Inhalt. Fukushima Dai ichi: der Unfallablauf, die radiologischen Folgen und Lehren für den Notfallschutz

Transkript

1 Zentrum für Strahlenschutz und Radioökologie Fukushima Dai-ichi: der Unfallablauf, die radiologischen Folgen und Lehren für den Notfallschutz Rolf Michel Rolf Michel Saturday Morning Lecture am BGETEM, 30. Oktober 2012 Inhalt Fukushima: Anlagen, Ereignisse und lokale Auswirkungen Weiter reichende Auswirkungen Freisetzungen von Radioaktivität und erste Dosisschätzungen Aktueller Zustand der Anlagen und der Gegenmaßnahmen Radiologische Konsequenzen in Japan Vergleich Fukushima und Tschernobyl Opfer unter den Arbeitern in Fukushima Dai ichi und Daini Konsequenzen für den Notfallschutz in Deutschland Zustand der Kernreaktoren nach dem Erdbeben Kernenergie in Japan im Jahr 2009: 28.9 % der Elektrizität aus Kernenergie 51 Reaktoren produzierten 263,1 TWh :46 Erdbeben Stärke 9, , ca. 1 Stunde nach dem Erdbeben ein Tsunami, Höhe 7 m 15 m Die Kernreaktoren in Onagawa, Fukushima Dai ichi, Fukushima Daini und Tokai wurden automatisch abgeschaltet und blieben weitgehend unbeschädigt. Die Stromversorgung in Nordjapan brach als Folge des Erdbebens zusammen. Bild: ARD, Mehr als Tote und Vermisste in Nordjapan als Folge des Erdbebens und des Tsunamis am (Stand ). Anfänglich Evakuierte als Folge von Erdbeben und Tsunami. Durch den Tsunami keine Schäden im Kernkraftwerk Onagawa. Onagawa ist gegen 25 m hohe Tsunamis ausgelegt. Mehr als Evakuierte leben im März 2012 noch in Notunterkünften. Links: Die zerstörte Stadt Onagawa, in der Präfektur Miyagi Kernkraftwerk Onagawa Bild: 13 March EPA/BGNES 1

2 Kernkraftwerk Fukushima I (Dai ichi) Auslegung gegen Erdbeben der Stärke 8 und Tsunamis der Höhe 5,7 m Durch den Tsunami Überflutung bzw. Zerstörung der Dieselgeneratoren, der Service Wasser Gebäude und der Meerwasser Einlassbauwerke Station Blackout Lager für feste Abfälle Block 1 Verwaltungsgebäude Block 5 Block 6 Brennelement Trockenlager BWR Mark I Containment Brennelement Nasslager Block 3 Block 2 Block 4 Meerwassereinlauf bauwerke Spiegel online, modifiziert Drywell Druckkammer, Sicherheitsbehälter; Wetwell Kondensationskammer IAEA, J. E. Lyons und GRS (2011) Verlust der Stromversorgung durch das Erdbeben. Dieselgeneratoren durch Überflutung außer Betrieb. Alle motorengetriebenen Pumpen einschl. des ECCS (Emergency Core Cooling System) außer Betrieb. Ablauf der Ereignisse in den Blöcken 1 3 Schnellabschaltung Blöcke 1 3, Wärmeerzeugung durch Spaltung stoppt Wärmeerzeugung durch radioaktiven Zerfall der Spaltprodukte nach Abschaltung 6 %, nach 1 Tag 1 %, nach 5 Tagen 0.5 % Ausfall der Kühlung im Reaktordruckbehälter als Folge des Tsunamis Verdampfen von Kühlwasser BE Lagerbecken Abblasen von Dampf in die Kondensationskammer Keine Rückführung von Wasser in den Reaktordruckbehälter Trocken gefallene Brennelemente schmelzen Zr Wasser Reaktion: Zr + 2 H 2 O ZrO H 2 Sieden in der Kondensationskammer Druckanstieg im Sicherheitsbehälter Druckentlastung (Venting) erforderlich Abblasen aus dem Sicherheitsbehälter in das Gebäude Wasserstoffexplosion im Gebäude (Blöcke 1, 3, 4) oder im Sicherheitsbehälter (Block 2) Explosion von Block 1 in Fukushima Dai ichi am : :00 LT Explosion in Block m 120 m Nhk, ca. 16:00 LT (Tepco 15:36) Nhk,

3 Satellitenbild Fukushima Daiichi, Gemessene Ortsdosisleistungen auf dem Gelände des Kraftwerks Fukushima Dai ichi Explosion Block 3 Explosion Block 1 ARD, GRS, Gemessene Ortsdosisleistungen auf dem Gelände des Kraftwerks Fukushima Dai ichi Explosion und Brand in Block 4 Explosion Block 1 Explosion Block 3 Explosion Block 2?? Block 4 Anfängliche Befürchtung: Wasserstoffexplosion im BE Lagerbecken Heutige Einschätzung: H 2 kam durch Kanäle aus Block 3 Data from TEPCO acc. to GRS Dienstag, Die Brennelemente im Lagerbecken von Block 4 sind anscheinend nicht beschädigt :38 Wasserstoffexplosion im Gebäude, H 2 wahrscheinlich aus Block :01 Wasserstoffexplosion unterhalb der Service Ebene :10 Wasserstoffexplosion?, Versagen des Sicherheitsbehälters? :36 Wasserstoffexplosion auf der Service Ebene Fukushima Dai ichi am Japanische Regierung Juni Kernschmelzen (Blöcke 1 3) und 4 (?) Wasserstoffexplosionen (Blöcke 1 4) nach Ausfall von Elektrizität und Kühlung infolge von Erdbeben & Air Photo Service Co. Ltd., Japan, Tsunami. 3

4 Ortsdosisleistungen in Fukushima Dai ichi (Monitoring Car) Evakuierung von Menschen aus dem 20 km Umkreis am Aufenthalt im Haus 20 km 30 km am Diese Maßnahmen sind im Einklang mit den Empfehlungen der ICRP für Notfallsituationen. should consider leaving 20 km 30 km am Bericht der Japanischen Regierung an die IAEA, Sept Bild: Spiegel online : Wir wussten nicht, was in Fukushima Dai ichi noch passieren würde, aber: Das Wetter würde alles entscheiden! Das ostasiatische Hoch war meist auf der Seite der Japaner Das ostasiatische Hoch sorgt im Frühjahr überwiegend für Wind aus Westen. Ortsdosisleistung in Sv/h in Tokyo in der Zeit vom März als Folge des Durchzugs radioaktiver Wolken Daueraufenthalt im Freien externe Dosis: 1,9 Sv Effektive Inhalationsdosis Erwachsene: 123 Sv Schilddrüse, Inhalationsdosis, < 1 a: 3,7 msv Schilddrüse, Inhalationsdosis, 1 2 a: 5,4 msv Schilddrüse, Inhalationsdosis, > 17 a: 2,5 msv Ortsdosisleistung in Sv/h in Ibaraki in der Zeit vom März als Folge des Durchzugs radioaktiver Wolken Daueraufenthalt im Freien externe Dosis: 6,0 Sv Effektive Inhalationsdosis Erwachsene: 410 Sv Schilddrüse, Inhalationsdosis, < 1 a: 12 msv Schilddrüse, Inhalationsdosis, 1 2 a: 18 msv Schilddrüse, Inhalationsdosis, > 17 a: 8,3 msv Schraffiert: Bereich der natürlichen ODL Cs 137 (oder I 131) Fallout: 1 MBq/m² ODL 2 µsv/h Cs 137 (oder I 131) Fallout: 1 MBq/m² ODL 2 µsv/h Schraffiert: Bereich der natürlichen ODL 4

5 Atmosphärische Ausbreitung, Modellrechnungen Externe Strahlenexposition (115 d) 24 h Aufenthalt im Freien: normal 96 Sv zusätzlich 102 Sv. Zusätzlich nach Japanischen Berechnungen: 61 Sv Die blaue Linie zeigt auf Europa! eiken.go.jp/monitoring/index e.html Spurenmessungen der CTBTO Spurenmessungen der CTBTO Station 38: Takasaki, Gunma, 220 km SW von Fukushima DWD: Max. I 131 Fallout (Wasserkuppe, III VI/2011): 30 Bq/m 2. Zum Vergleich: Tschernobyl, München 1986 ca. 90 kbq I 131 BfS: Cs 134+Cs 137 Fallout (Freiburg ): 0,7 Bq/m 2. Zum Vergleich: Tschernobyl, München 1986 ca. 30 kbq Cs 134+Cs 137 Ortsdosisleistungen in Japan Fukushima Dai ichi Messwerte an den Messpositionen der Messfahrzeuge in mikrosv pro Stunde ODL in Sv pro Stunde Fukushima Daini Daten von MEXT 5

