwert nach der ICRP. Der WHO-Grenzwert für Trinkwasser liegt bei 10.000 Bq/Liter. Dabei soll berücksichtigt worden sein, dass der international anerkannte Grenzwert von 1 Milisievert (mSv)/Jahr für die jährliche radioaktive Belastung eingehalten wird.[4] Der Grenzwert von 60.000 Bq/Liter wird auch für die Tritium-Ableitung ins Meer aus einem AKW im Normalbetrieb verwendet.

Wie lange dauert die Ableitung?

Das weiß man noch nicht. Das hängt davon ab, wie viel ALPS-Wasser oder wie viel Tritium pro Jahr abgelassen wird.

Hat man Auswirkungen im Meer untersucht oder simuliert?

Ja. Im Auftrag der Betreiberfirma Tepco wurde eine Simulation erstellt. Dabei handelt es sich aber nur um Auswirkungen an der Küste von Fukushima. Nach der Simulation wurde ausgewertet, dass die Ableitung ins Meer nicht bedenklich ist. Für Auswirkungen in internationalen Gewässern gibt es nach Aussage des Kommissionsmitgliedes, Prof. Koyama keine Simulation.[2] Nach der Auffassung des zuständigen Wirtschaftsministeriums ist dafür keine Simulation notwendig, da die Auswirkungen in internationalen Gewässern ganz gering bewertet werden.[4]

Was ist Tritium?

Tritium ist ein überschwerer Wasserstoff und in der Natur in Spuren vorkommendes Isotop des Wasserstoffs. Es wird als 3H bezeichnet. Der Atomkern besteht aus einem Proton und zwei Neutronen und ist ein radioaktiver Betastrahler. Die physikalische Halbwertzeit liegt bei 12,32 Jahren und die biologische durchschnittlich bei ca. 10 Tagen. Die chemischen Eigenschaften sind identisch mit denen des Wasserstoffs. Tritium ist im Wasser enthalten und schwer vom Wasser abzutrennen. Das ist der Grund, warum Tritium durch das ALPS nicht chemisch herausgefiltert werden kann.

Wie gefährlich ist Tritium für die menschliche Gesundheit?

Die chemischen Gefahren des Tritiums sind mit denen des Wasserstoffs identisch, und die biologische Halbwertzeit ist relativ kurz. Auch die Energiemenge des Tritiums ist gering, und es ist nicht stark radiotoxisch. Aber es kann in Form vom Wasser leicht eingenommen, im Körper gespeichert und umgesetzt werden. Das kann innere Verstrahlungen verursachen.

Die japanische Regierung ist der Auffassung, dass für die menschliche Gesundheit keine Gefahren bestehen, wenn für die Ableitung ins Meer der Grenzwert von 60.000 Bq/Liter eingehalten wird. Die gesundheitliche Auswirkung soll ca. Siebenhundertstel kleiner sein als von Cäsium 137. [3, 4] Aber es werden seine radiologischen Auswirkungen oft unterschätzt.

Tritiumwasser im Körper wird aus dem Körper ausgeschieden, wenn neues Wasser in den Körper einfließt. Die biologische Halbwertzeit beträgt durchschnittlich ca. 10 Tage. Tritium wird aber im Zellstoffwechsel anstelle des Wasserstoffs in Proteine und Gene (DNA) eingebaut und verbleibt im Körper als Bestandteil der organischen Substanzen. Dann kann Tritium trotz des Stoffwechsels aus dem Körper schwer augeschieden werden. Tritium bleibt sehr lange im Körper, bis die Moleküle zu Wasser zerlegt werden. Die 2012 verstorbene Biometrikerin Rosalie Bertell behauptete, dass Tritium dann mehr als 15 Jahre lang organisch verbunden im Körper bleibt. [5, 6]

Tritium ist in DNA mit verschiedenen Atomen wie Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, usw. verbunden und wirkt chemisch wie Wasserstoff, setzt aber Betastrahlung frei, was innere Verstrahlungen verursacht. Wenn Tritium zerfällt, wird es zu stabilem Helium umgesetzt. Dann werden mit Tritium verbundene Atome wie Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, usw. vom Helium abgetrennt, da Helium als Edelgas mit keinen anderen Atomen verbunden werden kann. Dadurch wird DNA abgeschnitten. Das ist überhaupt nicht vermeidbar und verursacht Chromosomenmutationen.[5]

Als Folgen entstehen z.B. tödliche Krebserkrankungen. Insbesondere sind Auswirkugen auf Feten fatal, da der Mutterkuchen Tritiumwasser nicht von normalem Wasser unterscheiden kann. Triitum wird dann in den Feten gebunden. Das führt zu Tot-, Früh- und Fehlgeburten sowie Fehlbildungen (wie Trisomie 21).[5]

Gibt es gar keine weiteren Lösungen?

