Überwachung von kerntechnischen Anlagen und Messung der Umweltradioaktivität. Niedersächsisches Umweltministerium. KKS Stade.

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1 Niedersächsisches Umweltministerium KKU Unterweser KKS Stade KKE Emsland PKA Gorleben TBL Gorleben ANF Lingen KWG Grohnde Überwachung von kerntechnischen Anlagen und Messung der Umweltradioaktivität

2 Einleitung Radioaktivität ist in unserer Umwelt allgegenwärtig. Radioaktive Stoffe sind zum Teil natürlichen Ursprungs - so genannte natürliche Radionuklide sind in der Erdkruste seit der Entstehung der Erde vorhanden -, zum anderen wird Radioaktivität künstlich erzeugt. Beim Zerfall dieser Stoffe entsteht die so genannte ionisierende Strahlung. Die Wirkung dieser Strahlung auf den Menschen, die die Wahrscheinlichkeit und Schwere einer möglichen gesundheitlichen Schädigung beinhaltet, hängt überwiegend von der Dosis ab, das heißt, welches Organ betroffen ist und welche Strahlenart wie intensiv und wie lange einwirkt. Um Leben und Gesundheit der Menschen zu schützen, gibt es strenge gesetzliche Regelungen für Erzeugung und Umgang mit radioaktiven Stoffen sowie für Erzeugung und Anwendung ionisierender Strahlung; sie finden sich im Atomgesetz und zugehörigen Verordnungen wie der Strahlenschutzverordnung und der Röntgenverordnung. Kernkraftwerke bilden aufgrund der Menge der erzeugten radioaktiven Stoffe und der damit einhergehenden Strahlung ein hohes Gefährdungspotenzial. Der sichere Einschluss dieser Stoffe wird durch ein gestaffeltes Schutzkonzept gesichert. Um einen verantwortbaren Betrieb dieser Anlagen auf Dauer zu gewährleisten, gibt es umfangreiche Genehmigungsverfahren und eine intensive Aufsicht. Für den atomrechtlichen Teil der Genehmigung und die Aufsicht ist das Niedersächsische Umweltministerium (MU) zuständig, für die Überwachung der Einleitung radioaktiver Stoffe in das Wasser der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN). Im Rahmen dieser Aufsicht betreibt der NLWKN ein Kernreaktor-Fernüberwachungssystem ( KFÜ). Mit diesem System werden die Emissionen in Abluft und Abwasser kontinuierlich überwacht. Die Auswirkung von potenziellen Freisetzungen in die Umgebung wird durch ein Netz von ebenfalls kontinuierlich messenden Sonden ermittelt sowie aufgrund von ebenfalls aktuell gemessenen meteorologischen Daten und automatischen Wetterprognosen vorhergesagt. Ergänzt wird diese Online-Überwachung durch ein örtlich und zeitlich dicht gestaffeltes Untersuchungsprogramm ( Umgebungsüberwachung); dabei werden im Umkreis von 25 Kilometern um die Anlagen Proben genommen und im Labor ausgewertet. Die anlagenbezogene Überwachung wird ergänzt durch die großräumige bundesweite Überwachung der Umweltradioaktivität nach dem Strahlenschutzvorsorgesetz. Ziel ist es, die Strahlenexposition der Menschen und die Kontamination der Umwelt bei Ereignissen mit erheblichen radiologischen Auswirkungen möglichst gering zu halten. Eine Vielzahl von Bundes- und Landesbehörden ist an den Messungen und Probennahmen beteiligt; alle gewonnenen Daten werden im Informations- und Messsystem IMIS zusammengeführt. In Niedersachen werden Lebensmittel aller Art vom Niedersächsischen Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) untersucht, Futtermittel und Boden untersucht die Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) und der NLWKN Grundwasser, oberirdische Gewässer, Abwasser und auf dem Boden abgelagerte Stoffe. Alle Daten laufen im radiologischen Lagezentrum zusammen Die Daten des KFÜ, der Umgebungsüberwachung und des IMIS-Systems werden im radiologischen Lagezentrum des NLWKN zusammengefasst und ausgewertet; von hier aus bestehen Verbindungen zu den Kernkraftwerken, den Landkreisen am Standort, den bundesweiten Messnetzen und zu den benachbarten Niederlanden. Kernreaktor- Fernüberwachungssystem Niedersachsen (KFÜ) Die von einem Kernkraftwerk ausgehenden Emissionen radioaktiver Stoffe sind bei störungsfreiem Betrieb gering. Die Anlagenbetreiber haben durch eigene Messungen nachzuweisen, dass die Genehmigungsgrenzwerte eingehalten werden, und erhöhte Emissionen sofort der Aufsichtsbehörde zu melden. Darüber hinaus betreibt Niedersachsen mit dem KFÜ eine eigene unmittelbare und betreiberunabhängige Überwachung. Mit diesem System wird der Betrieb der niedersächsischen Kernkraftwerke - Emsland (KKE), Unterweser (KKU) und Grohnde (KWG) - sowie der Rückbau des Kernkraftwerks Stade (KKS) überwacht. Auch die Pilotkonditionierungsanlage Gorleben (PKA) ist bereits mit einer Überwachungsinstrumentierung ausgerüstet. Kerntechnische Anlagen im KFÜ