6 First Year Dose Estimate (external + inhalation due to resuspension) 20 msv msv 5 10 msv 1 5 msv < 1 msv No dose reduction factor for time spent indoors. japan/ japan/ Japanische Kriterien für Aufenthalt im Haus und Evakuierung Erwartete Dosis in Sv Effektive Dosis durch externe Bestrahlung Effektive Dosis durch interne Bestrahlung oder Organdosis der Schilddrüse bei Kindern, der Knochenoberfläche oder der Lunge Maßnahme Aufenthalt im Haus > > Evakuierung The Idea of the Criteria of the Radiation Dose for the Radiation Protection * There is general agreement that epidemiological methods used for the estimation of cancer risk do not have the power to directly reveal cancer risks in the dose range up to around 100 msv. Therefore the principle of optimization of protection. ALARA (As Low As Reasonably Achievable), should be applied. Temporary Permissible Limit in Fukushima vom : 20 msv externe Exposition im Jahr Definiert über eine Ortsdosisleistung von 3,8 mikrosv/h. Dies entspricht 20mSv/a durch externe Strahlung nach folgendem Berechnungsmodell: (Dosis im Freien)*(0,333 Aufenthalt im Freien * 0,333 Aufenthalt im japanischen Haus (zu Hause) * 0,333 Aufenthalt in der Schule) E ext = 0,0038*24*365*(0,333*1+0,333*0,7+0,333*0,1) msv = 20 msv. occupancy factors Die Grenzwerte für Lebensmittel, verträglich mit 1 msv/a, bleiben bestehen. 6

7 I 131 Fallout (Bq/m 2 ) nach der Analyse von Bodenproben im Juni 2010 Sr 89 (T=50,5 d) und Sr 90 in Fukushima (Referenzdatum ) (Bq/m 2 ) Die Ergebnisse von Sr 90 Analysen in Japanischen Böden zeigen keine radiologische Relevanz von Sr 90 im Vergleich zu den aus Cs 137 und Cs 134 erwarteten Strahlenexpositionen. Zerfallskorrektur bis : e t = 2191 MEXT Mext, Weltweite Sr-90 Depositionsdichte durch Fallout der oberirdischen Kernwaffenversuche (Linie) und Daten für Chile und die Ukraine 7000 Am : A(Sr 90)/A(Sr 89) = 0,017 deposition densities in Bq/m Sr deposition densities Korosten Charkov, Zhitomir Chile latitude Referenzdatum M. Filß (1998) Fukushima Dai ichi Depositionsdichten (Bq/m 2 ) von Pu 238 und Pu * In 5 Bodenproben wurde sowohl Pu 238 als auch Pu gemessen und Depositionsdichten in Bq m 2 berechnet. Prä Fukushima: n = 1054 <Pu 238> = 0,498 Bq m 2, <Pu > = 17.8 Bq m 2 Pu 238/Pu = 0,0261 0,1293 Der Fallout ist typisch ist für die Kontamination durch die oberirdischen Kernwaffenexplosionen. Plutonium ist in Fukushima nicht dosisrelevant. Diese 5 Proben enthalten Reaktorplutonium. Mext,

8 Depositionsdichten und Pu 238/Pu Verhältnisse in Japan vor dem Unfall von Fukushima (FY1999, FY2008) Weltweite Depositionsdichten von Plutonium aus den atmosphärischen Kernwaffenexplosionen n = 1054 <Pu 238> = 0,498 Bq m 2, <Pu > = 17.8 Bq m 2 Pu 238/Pu = 0,0261 0, Pu/ Pu: 0,52 0,04 Tschernobyl (0,3 2) Fukushima < 0,04 Kernwaffenfallout Fukushima Dai ichi Mext, Hippler (2006) modifiziert Meerwasser m vor Auslauf I MBq/L Cs MBq/L MBq/m 3 Große Volumina hoch kontaminierten Kühlwassers flossen aus der Anlage ins Meer. MEXT km Geschwindigkeit der Oberflächenströmungen, , MBq/m 3 Accident_Impact on marine environment EN_ pdf 8

9 Verteilung von Cs 137 im Pazifik nach 1 Jahr JAIF, Modellrechnungen mit LAMER (Long term Assessment Model for Radionuclides in the Ocean, entwickelt von JAEA). Wikipedia Verteilung von Cs 137 im Pazifik nach 3 Jahren Verteilung von Cs 137 im Pazifik nach 7 Jahren JAIF, Modellrechnungen mit LAMER (Long term Assessment Model for Radionuclides in the Ocean, entwickelt von JAEA). JAIF, Modellrechnungen mit LAMER (Long term Assessment Model for Radionuclides in the Ocean, entwickelt von JAEA). Die radiologischen Konsequenzen Air Photo Service Co. Ltd., Japan, Der atmosphärische Quellterm in Fukushima im Vergleich mit denen von Chernobyl und TMI Fukushima Dai ichi Cherno byl Inventar (1 4) Freisetzung in die Atmosphäre in Bq SSK K IRSN IRSN in % Inventar NISA NSC UNSCEAR TMI Xe 133 2E18 6,5E18 5E17 I 131 5E18 9E16 1,8 1,3E17 1,5E17 1,8E18 <1E12 Cs 134 2E18 1E16 0,5 6,1E15 1,2E16 4,7E16 Cs 137 2E18 1E16 0,5 6,1E15 1,2E16 8,5E16 Freisetzung ins Meer: I 131 2,8E15 Cs 134 9,4E14 Cs 137 9,4E14 (TEPCO, ) 9

10 INES 7 in Fukushima Dai ichi und doch eine Zehnerpotenz weniger als Tschernobyl Tschernobyl: ein Reaktor ohne Sicherheitsbehälter explodiert und brennt aus; Fukushima Dai ichi: Wasserstoffexplosionen nach 3 Kernschmelzen in Reaktoren mit Reaktordruck und Sicherheitsbehältern. INES 7: mehr als TBq (10 16 Bq) Iod Äquivalent Quellen: Fukushima: IRSN, ; Tschernobyl: UNSCEAR (2000). Sr 90 Freisetzung für Fukushima berechnet nach Analysen von Boden (Probenahmepunkte 31, 32, 33) ca. 40 km NW von Fukushima Dai ichi ( , MEXT). Pu 238 und Pu 239/240 in Bodenproben aus Iitate (0.82 Bq/m 2 Pu 238, 2.5 Bq/m 2 Pu ; ) lassen keine signifikanten Plutonium Freisetzungen aus Fukushima erkennen. Diese Werte sind typisch für den Fallout der oberirdischen Kernwaffenexplosionen. Zeitliche Verläufe der Freisetzungen in Fukushima (nur I 131 und Cs 137) und in Tschernobyl Dosismodellierung Schilddrüsendosis Kleinkind Fukushima Dai ichi Tschernobyl Chino et al., J. Nucl. Sci. Techn. 48, No. 7, (2011) UNSCEAR (2011) radioactivity released assessment EN.pdf Dosismodellierung effektive Dosis Kleinkind Fukushima: Abschätzung der radiologischen Konsequenzen Bevölkerung im Großraum Tokyo: H Schilddrüse, Kleinkind < 1 msv; E Kleinkind < 0,1 msv Überwiegende Mehrheit der Bevölkerung in Nordjapan: H Schilddrüse, Kleinkind < 10 msv; E Kleinkind < 1 msv Evakuierte und Bevölkerung in der näheren Umgebung: E extern, 1.Jahr < 20 msv, E intern, 1. Jahr < 1 msv (Referenzwert für Evakuierung, Grenzwert für Nahrungsmittel) E Lebenszeit < 100 msv (Vorhersage und Ziel der japanischen Regierung) E Schilddrüse, Kleinkind < 200 msv (95 % < 50 msv) * * (nach Messungen an Kindern, März 2011 durch NISA) radioactivity released assessment EN.pdf R. Michel,

11 Jodblockade durch Einnahme von stabilem Jod Schilddrüsenmessungen an 1080 Kindern aus Kawamata (nach zwei Halbwertszeiten von I 131) TS 171 & 172 Nach Aussage der Japanese Nuclear Safety Commission wurden Jod Tabletten verteilt und eingenommen in nur 3 Städten; verteilt, aber nicht eingenommen in einer zusätzlichen Stadt; anderswo nicht verteilt. 1 Sv/h 480 msv Schilddrüsendosis bei Kleinkindern (SSK Band 4, 3. Auflage) Schilddrüsendosis Kleinkind msv Neuberechnung nach SSK Band 4, 3. Auflage Disclaimer Meine Kalibrierung der ODL Werte an der Schilddrüse in Schilddrüsen Äquivalentdosen ist sehr konservativ und mag um den Faktor zwei zu hoch sein. Japanische Quellen geben um einen Faktor zwei niedrigere Dosisschätzungen, ohne jedoch die Details der Berechnungen anzugeben. Es ist nicht klar, wie sie die Zeit zwischen Exposition und Messung berücksichtigten. Eine nachvollziehbare Schätzung mit hinreichender Dokumentation wurde von Tokonami et al. (2012) publiziert; siehe dazu die nächsten Folien. Es war nicht notwendig, außer I 131 die kurzlebigen Jod Isotope zu berücksichtigen, da alle drei Reaktorblöcke mehr als 100 Tage in Betrieb waren. Karte der erwarteten Schilddrüsendosen für ein 1 Jahr altes Kind berechnet mit SPEEDI (System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information). Tsushima District von Namie Town liegt innerhalb des 30 km Radius um den Reactor. The figure was provided by the Asahi Shinbun and modified. Wir werden auf die Evaluation durch UNSCEAR warten müssen. Tokonami, S. et al. Thyroid doses for evacuees from the Fukushima nuclear accident. Sci. Rep. 2, 507; DOI: /srep00507 (2012). Evaluation auf der Grundlage der gemessenen I 131 Aktivitäten in Schilddrüsen Verteilung der ermittelten Schilddrüsendosen unter der Annahme von Inhalation (A) bzw. ingestion (B) von I 131. Die Dosen wurden auf der Grundlage der gemessenen I 131 Schilddrüsenaktivität und der altersabhängigen ICRP Dosiskoeffizienten berechnet. Evaluation auf der Grundlage der maximalen I 131 Kozentrationen der Luft Tokonami, S. et al. Thyroid doses for evacuees from the Fukushima nuclear accident. Sci. Rep. 2, 507; DOI: /srep00507 (2012). Tokonami, S. et al. Thyroid doses for evacuees from the Fukushima nuclear accident. Sci. Rep. 2, 507; DOI: /srep00507 (2012). Berechnet mittels SPEEDI 11