Tritiumwasser ist chemisch identisch mit Leichtwasser wie Trinkwasser. Aber die beiden sind physikalisch unterschiedlich. Z.B. sind die Siede- und Gefrierpunkte des Tritiumwassers höher als der des Leichtwassers. In der Flüssigkeit mit elektrischer Spannung bewegt sich Wasserstoff schneller als Tritium. Mit Hilfe solcher physikalischen Unterschiede zwischen Tritiumwasser und Leichtwasser kann Tritium abgetrennt werden.

Die Techniken sind prinzipiell bereits verfügbar und angeboten, sagte der japanische Molekurarbiologe KAWATA Masaharu. Man müsse nur für die große Menge Tritiumwasser noch die passende Technik dementsprechend entwickeln.

Nach der Berechnung durch Herrn Kawata wiegt das Tritium-Konzentrat nach Abtrennung und Anreicherung nur 16 g für die gesamte Menge Tritiumwasser aus dem Unfall-AKW Fukushima.[7]

Ich finde es falsch, dass der Rückbau und die Entsorgung kontaminierten Wassers getrennt betrachtet werden. Zum Rückbau sollten nicht nur die Entsorgung kontaminierten Wassers, sondern auch die Entsorgung kontaminierter Erde gehören, die durch die Dekontaminierungen in den Sperrgebieten entstanden ist. Für die gesamte Entsorgung ist ein gemeinsames langfristiges Konzept notwendig, um mehr Sicherheit zu schaffen.

(FUKUMOTO Masao)

Anmerkung:

[1] Das radioaktiv kontaminierte Wasser von Fukushima-daiichi enthält nicht nur Tritium
Strahlentelex Nr. 764-765 / 32. Jahrgang, 1. November 2018

http://www.strahlentelex.de/Stx_18_764-765_S07.pdf

[2] nach dem Online-Vortrag eines Kommissionsmitgliedes, Prof. KOYMA Ryota an der Universität Fukushima, am 21.06.2020, veranstaltet von der NPO-Gesellschaft Earth Walkers. Das Video ist im Internet nicht verfügbar.

[3] nach dem Online-Vortrag von Herrn OKUDA Shuji, Gruppenleiter für Maßnahmen nach der AKW-Katastrophe im Amt für Resource und Energien des Wirtschaftsministeriums, am 25.10.2020, veranstaltet von der NPO-Gesellschaft Earth Walkers

[4] nach den Informationen von Tepco und Wirtschaftsministeirum:

https://www.tepco.co.jp/decommission/progress/watertreatment/

https://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/hairo_osensui/osensuitaisaku.html

(beide auf Japanisch)

[5] KAWATA Masaharu, Molekurarbiologe vormals an der Universität Nagoya: Tritium aus dem Unfall-AKW Fukushima. Was ist das Problem?. Japanicsch, ein persönlicher wissenschaftlicher Beitrag vom 12.04.2021

Über seine andere Studie über die radioaktive Belastung mit Jod-131 wurde im Strahlentelex Nr. 760-763 / 32. Jahrgang, 4. Oktober 2018 berichtet.

http://www.strahlentelex.de/Stx_18_760-763_S01-05.pdf

[6] Rosalie Bertell: Health Effects of Tritium.

https://www.foejapan.org/energy/fukushima/pdf/200414_health_effects_tritium_bertell.pdf

[7] KAWATA Masaharu, Molekurarbiologe vormals an der Universität Nagoya: Ensorgung von mitTritium verseuchtem Wasser aus dem Unfall-AKW Fukushima. Japanisch, ein persönlicher wissenschaftlicher Beitrag vom 13.04.2021

FUKUSHIMA