Überraschender Fund im radioaktiven Müll

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„Außergewöhnlich“: 40 Jahre nach der Tschernobyl-Katastrophe – Radioaktiver Müll birgt große Überraschung

Von: Tobias Utz

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Über vier Jahrzehnte nach dem Reaktorunglück von Tschernobyl liegen radioaktive Partikel noch immer im verseuchten Boden. Deutsche Forscher haben sie nun genau unter die Lupe genommen – und eine unerwartete Entdeckung gemacht.

Der Reaktorunfall in Tschernobyl am 26. April 1986 gilt bis heute als der schwerste Unfall bei der zivilen Nutzung von Kernenergie überhaupt – als erster Vorfall weltweit wurde er in die höchste Kategorie der internationalen Bewertungsskala für nukleare Ereignisse eingestuft. Doch auch fast vier Jahrzehnte später ist die Aufarbeitung der Katastrophe längst nicht abgeschlossen. Radioaktive Überreste liegen noch immer im Erdreich rund um das zerstörte Kraftwerk, und Wissenschaftler rätseln seit Langem darüber, wie gefährlich sie noch sind.

Ein französisch-deutsches Forschungsteam unter der Leitung von Tobias Weissenborn von der Leibniz Universität Hannover hat nun sechs winzige Brennstoffreste aus der Tschernobyl-Katastrophe analysiert. Das Ergebnis der Studie, das im Fachmagazin Journal of Hazardous Materials veröffentlicht wurde, ist überraschend: Der radioaktive Abfall ist deutlich stabiler als bisher angenommen – und hält seinen radioaktiven Inhalt länger zurück als erwartet.

Partikel kleiner als ein Haar – aber gefährlich

Die untersuchten Brennstoffreste messen zwischen 8 und 50 Mikrometer – damit sind sie dünner als ein menschliches Haar. Einige dieser Partikel sind so winzig, dass sie sich als Staub in die Luft erheben und von Menschen eingeatmet werden können. Sie wurden beim Reaktorexplodieren 1986 weit in die Umgebung geschleudert und befinden sich bis heute in den verseuchten Böden der Ukraine.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Tschernobyl-Brennstoffpartikel als außergewöhnlich beständige Reservoire für Spaltprodukte und Aktinoide in der Umwelt fungieren. Die Erhaltung der kristallinen Integrität über fast vier Jahrzehnte hinweg gibt Aufschluss über ihr langfristiges strukturelles Verhalten.“

Das Ausmaß der damaligen Verseuchung war enorm: Insgesamt wurden etwa 218.000 Quadratkilometer mit mehr als 37 Kilobecquerel pro Quadratmeter Cäsium-137 kontaminiert, wobei über 70 Prozent dieser Flächen in Russland, der Ukraine und Belarus liegen. Auch in Europa wurden rund 3,9 Millionen Quadratkilometer – das entspricht 40 Prozent der europäischen Gesamtfläche – mit mindestens 4 Kilobecquerel pro Quadratmeter Cäsium-137 belastet.

Drei verschiedene Partikeltypen entdeckt

Die Forscher isolierten die Brennstoffreste aus Bodenproben aus der Ukraine und befestigten sie an kleinen Elektroden. Mithilfe eines leistungsstarken Röntgenstrahls analysierten sie anschließend die Kristallstruktur jedes einzelnen Partikels – und zwar aus jeweils 2000 verschiedenen Winkeln. So konnten sie die innere Anordnung der Atome präzise bestimmen. Dabei zeigte sich, dass die Partikel keineswegs einheitlich sind. Ein Teil von ihnen gleicht noch immer dem ursprünglichen Kernbrennstoff aus Urandioxid. Andere sind teilweise mit dem Metall Zirkonium verschmolzen. Und ein dritter Typ bildete sich, als der Graphit des Reaktors in Brand geriet und der Uranbrennstoff dabei in andere chemische Verbindungen umgewandelt wurde.

Radioaktiver Fallout: Ausmaß der Verseuchung

Der durch den Graphitbrand verursachte Fallout stieg in Höhen von 1,5 bis 10 Kilometern auf und verteilte sich in mehreren Wolken über ganz Europa. Länder wie Finnland, Schweden, Norwegen, Bulgarien und Deutschland verzeichneten jeweils mehr als 10¹⁵ Becquerel an Cäsium-137. In manchen Regionen Großbritanniens, Skandinaviens und des Alpenraums nimmt die Strahlenbelastung bis heute nur langsam ab, weil die Halbwertszeiten bestimmter radioaktiver Isotope mehrere Jahrzehnte betragen.

Stabilität schützt – aber Entwarnung gibt es nicht

Der vielleicht wichtigste Befund der Studie: Ein überraschend großer Anteil des Spaltstoffs hat seine ursprüngliche Struktur bis heute bewahrt. Das bedeutet, dass die Partikel langsamer zerfallen als Wissenschaftler bislang vermuteten und ihren radioaktiven Inhalt vorerst stärker festhalten. Für die Ausbreitung radioaktiver Stoffe in Böden und Gewässer könnte dies eine begrenzende Wirkung haben.

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