12 Rekonstruktion der externen Strahlenexposition von Menschen in Namie Town, Iitate Village und Kawamata Town in der Präfektur Fukushima in den ersten 4 Monaten Rekonstruktion der externen Strahlenexposition von 9747 Einwohnern in Namie Town (n = 7250), Iitate Village (n = 1944) und Kawamata Town (n = 553) während der ersten 4 Monate nach dem Unfall ( ) Dosis in msv % unter 1 0,5 unter 2 58 unter 5 92 unter unter 15 99,8 23 (max.) NHK, Freitag, Daten Präfektur Fukushima Interview zur Ermittlung der Lebensweise in den ersten 4 Monaten nach dem Unfall. The Asahi Shimbun, Strahlenexpositionen von Arbeitern in Fukushima Dai ichi (12/2011) 171 Arbeiter erhielten mehr als 100 msv 100 msv 150 msv: 139 Arbeiter, 150 msv 200 msv: 23 Arbeiter, 200 msv 250 msv: 3 Arbeiter, Mehr als 250 msv (309 msv 678 msv): 6 Arbeiter. Strahlenexposition von drei Arbeitern, die etwa eine halbe Stunde in kontaminiertem Wasser gearbeitet haben. Arbeiter 1 Arbeiter 2 Arbeiter 3 Ganzkörperdosis laut Dosimeter 180 msv 179 msv 173 msv Hautdosis 466 msv 466 msv 3 msv Interne Dosis 39 msv 35 msv 0 msv Schilddrüsendosis 259 msv 137 msv 1.7 msv Der aktuelle Zustand der Anlage und der Gegenmaßnahmen :04 JST Der Zustand der Reaktorkerne ist noch unbekannt. NHK, : Nach Angaben von TEPCO könnten im schlimmsten Fall in Block 1 alle Brennelemente geschmolzen und durch den RDB ins Containment gelangt sein. Der Boden des Containments ist aus Beton abgedeckt mit einer Stahlplatte. TEPCO sagt, dass die geschmolzenen Brennelemente in Block 1 den Boden bis zu einer Tiefe von 65 cm erodiert haben könnten. Die Stahlhülle des Containments wurde nicht erreicht. Nach Angaben von TEPCO könnten 57 % der Brennelemente von Block 2, 63 % der Brennelemente von Block 3 geschmolzen sein. Es könnte sein, dass Teile der geschmolzenen Brennelemente durch die RDBs in das Containment gelangt sind. Zustand der Kühlung Was der Blöcke 1 3 mit geschlossenen Kühlkreisläufen und Reinigung des Kühlwassers in Fukushima Dai ichi modified 12

13 Temperaturverlauf in Fukushima Dai ichi Block 1 Temperaturverlauf in Fukushima Dai ichi Block Der japanische Premierminister erklärt: Die Blöcke 1 3 haben den Zustand cold shut down erreicht. 100 C 100 C Temperaturverlauf in Fukushima Dai ichi Block C Einhausung von Block 1, um weitere Freisetzungen radioaktiver Stoffe zu verhindern TEPCO, TEPCO Mitarbeiter, 8. Okt

14 Sicherheitszustand der Anlage: Stand Dezember 2011 Entwicklung der Freisetzungen radioaktiver Stoffe (Cs 137) aus den Blöcken 1 3 Die Anlage befindet sich im Zustand einer kalten Abschaltung. Der aktuelle Zustand ist stabil, aber nicht sicher. Ohne massive externe Einflüsse (Erdbeben und/oder Tsunami) wird es möglich sein, die Anlage in einen sicheren Zustand zu überführen. Die Stabilität der Brennelementlagerbecken nach Aussage des Betreibers hinreichend für größere externe Einflüsse. Keine Hinweise auf Rekritikalität. Meldungen über Xe 133 (14 ppm Bq) und Xe 135 (12 ppm Bq) in Block 2 vom sprechen wegen der niedrigen Konzentrationen nicht für Rekritikalität, sondern für die Spontanspaltung von Cm 242 und Cm 244. Ein weiteres Durchschmelzen der Reaktordruckbehälter ist nicht mehr zu erwarten. In wieweit sie defekt sind, ist unbekannt. Weitere Wasserstoffexplosionen sind unwahrscheinlich, würden aber wesentlich geringer ausfallen. Die aus den derzeitigen Freisetzungen resultierenden Strahlenexpositionen liegen weit unter den Grenzwerten für den Normalbetrieb. TEPCO, Dezember 2011 Potentielle Strahlenexpositionen in msv pro Jahr in der Umgebung von Fukushima Dai ichi unter der Annahme, dass die Freisetzungen aus dem Oktober 2011 von 0,1 GBq/h andauern Wie geht es weiter mit dem Brennelementlagerbecken in Block 4? Dies ist nur die Strahlenexposition durch die aktuellen Freisetzungen, nicht die als Folge der Explosionen und des Fallouts. TEPCO, Geplantes Gebäude am Block 4, in dem das Brennelementlagerbecken Ende 2013 entladen werden soll. 14

15 Ca September 2012 TEPCO Life Camera

16 Externe Strahlenexposition Externe Strahlenexposition Maximale Ortsdosisleistungen in Ost Japan 0,086 Sv/h bedeutet 0,75 msv/a bei 24 h/d Aufenthalt im Freien. July 23, 2011 Iitate, Photo: Chr. Wernli, 2011 Ortsdosisleistungen in 1 m Höhe in Sv/h Cs Cs 137 Deposition in Bq/m 2 3,8 Sv/h ist das derzeitige japanische Kriterium für Evakuierung; unter gewissen Annahmen entspricht es 20 msv im ersten Jahr. MEXT & DOE Nach dem Unfall von Tschernobyl wurden in Deutschland durch heftige lokale Niederschläge bis zu 100 kbq/m 2 Cs 137 abgelagert. MEXT & DOE Ortsdosisleistungen in 1 m Höhe in Sv/h Cs Cs 137 Deposition in Bq/m 2 Protected Areas (as of August 3, 2011) Personen Personen /incident/index.html MEXT,

17 Restricted Area, Deliberate Evacuation Area, and Regions Including Specific Spots Recommended for Evacuation Restricted Area and Area to which Evacuation Orders have been issued. July 31, 2012 (September 30, 2011) /nuclear/roadmap/pdf/ _01.pdf Abfall der Ortsdosisleistung durch Cs 134 und Cs 137 nach Fallout von 1 MBq/m 2 ; A(Cs 134)/A(Cs 137) = 1 Radionuklid HWZ in a Dosisleistungskoeffizienten (mikrosv/h)/(mbq/m 2 ) Cs 134 2,06 5,40 Cs ,17 1,91 Dekontamination und andere Gegenmaßnahmen Welche Maßnahmen praktikabel und zielführend sind, wird in Japan noch erprobt und diskutiert. Die Erfahrungen aus Tschernobyl waren weitgehend vergessen. Kompetenz musste neu erworben werden. Die Präfekturen waren auf einen nuklearen Notfall nicht hinreichend vorbereitet. Die Optimierung des Strahlenschutzes in der Präfektur Fukushima wird eine schwierige und langfristige Herausforderung für die japanische Gesellschaft bleiben. Gy/h = Sv/h Externe Strahlenexposition Zeitreihe der Ortsdosisleistungen in Tokyo Die Maxima am und sind auf den Durchzug radioaktiv kontaminierter Luftmassen zurückzuführen. Der Fallout von Radioaktivität hat zu einer leichten Erhöhung der Ortsdosisleistung nach dem geführt. Die Erhöhung liegt aber innerhalb der Schwankungsbreite der natürlichen Ortsdosisleistung in Japan (grüner Bereich). Nach Fallout am maximale Ortsdosisleistungen in Tokyo 0,6 Sv/h. eiken.go.jp/monitoring/graph.html 17