3 Das KFÜ ist ein komplexes Mess- und Informationssystem, das tagtäglich mehr als Messwerte erfasst und überwacht. Rund um die Uhr und vollautomatisch kann es den aktuellen Betriebszustand der Anlagen einschließlich der Emission in Luft und Wasser sowie den Radioaktivitätseintrag in die Umgebung ermitteln. Damit ist nicht nur die Basis für die Einhaltung von rechtlichen Verpflichtungen geschaffen; das KFÜ ermöglicht auch die Einleitung wirksamer Schutzmaßnahmen für die Bevölkerung bei einem Stör- oder Unfall. Hierzu ist das KFÜ in das bundesweite Entscheidungshilfesystem RODOS (Real-time Online Decision Support) eingebunden und dient zugleich dem Daten- und Informationsaustausch mit den Niederlanden. Emissionsüberwachung Im Abluftkamin der Anlagen sind landeseigene Monitore installiert, die kontinuierlich die Abgabe von radioaktiven Stoffen in Form von Edelgasen, fein verteilten Schwebstoffen (Aerosole) und Jod (Nuklid J-131) messen und die Daten im 10-Minuten- Rhythmus an die Zentrale in Hannover übertragen. Bei den Aerosolen werden die einzelnen Nuklide spektroskopisch ermittelt. Neben den Messungen der landeseigenen Instrumente werden ebenfalls Daten des Betreibers ausgewertet. Die Emission radioaktiver Stoffe in das Abwasser wird ebenfalls kontinuierlich überwacht; auch diese Daten werden alle 10 Minuten in die KFÜ-Zentrale übertragen. Darüber hiaus werden Proben des abzuleitenden Wassers im Labor des NLWKN analysiert. Sollten Grenzwerte überschritten werden, wird automatisch die Betriebsmannschaft des KFÜ alarmiert, die zunächst die Plausibilität des Alarms prüft und dann das Niedersächsische Umweltministerium als Aufsichtsbehörde unterrichtet. Die Funktion der Alarmierungskette ist auch außerhalb der üblichen Arbeitszeit sowie an Sonn- und Feiertagen durch automatische und redundante Alarmierungsverfahren sowie die Einrichtung von Rufbereitschaften sicher gestellt. Ausbreitungs- und Dosisberechnungen, Prognose Werden radioaktive Stoffe in die Atmosphäre abgegeben, werden sie mit dem Wind in die Umgebung transportiert. Um die Auswirkung auf die Menschen (Strahlenexposition bzw. Dosis) zu berechnen, muss zunächst ermittelt werden, wie sich die Stoffe ausgebreitet haben. Dies geschieht mit Hilfe von Ausbreitungsmodellen, die die aktuelle Wetterlage berücksichtigen. Auf dieser Grundlage lässt sich für jeden Ort der Umgebung die aktuelle Strahlenexposition berechnen. Dabei sind die verschiedenen Einwirkungsmöglichkeiten der Strahlung (Expositionspfade) sowie unterschiedlich betroffene Organe zu differenzieren. Meteorologische Messsysteme, die die Anlagenbetreiber vor Ort installiert haben, liefern Daten zu Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Turbulenz; dazu kommen Informationen zu Niederschlagsmenge, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Strahlungsbilanz. Auch diese Werte werden kontinuierlich im 10-Minuten-Rhythmus in die KFÜ-Zentrale übertragen, wo sie zusammen mit den aktuellen Emissionsdaten als Eingangsgrößen für die Ausbreitungs- und Dosisberechnungen bis zum Umkreis von 30 Kilometern dienen. In der KFÜ-Zentrale werden zwei verschiedene Ausbreitungsmodelle verwendet, ein so genanntes quasistationäres Gauss-Fahnenmodell für schnelle Berechnungen sowie das Lagrange-Partikelmodell für genauere Untersuchungen. Die Ausbreitungs- und Dosisberechnungen werden ergänzt durch Berechnungen mit RODOS, das Ergebnisse in einem Bereich von 80 x 80 Kilometern liefert. RODOS berechnet aktuelle Ergebnisse aufgrund der KFÜ-Daten, es ermöglicht darüber hinaus eine Prognose für 48 Stunden mit den amtlichen Vorhersagedaten des deutschen Wetterdienstes. Auf RODOS können auch Behörden anderer Bundesländer zugreifen. Immissionsüberwachung online Landeseigene Monitore messen Edelgase, Jod und Aerosole Die Berechnung der Strahlenexposition in der Umgebung setzt einerseits die einwandfreie Funktion der Überwachungsinstrumentierung voraus, andererseits die Richtigkeit der Modellannahmen für die Ausbreitungs- und Dosisberechnungen. Die Instrumentierung ist redundant ausgelegt und deckt auch mögliche Stör- und Unfälle ab. Die Ausbreitungsmodelle sind durch entsprechende Ausbreitungsexperimente verifiziert. Daneben wird in Niedersachsen ein weiteres unabhängiges Online-Überwachungssystem eingesetzt. In der näheren Umgebung der Anlagen wird der Strahlungspegel (Ortsdosisleistung) durch fest installierte Sonden kontinuierlich überwacht.