18 Radioactive hot spots found in Tokyo park Hot Spots im Muzumoto Park, Tokyo officials are to start decontamination of a 92 hectare park where high levels of radiation have been detected. On Monday, officials tested 14 locations at Mizumoto Park in Katsushika Ward, following reports from the public about radiation hot spots there. Thirteen of tested locations registered radiation above one microsievert per hour at one meter above ground, with the highest reading at According to science ministry guidelines, decontamination is required when radiation is at least one microsievert higher than surrounding areas. Based on these guidelines, 9 of the 14 surveyed places in Mizumoto Park will be decontaminated. Since last year's accident at the Fukushima Daiichi nuclear plant, the ministry has received about 150 reports of Tokyo hot spots, as of March. Jun. 25, 2012 Updated 09:51 UTC (18:51 JST) High radioactivity measured at Tokyo school A radioactivity level higher than that of areas near the crippled Fukushima nuclear power plant has been detected at a Tokyo elementary school. A level of 3.99 microsieverts per hour was observed 5 centimeters above ground just beneath a rainwater pipe on Monday at the school in Tokyo's Adachi Ward. Radiation levels in Fukushima City about 60 kilometers from the plant were around 1 microsievert per hour on Monday. The ward is about 210 kilometers from the plant. Ward authorities plan to remove soil and trees from the school area and measure radiation in ditches at about 800 locations including schools, parks and other public facilities. The school's principal says he was stunned to hear about the radiation and cancelled physical education classes and other activities in the schoolyard for the day. Tuesday, October 18, : (JST) nhk, Thursday, October 13, : (JST) High radiation in Tokyo residential area A sidewalk in Setagaya ward, in the western part of Tokyo, has shown a radiation level of microsieverts per hour, much higher than other areas in the same ward. nhk, Friday, October 14, : (JST) Radium may be cause of radiation in Setagaya 226 Ra haltige Chemikalien The Japanese education ministry says the high level of radiation detected in a residential area in Tokyo is likely to have come from radium 226, and has nothing to do with the nuclear disaster in Fukushima. Dozens of glass jars were found in a wooden box under the floor of a house facing the sidewalk by experts commissioned by the ward. The ministry sent the experts to investigate, and a high level of radiation, 600 microsieverts per hour, was detected on the surface of the jars. The jars contained a powder. The experts put the glass jars in a lead box which blocks radiation and moved it away from the residential fence. The level of radiation at the fence then dropped from around 3 microsieverts per hour to 0.1 to 0.3 microsieverts. Setagaya Ward in Tokyo, Externe Strahlenexposition kleiner 1 msv im ersten Jahr. Auch hier waren 226 Ra haltige Chemikalien die Ursache für Ortsdosisleistungen in 1 m Höhe von bis zu 170 Sv/h. Ortsdosisleistungen bis 0,15 Sv/h sind in Deutschland als normal anzusehen; siehe Kartenmaterial unter MEXT 18

19 Interne Strahlenexposition durch I 131, Cs 134 und Cs Ende März und Anfang April 2011 sorgten hohe Aktivitätskonzentrationen in Leitungswasser, Blattgemüse und Fisch für Aufregung. Seit sind alle Daten als EXCEL Tabellen in Englisch verfügbar unter: Nahrungsmittelgruppen Milch und Milchprodukte Fleisch und Eier Fisch und andere Nahrungsmittel aus dem Wasser Gemüse und Obst Getreide inkl. Reis (Es liegen noch keine Messungen vor, da die Ernte noch nicht erfolgt ist.) Drei relevante Radionuklide: Iod 131 (I 131, Halbwertszeit 8 Tage) Caesium 134 (Cs 134, Halbwertszeit 2,1 Jahre) Caesium 137 (Cs 137, Halbwertszeit 30 Jahre) Rot: am stärksten betroffen Blau: geringer betroffen Schwarz: am geringsten betroffen Niigata Yamagata Fukushima Tochigi Gunma Nagano Ibaraki Saitama Chiba Tokyo Miyagi Zusammenstellung: R. Michel, IRS, LUH Japanese parsley (Oenanthe javanica) Japanese parsley (Oenanthe javanica) ostrich fern (Matteuccia struthiopteris) ostrich fern (Matteuccia struthiopteris) Vorläufige Grenzwerte: I 131: 2000 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Giant Butterbur (Petasites japonicus) Vorläufige Grenzwerte: I 131: 2000 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Giant Butterbur (Petasites japonicus) Bilder: Wikipedia Bilder: Wikipedia Yuzu Frucht Shiitake (Lentinula edodes) Apricot milk cap (Lactarius volemus) Ume (Prunus mume) Loquat (Eriobotrya japonica) Vorläufige Grenzwerte: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Vorläufige Grenzwerte: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Bilder: Wikipedia & Bilder: Wikipedia 19

20 Junger Sandaal Vorläufige Grenzwerte: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Vorläufige Grenzwerte: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Bild: Wikipedia Bild: Wikipedia Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Ayu (Plecoglossus altivelis) Arctic Char Vorläufige Grenzwerte: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Vorläufiger Grenzwert: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Grenzwert ab : Cs Cs 137: 100 Bq/kg Datenquelle: Bei Überschreitung der provisorischen Grenzwerte werden Vermarktungsverbote und Empfehlungen, auf den Verzehr zu verzichten, von der japanischen Regierung erlassen. Die Durchsetzung der Anordnungen und die Überwachung der Radioaktivität in Lebensmitteln ist Sache der Präfekturen. Lebensmittel November 2011 Januar 2012 Die Probenahme ist nicht repräsentativ. Sie ist stark geprägt von Nahrungsmitteln von besonderem öffentlichen Interesse und Nahrungsmitteln mit wahrscheinlich hohen Aktivitätskonzentrationen. Jedoch sind die Daten hinreichend, um die Kontaminationslage für Nahrungsmittel zu beurteilen. Die Interpretation der Daten muss allerdings Spezies spezifisch erfolgen und darf nicht allein nach den klassischen Lebensmittelgruppen durchgeführt werden. Die japanische Regierung trägt dem durch Vermarktungsverbote und Verzehrsempfehlungen Rechnung. Siehe hierzu: 20

21 Beispiel für schlechte Kommunikation: Lebensmittelgruppe Fleisch & Eier in Fukushima Beispiel: Lebensmittelgruppe Fleisch & Eier in Fukushima Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg 2 Bq/kg dargestellt. Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg 2 Bq/kg dargestellt. Vorläufiger Grenzwert: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Grenzwert ab : Cs Cs 137: 100 Bq/kg Vorläufiger Grenzwert: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Grenzwert ab : Cs Cs 137: 100 Bq/kg Beispiel: Lebensmittelgruppe Fleisch & Eier in Fukushima Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg 2 Bq/kg dargestellt. 3,4 % Vorläufiger Grenzwert: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Grenzwert ab : Cs Cs 137: 100 Bq/kg 0,7 % Vermarktungsverbote, Stand Grobe Abschätzung der mittleren Ingestionsdosis durch Cs 134 und Cs 137 ohne Verzehrsbeschränkungen in der Präfektur Fukushima bis August 2011 (arithmetische Mittelwerte) Erwachsene Mittlere Mittlere Cs 134 Verzehrsrate Aktivitätskonzentration nach Mori et al. (2000) Effektive Dosis Kind, 1 2 Jahre alt Mittlere Verzehrsrate nach StrlSchV Effektive Dosis Bq/kg kg/a Sv kg/a Sv Getreide Reis Fleisch Eier ,3 0 0 Milch 2, Fisch Gemüse Früchte Wasser total

22 Tägliche Aufnahme von radioaktivem Cäsium mit Nahrungsmitteln Untersuchung durch Kyoto University; Probenahme Schätzung der effektiven Ingestionsdosis durch K-40, Cs-134 und Cs-137 im September und November Estimation of annual effective dose from K-40, Cs-134 and Cs Estimation of annual effective dose from natural radionuclides (2008) 0,9 0,9 0,8 0,7 K-40 Cs(134,137) 0,8 0,7 K-40 msv/y 0,6 0,5 0,4 0,6 0,5 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0 東京 宮城 福島 Tokyo Miyagi Fukushima 0 札幌市 仙台市 阪市 福岡市 Sapporo Sendai Osaka Fukuoka Wie groß ist der ALDI Effekt, welchen Einfluss hat die haushaltsübliche Zubereitung und wie effizient sind Vermarktungsverbote und Verzehrsempfehlungen? Foods were purchased in Tokyo, Miyagi and Fukushima Prefectures in September and November For perishable foods purchased in Miyagi and Fukushima Prefectures, local grown products were selected, wherever possible. If impossible, the products produced in neighboring prefectures were purchased. Based on the National Health and Nutrition Examination Survey (2007), the test samples were prepared by mixing all foods purchased and used with drinking water. Ministry of Health, Labour and Welfare, Februar 2012 Estimation of effective dose from radionuclides in foods Estimation of effective dose from radioactive cesium based on new standard limit. 1 Estimation is based on the monitoring data of the radionuclides 0,9 in foods. 0,8 (Released by MHLW; August 1-0,7 November 16, 2011) 0,6 The actual effective dose under new 0,5 standard limits are estimated to be 0,4 smaller than operational intervention level (1mSv/year) on 0,3 the assumption that people continue 0,2 to consume the national average ,1 intake(all ages) of foods for one year that contain radioactive cesium 0 Median 中央値 90パーセンタイル値 percentile at the median concentration or 90 percentile concentration. msv/a Notes) For non-detection data, detection limits(up to 20 Bq/kg) for Cs-134 and Cs-137 were used. When the detection limit was not shown, 5Bq/kg was applied to food groups for which the ratio of ND was not less than 80%, 10 Bq/kg was applied to food groups for which the ratio of ND was 60% to 80%, and 20 Bq/kg to others. This was taken into consideration the view of GEMS/food of WHO. Effective dose from radionuclides other than radioactive cesium are added to these estimates in reality, because these values are estimated only from radioactive cesium. Ministry of Health, Labour and Welfare, Februar 2012 Spezifische Cs 137 Körperaktivität von 4745 Menschen in Minami Soma, Präfektur Fukushima, gemessen mittels Ganzköperzähler zwischen dem und Bei A Cs 137 = A Cs 134 : 35 Sv/a 70 Sv/a für Erwachsene Spezifische Körperaktivität von Cs 137 von Menschen aus Karlsruhe Bq/kg Karlsruher Referenzgruppe Nhk, : Officials say iodine 131 levels exceeding 100 Bq/L were detected in tap water at 4 cities and 1 town. The levels ranged from 120 to 220 Bq/L. 22

23 Iod 131 in Leitungswasser Cs Cs 137 in Leitungswasser Vorläufige Grenzwerte 300 Bq/kg und 100 Bq/kg für Kinder Vorläufiger Grenzwert: 200 Bq/kg Ab : 10 Bq/kg Results of surveys on radioactive materials in tap water conducted by water supply utilities that imposed restriction on intake of tap water Vorläufige Grenzwerte 300 Bq/kg und 100 Bq/kg für Kinder Iod 131 Teeplantage in Shizuoka Teeplantagen sind ideale Filter für Radioaktivität beim Durchzug radioaktiver Luftmassen. Wie die Behörden in Shizuoka bekanntgaben, wurden in getrockneten Teeblättern aus dem Anbaugebiet Warashina in der Provinz Shizuoka 679 Becquerel an radioaktivem Cäsium pro Kilogramm festgestellt. Das Gebiet liegt 370 Kilometer südwestlich von Fukushima. Der offiziell erlaubte Grenzwert liegt bei 500 Becquerel. Die Regierung hat entschieden, Auslieferungen von grünem Tee aus den Provinzen Ibaraki und Chiba sowie Kanagawa und Tochigi zu stoppen. Japan hat im vergangenen Jahr Tonnen an getrockneten Teeblättern produziert, 40 Prozent davon in Shizuoka. Tee ohne Differenzierung der Herkunft Berechnung der Dosen durch Verzehr besonders hoch mit Cs 134/137 kontaminierten Lebensmitteln Beispiel: Tee Es wird unterstellt, dass 1 kg Teeblätter zur Teezubereitung genutzt wird, deren spezifische Aktivitäten den vorläufigen Grenzwert von 500 Bq/kg ausschöpfen. Es wird angenommen, dass die Caesium Radionuklide vollständig in den Tee übergehen. Für Caesium Isotope bezieht sich der Grenzwert auf die Summe von Cs 134 und Cs 137. Derzeit kommen die beiden Caesium Radionuklide in Fukushima nahezu in gleichen Mengen vor. Daher gehen wir in diesem Beispiel von 250 Bq/kg Cs 134 und 250 Bq/kg Cs 137 aus. Es ergibt sich für die Radionuklide: Cs 137: Cs 134: effektive Dosis = 1 kg x 250 Bq/kg x 0,013 µsv/bq = 3,3 µsv effektive Dosis = 1 kg x 250 Bq/kg x 0,019 µsv/bq = 4,8 µsv Vorläufige Grenzwerte: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Die gesamte effektive Dosis als Summe der Caesium Radionuklide beträgt 8,1 µsv. Aus dem eigen Teeverbrauch pro Jahr kann man leicht mittels Dreisatz die erwartete effektive Jahresdosis berechnen; z.b. ein Verbrauch von 6 kg/a bewirkt eine effektive Jahresdosis von 49 µsv oder 0,049 msv. 23

24 Ein Rinder-Skandal im Juli 2011? Rindfleisch bis einschl. August 2011 Verfütterung von im Freien gelagertem Reisstroh! Vorläufiger Grenzwert: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Rindfleisch bis einschl. August 2011 Der Krisenminister Goshi Hosono auf einer Pressekonferenz anlässlich des Rinderskandals. Vorläufiger Grenzwert: Cs Cs 134: 500 Bq/kg Nicht nachgewiesen ist als 1 Bq/kg dargestellt. Tokyo Juli 2011 Berechnung der Dosen durch Verzehr besonders hoch mit Cs 134/137 kontaminierten Lebensmitteln Entscheidungen Beispiel: Rindfleisch Es wird unterstellt, dass eine Mahlzeit (0,2 kg) von solchem Fleisch gegessen wird, dessen spezifische Aktivitäten den vorläufigen Grenzwert von 500 Bq/kg ausschöpfen. Für Caesium Isotope bezieht sich der Grenzwert auf die Summe von Cs 134 und Cs 137. Derzeit kommen die beiden Caesium Radionuklide in Fukushima nahezu in gleichen Mengen vor. Daher gehen wir in diesem Beispiel von 250 Bq/kg Cs 134 und 250 Bq/kg Cs 137 aus. Es ergibt sich für die Radionuklide: Cs 137: Cs 134: effektive Dosis = 0,2 kg x 250 Bq/kg x 0,013 µsv/bq = 0,7 µsv effektive Dosis = 0,2 kg x 250 Bq/kg x 0,019 µsv/bq = 1,0 µsv Die gesamte effektive Dosis als Summe der Caesium Radionuklide beträgt 1,7 µsv. Für den japanischen Jahresverzehr aller Fleischarten (31,3 kg/a) ergibt sich aus dem oben genannten Rechenbeispiel für den erwachsenen Menschen eine effektive Jahresdosis von 250 µsv oder 0,250 msv. Wer nach radioaktivitätsarmen Nahrungsmitteln sucht, sollte in seinem Urlaub Granitgebiete meiden und keine Flugreisen unternehmen. The Japan Times

25 Ein neuer Expositionspfad in Japan: Kontaminiertes Baumaterial In diesem Haus in Steinbruch in Nihonmatsu, Präfektur Fukushima erzeugte der verbaute Beton deutlich erhöhte Ortsdosisleitungen. Der Tatbestand wurde entdeckt, da ein dosisüberwachtes Kind während drei Monaten höhere Dosiswerte als andere zeigte. Quelle: NHK, Aus diesem Steinbruch in Namie, Präfektur Fukushima wurde gemahlenes Gestein zur Herstellung von Beton benutzt. Tote und Verletzte in Fukushima Dai ichi Stand Arbeiter ertranken durch den Tsunami im Turbinengebäude. Sie wurden am gefunden. Verletzte als Folge des Erdbebens: 2 leichtverletzte TEPCO Mitarbeiter 2 Mitarbeiter von Fremdfirmen (gebrochene Beine) Verletzte durch Explosion in Block 1 am : 2 Mitarbeiter außerhalb des Kontrollbereichs Verletzte durch Explosion in Block 3 am : 4 TEPCO Mitarbeiter, 3 Mitarbeiter von Fremdfirmen, 4 Mitglieder der Self Defense Forces Andere Verletzte: 2 Mitarbeiter von Fremdfirmen am 22./ bei der Arbeit an einem temporären Schaltkasten der Stromversorgung des zentralen Brennelementlagers In Fukushima Daini starb ein Mitarbeiter als Folge des Erdbebens durch einen Kranunfall und vier andere wurden verletzt. NISA & JNES, Strahlenexpositionen in der Präfektur Fukushima Schilddrüsendosen von Kindern aus Kawamata in der Präfektur Fukushima unter 200 msv; 95% unter 50 msv. Strahlenexposition in den ersten 4 Monaten von Menschen in Namie, Iitate und Kawamata in der Präfektur Fukushima : 58% unter 2 msv, 92% unter 5 msv, 99% unter 10 msv, Maximum 23 msv. Japanischer Referenzwert 20 msv im ersten Jahr für die externe Strahlenexposition. Interne Strahlenexposition in der Präfektur Fukushima kleiner 0,1 msv/a (auf der Basis von Nahrungsmitteln aus Oktober/November 2011). Japanischer Referenzwert 1 msv/a für die interne Strahlenexposition. Interne Strahlenexposition von Menschen in Minami Soma in der Präfektur Fukushima aus Ganzkörper Messungen zwischen Oktober und Dezember 2011: 0,035 msv/a 0,070 msv/a. Von Arbeitern (Stand 12/2011) erhielten 171 Arbeiter mehr als 100 msv: 100 msv 150 msv: 139 Arbeiter, 150 msv 200 msv: 23 Arbeiter, 200 msv 250 msv: 3 Arbeiter, > 250 msv (309 msv bis 678 msv): 6 Arbeiter. WHO (2012) Preliminary dose estimation from the nuclear accident after the 2011 Great East Japan Earthquake and Tsunami In Fukushima prefecture the estimated effective doses are within a dose band of 1 10 msv, except in two of the example locations where the effective doses are estimated to be within a dose band of msv. In prefectures neighboring Fukushima, the estimated effective doses are within a dose band of msv, and in all other prefectures the effec ve doses are es mated to be within a dose band of msv. In the rest of the world estimated effective doses are less than 0.01 msv, and are usually far below this level. In the most affected area of Fukushima prefecture the estimated thyroid doses are within the dose band of msv, with the excep on of one example loca on where estimated thyroid doses to adults are within a dose band of 1 10 msv and another example location where the estimated thyroid doses to infants are within a dose band of msv. In the rest of Fukushima prefecture the estimated thyroid doses are within a dose band of 1 10 msv to adults and msv to children and infants. In the rest of Japan the estimated thyroid doses are within a dose band of 1 10 msv. In the rest of the world, estimated thyroid doses are less than 0.01 msv, and are usually far below this level. Graphit-moderierter, wassergekühlter Druckröhrenreaktor in Tschernobyl Wasser-moderierte, wassergekühlte Siedewasserreaktoren in Fukushima Ein Vergleich der Unfälle von Tschernobyl und Fukushima Dai ichi 1693 Druckröhren, kein Sicherheitsbehälter, unkontrollierte Leistungsexkursion, Graphitbrand und Schmelzen des Kerns als Folge von Designmängeln und menschlichem Fehlverhalten. Reaktordruck- & Sicherheitsbehälter 3 Kernschmelzen, 4 (3?) Wasserstoffexplosionen und mehrmaliges Venting als Folge des Ausfalls der Kühlung der BE nach Stromausfall durch Tsunami,. 25