4 Diese Messinstrumente übertragen die Daten per Funk an die KFÜ-Zentrale. Bei erhöhten Werten wird alarmiert und die Datenübertragung findet alle 10 Minuten statt. Zusätzlich liefern Sonden aus dem bundesweiten Überwachungssystem Daten aus dem Umkreis der niedersächsischen Anlagen, die bei Bedarf ebenfalls im 10-Minuten-Rhythmus abgefragt werden. Als Ergänzung und zur Kontrolle der betreibereigenen Überwachungsprogramme führt der NLWKN als unabhängige Messstelle Messprogramme für den Normalbetrieb der Anlagen und für Störfall-/Unfallsituationen nach bundeseinheitlichen Richtlinien durch. Die Messpunkte liegen im 25-Kilometer-Radius um die Anlagen. Folgende Umweltmedien werden unter Beachtung ortsspezifischer Gegebenheiten berücksichtigt: Luft Nahrungsmittel, Milch Trink- und Grundwasser, Niederschlag, Abwasser/Kühlwasser Boden, Bewuchs Wasser, Sedimente und Fische der Flüsse Direktstrahlung am Zaun der Anlage und in der weiteren Umgebung. In-Situ-Sonde in der Umgebung Umgebungsüberwachung Die Umgebungsüberwachung der kerntechnischen Anlagen - das sind die vier genannten Kernkraftwerke, das Transportbehälterlager und die Pilotkonditionierungsanlage in Gorleben sowie die Brennelementfertigungsanlage in Lingen - oder auch Immissionsüberwachung schließt sich nahtlos an die Emissionsüberwachung an. Mit Hilfe der Emissions- und Wetterdaten lässt sich zwar die maximal mögliche Strahlenbelastung der Bevölkerung errechnen bzw. vorhersagen; Messungen bzw. Analysen von Luft, Wasser, Boden, Nahrungsmitteln, Pflanzen, Fischen und Sediment an den Stellen, an denen am ehesten mit einer erhöhten Strahlenbelastung zu rechnen ist, liefern jedoch die sichere Grundlage, um die Einhaltung des Grenzwertes für die Strahlenbelastung des Menschen zu beurteilen. Die Messwerte der Umweltmedien an den so genannten ungünstigsten Einwirkungsstellen werden mit denen von Referenzmessstellen verglichen, an denen mit keinem oder nur mit einem geringen Einfluss aus der Ableitung von radioaktiven Stoffen mit dem Abwasser und der Abluft der kerntechnischen Anlagen zu rechnen ist. Auf diese Weise kann man einen möglichen Beitrag der kerntechnischen Anlagen zum Aktivitätsinventar der Umwelt ermitteln. Lebensmittel im Labor Mit dem zentralen Radioaktivitäts-Laboratorium des NLWKN steht eine leistungsfähige Einrichtung zur Verfügung, in der die Radioaktivität von Umweltproben - wenn nötig auch solcher, die kontaminiert sind - schnell und höchsten Ansprüchen genügend bestimmt werden kann. Die Bestimmungsverfahren des NLWKN-Labors für Alpha-, Beta- und Gammastrahler sind nach DIN EN ISO akkreditiert. Durch vier spezielle Mess- und Probenahmefahrzeuge sind effektive Probenahme sowie Vorort- Messung von Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlung gewährleistet. Dosisleistungsmessung vor Ort

5 Die niedersächsischen Daten werden zunächst in der Landesdatenzentrale im radiologischen Lagezentrum des NLWKN zusammengeführt. Dort sind dann auch die Daten der anderen bundesweit beteiligten Stellen sowie die Auswertungen des Programmsystems zur Abschätzung Radiologischer Konsequenzen (PARK) verfügbar. Radiologisches Lagezentrum Probenahme von Boden und Bewuchs Die Überwachungsprogramme für Stör- und Unfälle in kerntechnischen Anlagen werden regelmäßig trainiert. Das Lagezentrum ermöglicht die zusammenfassende Sicht auf den Betrieb der kerntechnischen Anlagen (KFÜ), deren nähere Umgebung (Umgebungsüberwachung) sowie die weiträumige Überwachung der Umweltradioaktivität (IMIS), mit der auch Einwirkungen aus dem Ausland erfasst