26 Tschernobyl und Fukushima Dai ichi: zwei von Menschen gemachte Reaktorunfälle Fall out und Kontaminationen in Tschernobyl und Fukushima Dai ichi Chernobyl Designfehler positive Temperatur und Dampfblasenkoeffizienten physikalisch inhärent unsicher. Designdefizit der Steuerstäbe: Positiver Scram Effekt. Menschliche Fehler Experiment mit ungeübtem Personal Zu wenige Kontrollstäbe eingefahren Abschalltkriterien blockiert Keine Sicherheitskultur Fukushima Dai ichi Designfehler Zu niedrige Auslegung gegen Tsunami entgegen bekannten Vorhersagen. Ungenügende Redundanz der externen Stromversorgung für den Fall eines starken Erdbebebens Mangelnder Überflutungsschutz der Notstromaggregate und Elektrik. Mängel im internen Notfallschutz. Menschliche Fehler Große Defizite in der Sicherheitskultur aufgrund Japanischer kultureller Eigenheiten In Belarus, Ukraine und Russland massiver Fall out von I 131, Cs 134 und Cs 137. Auf km 2 überstieg der Cs 137 Fall out 37 kbq/m 2 ; auf km 2 überstieg er 555 kbq/m 2. I 131, Cs 134 und Cs 137 breiteten sich über ganz Europa km 2 wurden mit mehr als 37 kbq/m 2 Cs 137 kontaminiert. Cs 137 Fall out > 185 kbq/m 2 existiert außerhalb der ehemaligen UDSSR nur in kleinen Bereichen in Schweden nahe Gävle und in Österreich bei Salzburg. In der Präfektur Fukushima massiver Fall out von I 131, Cs 134 und Cs 137 mit der Folge von Ortsdosisleistungen in 1 m Höhe durch Cs 134/137 größer 3,8 Sv/h (> 600 kbq/m 2 Cs 137) in einem Bewreich von etwa 20 km 50 km in nord westliher Richtung vom KKW. In den anderen Präfekturen ist der Fall out vergleichbar mit dem aus dem Tschernobyl Unfall in Bayern im Jahr Die Ortsdosisleistungen sind nach dem Zerfall der kurzlebigen Radionuklide kleiner als 0,1 Sv/h; d.h. innerhalb des Bereichs der natürlichen Ortsdosisleistungen. Cs-137 Karte groß Notfallmaßnahmen in Tschernobyl und Fukushima Dai ichi Cs 137 D( Cs-137 ) > 37 kbq m - 2 Fukushima 100 km 100 km R. Michel, IRS, Leibniz Universität UNSCEAR Hannover (2000) Tschernobyl Evakuierung nach der Explosion Evakuierungen nach dem Zerfall von I 131 bis 1991 Keine Jodtabletten Keine Warnungen (Verbleiben im Haus, Verzehrsempfehlungen) Keine frühen Lebensmitteldaten Geheimhaltung vor den Bündnispartnern in 1986 Mangelnde Berichterstattung gegenüber IAEA Geheimhaltung vor der eigenen Bevölkerung bis ca Fukushima Dai ichi Evakuierung vor Venting und Explosion, Aber Defizite bei der Organisation der Evakuierung und Nachsorge; 60 Patienten starben im März an Komplikationen aufgrund der Evakuierung. Erweiterte Evakuierungen in Präfektur Fukushima noch in 2011 Jodtabletten verteilt. Warnungen (Verbleiben im Haus, Verzehrsempfehlungen, Vermarktungsverbote) Lebensmitteldaten ab Anfang April Online im Fernsehen Berichterstattung gegenüber IAEA Alle benötigten Daten im Internet Der Unfall von Tschernobyl Von 134 Unfallhelfern mit ARS starben 28. Evakuierung von insgesamt Menschen, die Schilddrüsendosen von bis zu einigen Sievert und effektive Dosen von bis zu einigen Zehn Millisievert erhielten. Die nicht Evakuierten in den hoch kontaminierten Gebieten erhielten die höchsten Strahlenexpositionen: bei Kindern Schilddrüsendosen bis zu einigen 10 Sievert, Menschen erhielten effektive Dosen von mehr als 100 msv durch langlebige Radionuklide im Zeitraum Von mehr als Aufräumarbeiter erhielten 1986 etwa mittlere effektive Dosen von 146 msv, 1987 etwa Arbeiter 96 msv. In Deutschland bleiben Schilddrüsendosen bei Kindern unter 10 msv, effektive Lebenszeitdosen liegen zwischen 2,2 msv und 0,6 msv. UNSCEAR (2000, 2011) Konsequenzen für den Notfallschutz in Deutschland Notfallschutz und Strahlenschutzvorsorge im zukünftigen Strahlenschutz Anlageninterner Notfallschutz Lageermittlung und Prognosen Anlagenexterner Notfallschutz und Strahlenschutzvorsorge Maßnahmen des Notfallschutzes Übergang vom Notfall zur existierenden Situation: räumlich und zeitlich Notfallmanagement Fukushima in den Beratungen des SSK Krisenstabs Die Lebensmittelgrenzwerte der Japaner Optimierung und Nachsorge Kommunikation in Notfall und existierenden Situationen Kommunikation national/international Beispiele aus Japan Das Besondere in Deutschland: die German Angst 26

27 Was waren die Reaktionen auf den Unfall von Fukushima Dai ich? Disclaimer Es geschah das, was seit den Zeiten der Dampfkesselexplosionen bei technischen Katastrophen üblich ist: Aufschrei der Öffentlichkeit, Untersuchungsausschüsse und Kommissionen werden befasst, neue Regelwerke werden entwickelt und technische und administrative Maßnahmen ergriffen. Das Motto ist: Alles kommt auf den Prüfstand. Für Fukushima läuft das genauso und bisher ist dieser Prozess noch nicht abgeschlossen. In einer Vielzahl von Gremien werden national und international derzeit die notwendigen Konsequenzen diskutiert. Auch die SSK erhielt vom BMU einen Beratungsauftrag, der in einer Arbeitsgruppe des Notfall Ausschusses bearbeitet wird. Es sei betont, dass dieser Prozess ein vernünftiger, natürlicher Lernprozess ist. Der Mensch lernt aus Erfahrung. Dies gilt nicht nur im täglichen Leben sondern auch für komplexe Technologien. Die Erfahrungen des Unfalls von Tschernobyl mögen hier als ein positives Beispiel dienen. Konsequenzen des Unfalls von Tschernobyl waren in Deutschland das Strahlenschutzvorsorgegesetz, der Aufbau des IMIS Überwachungssystem und Verbesserungen im anlageninternen Notfallschutz. Tschernobyl war für Deutschland kein radiologischer Notfall, die Auswirkungen bedürften aber der Strahlenschutzvorsorge und der Anpassung des Notfallschutzes an die neuen Erfahrungen. Die Lehren aus dem Unfall von Fukushima Dai ich, aus denen hier Konsequenzen gezogen werden müssen, behandeln vielfältige Aspekte und Fragestellungen: Auch Unfälle der INES Stufen 6 und 7 passieren. Langandauernde und mehrfache Freisetzungen sind möglich, etwas was eigentlich schon aus Tschernobyl bekannt war, was aber aufgrund des dortigen Reaktortyps und der speziellen Umstände dieses Unfalles in der Folge außer Acht gelassen wurde. Massive Freisetzungen sind sowohl in die Atmosphäre als auch in die Hydrosphäre möglich. Die Auswirkungen großer Unfälle sind immer grenzüberschreitend. Unfälle können sich in Kombination mit technischen oder Naturkatastrophen mit Verlust der Infrastruktur ereignen. Welche Notfallmaßnahmen sind angemessen und gerechtfertigt? Wie werden sie im Ereignisfall optimiert? Anlageninterner Notfallschutz Dabei sind folgende neuen Aspekte nuklearer Unfälle zu behandeln: Haben auch wir Designfehler? Konsequenzen von langandauernder Stromausfall mit oder ohne langandauerndem Verlust der Infrastruktur, auch in Kombination mit technischen oder Naturkatastrophen wie Erdbeben, Tsunamis, Großfeuer, Überschwemmungen, Dammbrüche, Chemieunfälle, Eis und Schneekatastrophen, Flugzeugabsturz, kriegerische Ereignisse, Anschläge, etc.? Werkzeuge zur zeitgleichen Ermittlung von Handlungsoptionen im Verlauf von Unfällen auf der Anlage? Sicherheit der Kommunikation von Anlagenzustände bei Verlust der Infrastruktur? Sicherstellung der Unterstützung von außen auch bei Verlust der Infrastruktur? Auswirkungen des Verlusts der externen Wärmesenke? Sicherstellung und Effizienz der Filterung (auch Cs??) bei Druckentlastungen? Beherrschung hoher Wasserstoffkonzentrationen? Gefährdungspotential von Brennelement Lagerbecken? Schutz des Personals im Notfall bei Erhalt der Handlungsfähigkeit? Lageermittlung und Prognosen Sind die technischen, personellen und räumlichen Strukturen hinreichend für einen Notfall in Deutschland oder im nahegelegenen Ausland? Welche Verbesserungen der Werkzeuge und Fähigkeiten zur Vorhersage von Freisetzungen von Radioaktivität und Expositionsschätzungen werden benötigt? Bestimmung des potentiellen oder tatsächlichen Quellterms, Folgenabschätzung, Rechenmodelle auch für Notfälle im Ausland und nicht nur für die Atmosphäre auch für Flüsse und Meere. Wie schnell erhält man nach Aerogamma Messungen, ODL Messungen, sowie Feld und Labormessungen Klarheit über die relevanten Nuklide aus dem Nuklidspektrum: H 3; Sr 89/Sr 90; I 131 und kurzlebige Radionuklide; Cs 134/Cs 137; Pu 238/Pu 239/Pu 240/Pu 241. Was ist ein Worst Case Szenario? Machen Worst Case Analysen Sinn? Anlagenexterner Notfallschutz und Strahlenschutzvorsorge Bei den grundlegenden Katastrophenschutzmaßnahmen handelt es sich um kurzfristige Sofortmaßnahmen wie: die Aufforderung zum Aufenthalt in Gebäuden zum Schutz gegen Radioaktivität und Strahlung, die Verteilung und Einnahme von Jodtabletten zur Minderung der Strahlenexposition der Schilddrüse, die Evakuierung nach vorbereiteten Plänen zum Einen als vorsorgliche Maßnahme und zum Anderen als Schutz der Bevölkerung, wenn sich eine große Menge radioaktiver Stoffe am Wohnort abgesetzt hat, sowie die Warnung der Bevölkerung vor dem Verzehr frisch geernteter Lebensmittel und von Frischmilch. Eingreifrichtwerte der zu erwartenden Dosis regeln, unter welchen Bedingungen Maßnahmen des Katastrophenschutzes zur Anwendung kommen. 27

28 Anlagenexterner Notfallschutz und Strahlenschutzvorsorge Die Grundlagen der Kriterien für den Strahlenschutz im Notfall in Japan Bei den Maßnahmen nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz handelt es sich um längerfristige Maßnahmen wie: Kontrolle des Handels mit Nahrungs und Futtermitteln, Empfehlungen das individuelle Verhalten betreffend (z.b. die Aufforderung Fenster und Türen zu schließen, den Aufenthalt im Freien zu vermeiden, Sandkästen abzudecken, etc.), Maßnahmen im Bereich der Landwirtschaft (z.b. Tiere in den Stall bringen, frühzeitige Ernte, Waschen von Obst und Gemüse, etc.), großflächige Dekontaminationsmaßnahmen oder längerfristige Umsiedlung. * There is general agreement that epidemiological methods used for the estimation of cancer risk do not have the power to directly reveal cancer risks in the dose range up to around 100 msv. Therefore the principle of optimization of protection. ALARA (As Low As Reasonably Achievable), should be applied. Expositionssituationen (exposure situations) ICRP 103: Notfall (emergency) geplante Expositionssituationen (planned): Situationen, die den geplanten Betrieb von Quellen einschließlich der Stilllegung, der Beseitigung von radioaktivem Abfall und der Sanierung zuvor belasteter Gebiete mit sich bringen. Laufende Tätigkeiten sind geplante Expositionssituationen. bestehende Expositionssituation (existing): Situation, die bereits besteht, wenn eine Entscheidung über ihre Kontrolle getroffen werden muss. Eingeschlossen sind z.b. auch Situationen, die natürliche Strahlung und Rückstände früherer Tätigkeiten betreffen. Notfall Expositionssituation (emergency): Mit Strahlenexposition verbundener Notfall, der während Tätigkeiten oder Arbeiten auftreten oder sich daraus entwickeln kann und Sofortmaßnahmen erfordert. Nicht routine mäßige Situation oder nicht routine mäßiges Ereignis, die bzw. das unverzügliche Maßnahmen erfordert, in erster Linie um eine Gefährdung oder nachteilige Folgen für Gesundheit und Sicherheit, Lebensqualität, Eigentum von Menschen sowie für die Umwelt zu mindern. Dies schließt Situationen ein, für die unverzügliches Handeln gerechtfertigt ist, um die Folgen einer wahrgenommenen Gefährdung abzuschwächen. ICRP 103 Optimierung, Dosisrichtwerte (Constraints) und Referenzwerte (ICRP 103) Referenzwert (reference level) Geplante Expositionssituationen Dosisgrenzwert Dosisrichtwert (constraint) Dosis Existierende und Notfall- Expositionssituationen Optimierung Referenzwert (RW) Der Referenzwert gibt bei Notfallexpositionen oder bestehenden kontrollierbaren Expositionssituationen den Dosis oder Risikowert an, bei dessen Überschreitung Expositionen als unangemessen betrachtet werden und bei dessen Unterschreitung eine Optimierung des Schutzes durchgeführt werden soll. Der genaue Zahlenwert, der als Referenzwert gewählt wird, hängt von den jeweiligen Umständen der betrachteten Exposition ab. RW Notfallsituationen: msv pro Jahr RW existierende Situationen: 1-20 msv pro Jahr Man spricht dann ggf. auch von Richtwert oder Maßnahmenwert. Optimierung Ein RW von 1 msv pro Jahr wird im Rahmen der Optimierung wird als langfristiges Ziel angestrebt. ICRP