werden. Die einzelnen Systeme sind räumlich zusammengefasst und untereinander vernetzt sowie integriert in einen bundesweiten Datenverbund mit dem RODOS-System, den numerischen Prognosesystemen des Deutschen Wetterdienstes, dem IMIS-System und der elektronischen Lagedarstellung des Bundes. Großräumige Überwachung der Umweltradioaktivität In Folge des Unfalls im Kernkraftwerk Tschernobyl wurde 1986 das Strahlenschutzvorsorgesetz verabschiedet. Es fordert, zum Schutz der Bevölkerung die Radioaktivität der Umwelt zu überwachen und die Strahlenexposition der Menschen und die radioaktive Kontamination der Umwelt im Falle von Ereignissen mit möglichen nicht unerheblichen radiologischen Auswirkungen so gering wie möglich zu halten. Mit dem Integrierten Mess- und Informationssystem zur Überwachung der Umweltradioaktivität (IMIS) wurde ein Instrument geschaffen, mit dem Behörden des Bundes und der Länder die Umweltradioaktivität großräumig mit einem abgestimmten und einheitlichen Messprogramm überwachen. Die Daten werden in einem informationstechnischen Netz zusammengeführt und stehen den zuständigen Bundes- und Landesbehörden zur Verfügung. Radiologisches Lagezentrum im NLWKN Aufgrund der Nähe des Kernkraftwerkes Emsland zu den Niederlanden besteht ein enger Datenverbund des radiologischen Lagezentrums mit den entsprechenden Systemen auf niederländischer Seite. Fazit Aufbau des bundesweiten Mess- und Informationssystems Das Messprogramm für den Normalbetrieb (Routinemessprogramm) dient der Erfassung des Istzustandes und dem Training für Gerät und Personal. Bei Stör- bzw. Unfällen (auch Einwirkungen aus dem Ausland) stellt das Bundesministerium für Umwelt auf das Messprogramm für den Intensivbetrieb (Intensivmessprogramm) um. Insgesamt führen die niedersächsischen Einrichtungen Untersuchungen in 73 Umweltmedien durch; jährlich sind das mehr als Messungen bzw. Probenanalysen. Mehr als 30 Jahre radiologische Überwachung haben bislang keinen Hinweis auf eine erhöhte Strahlenbelastung durch den Betrieb von kerntechnischen Anlagen in Niedersachsen ergeben. Die großräumige Überwachung der Umweltradioaktivität zeigt, dass die mittlere effektive Dosis aus der natürlichen und der zivilisatorisch bedingten Strahlenexposition über große Zeiträume nahezu unverändert ist. Aufgrund des Tschernobyl-Unfalls werden in Niedersachsen auch heute noch vereinzelt erhöhte Kontaminationswerte in Pilzen und Wildfleisch gemessen, die allerdings nicht zu einer wesentlichen Strahlenbelastung führen.

6 Weitere Informationen sind zu finden: - auf den Internetseiten des Niedersächsischen Umweltministeriums Themen Atomaufsicht & Strahlenschutz Strahlenschutz, - auf den Internetseiten des Niedersächsischen Landesbetriebs für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz Radiologische Überwachung, - in den Umweltberichten des Landes Niedersachsen. Umweltbericht 2001, T.1. Qualität. Hrsg.: Niedersächsisches Umweltministerium, Niedersächsisches Landesamt für Ökologie, - in den Jahresberichten des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zur Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung. Bericht 2003 unter de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/parlamentsbericht03.pdf, - auf den Internetseiten des Bundesamtes für Strahlenschutz Ionisierende Strahlung. Herausgeber: Niedersächsisches Umweltministerium Referat für Öffentlichkeitsarbeit Archivstraße Hannover August 2005 DTP-Gestaltung: Monika Runge poststelle@mu.niedersachsen.de Für diese Broschüre wurde 100 % Recycling-Papier verwendet.