29 ICRP 103 Verwendung eines Referenzwerts bei einer bestehenden Expositionssituation und zeitlicher Verlauf der Verteilung individueller Dosen als Ergebnis des Optimierungsverfahrens Ein Referenzwert von 1 msv pro Jahr wird als langfristiges Ziel angestrebt. Entwicklung der Verteilungen der individuellen Dosen als ein Ergebnis von Strahlenschutzmaßnahmen Die Lehren aus dem Unfall von Fukushima Dai ich, aus denen hier Konsequenzen für den Notfallschutz gezogen werden müssen, behandeln vielfältige Aspekte und Fragestellungen: Sind unsere Notfallmaßnahmen in der Frühphase während und nach einem langandauernden Unfall angemessen? Ist das System der Eingreifrichtwerte zeitgemäß oder anzupassen? Ist die Maßnahme Aufenthalt in Gebäuden langfristig durchhaltbar und effizient? Planung von Evakuierungszonen und Evakuierung; die Rolle kritischer Infrastruktur in Evakuierungsplanungszonen. Welche Dosisersparnis rechtfertigt welche Kollateralschäden? Organisation und Betrieb von Notfallstationen, auch bei gestörter Infrastruktur. Wie optimiert man in der Spätphase temporäre Umsiedlung und langfristige Umsiedlung? Dies sind kein Notfallmaßnahmen sondern Maßnahmen der Strahlenschutzvorsorge. Wie gestalte ich den Übergang von einer Notfallsituation zu existierenden Situationen, sowohl räumlich als auch zeitlich? Haben wir die Werkzeuge für langfristige Expositionsabschätzungen als Grundlage der Optimierung? Gibt es Lehren aus den japanischen Dekontaminationsmaßnahmen? Wie steht es um die technische und personelle Ausstattung und Kompetenz für den Notfall in Deutschland? Notfallmanagement Auf der Grundlage der Erfahrungen der Beratungen im Krisenstab der SSK (SSK K) anlässlich des Unfalls in Fukushima Dai ichi werden die praktischen Konsequenzen für das Notfallmanagement diskutiert. Stichworte dazu sind: Es hat funktioniert, weil wir geübt hatten. Was man nicht geübt hat, kann man im Notfall nicht! SSK K hat BMU beraten, nach außen in der Öffentlichkeit aber nur reagiert. Wie kann man aktiv Öffentlichkeitsarbeit gestalten? Aber es war kein Notfall, erst recht kein langandauernder Notfall. Wie würde die Arbeit bei einem langandauernden Unfall in Deutschland oder einem Nachbarland bei gestörter Infrastruktur aussehen? Was hat nicht funktioniert? Welche personellen und technischen Ausstattungsdefizite gibt es in den Krisenstäben? Kommunikation zwischen Stäben des BMU, SSK K, SSK, RSK, GRS und BfS. Wie funktioniert die juristische Einordnung in den unterschiedlichen Rechtsbereichen, z.b. Polizeirecht, Notfallschutz, Strahlenschutzvorsorge, Transportrecht, StrlSchV? Wie gestaltet man den Übergang von der Notfallsituation zur existierenden Situation räumlich und zeitlich? Lehren aus dem japanischen Notfallmanagement Ist das japanische System der Unfallphasen tragfähig? Sind die japanischen Maßnahmen mit ICRP 103, 109 und 111 verträglich? Vorbereitung von Referenzwerten und abgeleiteten vorläufigen Grenzwerten Optimierung verlangt Expertise, verlangt Entscheidungen: nicht handeln ist keine Lösung. In der Frühphase ist Optimierung nur über Wahrscheinlichkeiten mit hoher Unsicherheit möglich, später anhand von Dosisverteilungen mit probabilistischen Methoden weit zuverlässiger. Das Problem der Nachsorge für die betroffenen Menschen. Fukushima Kohorte. Man muss auch da messen, wo es radiologisch nicht erforderlich ist. Dies alles muss vor dem Hintergrund gesehen werden, dass ein Staat in einem nuklearen Notfall nicht alleine ist, sondern seine Maßnahmen international kommunizieren und vertreten muss. Daher tut Internationalisierung Not. Aber auch dies muss VORHER organisiert sein. Es muss geübt sein. Nur so kann in einem föderalistisches System des geeinten Europas ein sinnvoller Notfallschutz realisiert werden. Wie sind die vorläufigen Grenzwerte der Japaner für Radioaktivität in Lebensmitteln im Jahr 2011 und ihre Absenkung zum einzuschätzen? Maximalwerte der Aktivitätskonzentration in Gemüse Quelle, BfS Was ist die bessere Kommunikation? Voraussagen der Entwicklung der Kontamination von Blattgemüse (Salat, Spinat, ) nach dem Fallout oder so? Strontium 90 und Plutonium werden in Fukushima keinen nennenswerten Beitrag zur internen Strahlenexposition leisten. So? Frühe Daten bis IRSN, ; 29

30 Jedenfalls nicht so! Vermarktungsverbote, Stand ,4 % 0,7 % Das geht schon besser! Befassung des SSK Krisenstabs mit Fukushima Radiologische Lage in Japan, Deutschland und anderen Ländern Was ist passiert? Was könnte noch passieren? Radiologische Lage und Analyse der Konsequenzen Schließen auf der Grundlage unvollständiger Information Erste Aufträge und Stellungnahmen Kontamination von Flugzeugen, Schiffen, Passagieren Deutsche in Japan, Hilfe für Japan Strahlenschutz und rechtliche Einordnung (Polizeirecht, Notfallschutz, StrlSch Vorsorge, Transportrecht, StrlSchV) Regeln für Europa Begründung einer kommunizierbaren Rationale Grenzwerte für Nahrungs und Futtermittel Grenzwerte für Kontamination von Fahrzeugen und Gütern und Regeln für die Entsorgung kontaminierter Gegenstände Prospektive Einschätzung der Unfallfolgen, insbesondere der Strahlenexpositionen: der jetzige Stand Anforderungen an die Zukunft: Was ist erforderlich? Was haben wir gelernt? Zum Problem wurde die EU Höchstmengen verordnung 3954/87. denn: Europa hat keinen Notfall. nahrungsmittel 864.html Japanische Grenzwerte* als Grundlage für die Durchführungsverordnung EU 351/2011 SSK K empfiehlt einen Referenzwert von 1 msv/a für Europa. Das Konzept eines Referenzwertes von 1 msv/a wurde von der Kommission übernommen. Rationale für Europa: Referenzwert 1 msv/a * verträglich mit 1 msv/a 30

31 Neue japanische Grenzwerte für Lebensmittel: Ein Desaster für die Kommunikation Kategorie Ministry of Health, Labour and Welfare, Februar 2012 Höchstwert im Jahr 2011 (basierend auf 5 msv/a) [Bq/kg] Höchstwert ab (basierend auf 1 msv/a) [Bq/kg] Trinkwasser 200 (100*) 10 Milch, Milchprodukte Andere Lebensmittel Nahrungsmittel für Säuglinge 50 * Für Säuglinge Ab Absenkung der vorläufigen Grenzwerte in Japan, um das Vertrauen der Verbraucher in die Lebensmittel zu stärken, obwohl es radiologisch nicht erforderlich ist. Kommunikation in Notfall und existierenden Situationen TEPCO (Looser, Weißer Rauch! Fehler bei der Auswertung von Spektren, Xe Isotope, Thermometer in Block 2, jetzt übervorsichtig: nur nichts falsch machen) MEXT (ODL, Deposition, nuklidspezifische Messungen, Luft) MHLW (Wasser, Nahrungsmittel, Gesamtnahrung) MAFF (Salzwasser, Süßwasser) die Präfekturen (I 131 in Schilddrüsen, Dosisrekonstruktionen, Personendosimetriedaten, Ganzkörperdaten) Social media??? Wer interpretiert die Daten? Man benötigt Kommunikatoren! Kommunikation in Notfall und existierenden Situationen Im Notfall ist Information der eigenen Bevölkerung und des Auslandes essentiell. Fukushima hat das in eindringlicher Weise verdeutlicht. In Deutschland gibt es dazu nationale Festlegungen und Vorkehrungen sowie internationale Vereinbarungen. Siehe hierzu z. B. und Auch hier muss aus den Erfahrungen aus Fukushima gelernt werden. Daher werden hier die notwendigen Veränderungen anhand von Beispielen diskutiert. Dazu gehören beispielhaft die Kommunikation durch IAEA, WHO, BfS, GRS, DWD, IRSN, NAZ, CTBTO und die japanischen Quellen TEPCO, MEXT, MHLW, MAFF und die Präfekturen. Für den Autor ist die wesentliche Botschaft: Es gibt kein Herrschaftswissen mehr! Alle Informationen und Daten müssen schnell, national und international verständlich ins Internet. Aber man benötigt auch Kommunikatoren und Kommentierung. Und welche Rolle werden die Neuen Medien, speziell die Social Media, in Notfällen der Zukunft spielen? Das Besondere in Deutschland: die German Angst Die Bundesrepublik Deutschland hat unter dem Eindruck der Ereignisse in Fukushima Dai ichi beschlossen, aus der friedlichen Nutzung der Kernenergie auszusteigen. Dies wird zu einer zukünftigen Herausforderung für den Notfallschutz. Wie erhält man Kompetenz und Handlungsfähigkeit für den Notfallschutz nach dem Ausstieg? Die Reaktionen der Öffentlichkeit in Deutschland auf die Ereignisse waren neurotisch: geprägt von German Angst. Wie gehen wir in der Zukunft mit ihr um? In den letzten Jahrzehnten wurde die gesellschaftliche Wahrnehmung von Radioaktivität und Strahlung durch Politik mit der Angst geprägt. Um im Notfall Rationalität zu bewahren, muss diese Politik der Angst ein Ende haben. Aus einer Politik mit der Angst muss eine Politik der Aufklärung werden. Dies ist nicht nur für den Notfallschutz essentiell, auch im Hinblick die Endlagerung radioaktiver Abfälle wird dies unabdingbar sein. Das Besondere in Deutschland: die German Angst Deutschland ist partikulär, aber ähnliche Reaktionen findet man in einzelnen Bevölkerungsgruppen in allen Ländern. Aufklärung und Ausbildung zu den Tatsachen von Radioaktivität und Strahlung und zum Notfallschutz muss massiv gefördert werden. Länder, die häufig von Naturkatastrophen heimgesucht werden, haben da ganz andere Traditionen als das relativ sichere Deutschland. Neben Aufklärung und Ausbildung ist das Üben von Notfallschutzmaßnahmen auf allen Ebenen der Gesellschaft unabdingbar. Guter Notfallschutz kostet sehr viel Geld!! Wenn dieser Beitrag auch die Konsequenzen für den Notfallschutz an weitgehend negativen Beispielen aus Japan herausarbeitet, soll er nicht Schelte verstanden werden. Es geht darum, Fehler der Vergangenheit nicht zu wiederholen. Es ist sehr fraglich, ob wir im Ereignisfall so gut gewesen wären, wie es die Japaner waren. Fukushima Dai ichi am Air Photo Service Co. Ltd., Japan, The End Download unter: hannover.de/michel.html Liste der Publikationen 31