Strahlenbelastung nach Reaktorstörfällen: Tatsachen und Meinungen

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1 FME, Aarau, Aarauerhof 7. Juni 2012 Strahlenbelastung nach Reaktorstörfällen: Tatsachen und Meinungen Hansruedi Völkle Prof. Dr. rer. nat. Physikdepartement der Universität Freiburg - Schweiz (früher KUER & BAG, Abt. Strahlenschutz) UNIVERSITÉ DE FRIBOURG / FACULTÉ DES SCIENCES UNIVERSITÄT FREIBURG / MATHEMATISCH-NATURWISSENSCHAFTLICHE FAKULTÄT

2 Fachtagung 2012 des Nuklearforum Schweiz 31. Januar 2012, Congress Hotel Olten, Olten Inhalt: - Radioaktivitätsüberwachung in der Schweiz - Freisetzung bei einem Unfall - Ausbreitung der Radioaktivität - Ermittlung der Strahlendosen - Radiologische Auswirkungen - Vergleich Tschernobyl Fukushima - vorläufige Bewertung - Wie weiter? - (persönliche) Schlussfolgerungen UNIVERSITÉ DE FRIBOURG / FACULTÉ DES SCIENCES UNIVERSITÄT FREIBURG / MATHEMATISCH-NATURWISSENSCHAFTLICHE FAKULTÄT

3 Seit 1956 wird in der Schweiz die Radioaktivität überwacht Grund: Auswirkungen der Kernwaffenversuche der 60er- und 70er-Jahre 1956: Ernennung der KUER durch den Bundesrat Auftrag: kontinuierliche Überwachung und jährliche Berichterstattung Überwachung: Strahlung und Dosen, Luft, Niederschläge, Erdboden, Gras, Lebensmittel, Gewässer, Radioaktivität im menschlichen Körper, Luft in 8-15 km Höhe mit der Luftwaffe, natürliche Radioaktivität (Radon), später KKW, Industrie, Medizin, Forschung, 137 Cs [Bq/m 2 ] Kernwaffenversuche Fallout USA: tot=1030, a=215, u=815 USSR: tot= 715, a=219, u=496 UK: tot= 45, a= 21, u= 24 France: tot= 210, a= 50, u=160 China: tot= 45, a= 23, u= < 500 Bq/m Bq/m Bq/m Bq/m Bq/m Bq/m 2 > 5000 Bq/m 2

4 Sammelgeräte für Aerosole (Boden und Luft) und Niederschläge Hochvolumen- Aerosolsammler (ca. 600 m 3 /h) Aerosolsammler Aerosolsammler Regensammler Sammlung von Proben in km mit Tiger F-5E/F der Schweizer Armee Filteraggregat Bilder: BAG

5 Bild: BAG In-situ Gamma-Spektrometrie

6 Gamma-Spektrometrie im Labor Germanium-Detektor mit Bleiabschirmung Bild: BAG

7 Freisetzung bei einem KKW-Unfall Inversionshöhe Windgeschwindigkeit thermische Erhöhung Atmosphärische Turbulenz (Wetterlage) radioaktive Wolke (radioaktiver Zerfall) trockene Ablagerung Regen Resuspension KKW Externe Bestrahlung Freisetzungshöhe Inhalation externe Bestrahlung Quelle: KomABCN Submersion Immersion Schutzwirkung Haus Freisetzungsraten beim Unfall Tschernobyl: Edelgase (Kr, Xe): 100 %, Jod: 2/3, Caesium: 1/3, Strontium: 3%, übrige Spaltprodukte: Ce, Ba, Ru, Mo, : einige %, Transurane: 2-3%

8 Expositionspfade Luft (links) und Wasser (rechts) Quelle: Internet

9 Aufnahme: - Inhalation [Bq/m 3 ] via Atemluft [m 3 /Tag] Bq/Tag Zur internen Strahlenexposition - Ingestion [Bq/kg] via Trinkwasser und Nahrung [kg/tag] Bq/Tag Dosisfaktoren in StSV: e inh und e ing [Sv/Bq] (und Zähne) Welche Elemente und welcher Anteil geht in welches Organ? Wie schnell erfolgt die Ausscheidung? phys. (T phys ) und biologische Halbwertszeit (T biol ) effektive Halbwertszeit T eff : T eff T T biol biol T T phys phys Quelle: Internet

10 Strahlenrisiko-Faktoren der ICRP-103 von 2007 (und ICRP-60 von 1990)

11 137 Cs-Kontamination in der Umgebung von Tschernobyl (Quelle: ENSI)

12 < 1 < > > 200 Dosen und Kollektivdosen der verschiedenen betroffenen Personengruppen durch den Reaktorunfall Tschernobyl (Quelle: UNSCEAR-Berichte ) (Mittlere Dosis ca. 30 msv) E+06 1.E+05 1.E+04 1.E+03 1.E+02 Belarus Russische Föderation Ukraine lineare Skala [msv] logarithmische Skala [msv]

13 Geschätze Radiologische Auswirkungen von Tschernobyl auf Europa (Quelle: IARC-Lyon: Briefing Document April 2006)

14 Ablagerungen von 137 Cs in kbq/m 2 in der Schweiz nach dem Reaktorunfall Tschernobyl Quelle: BAG

15 Kontamination der Milch aus dem Kanton Tessin in Bq 137 Cs pro Liter (aufgetragen sind Mittelwerte pro Intervall) Bq/l Das Gras wurde direkt durch Ablagerung Aus der Luft mit Caesium kontaminiert Quelle: BAG Fütterung im Winter mit kontaminiertem Heu, das im Mai 1986 geerntet wurde Aufnahme von Caesium durch die Wurzeln Jahr

16 Mittlere zusätzliche Dosen der Schweizer Bevölkerung in msv als Folge des Reaktorunfalles Tschernobyl für die Jahre 1986 und folgende Quelle: BAG andere Nuklide Iod Caesium intern extern msv mittleres Dosisintegral u. folgende Jahre für die Schweiz 0.5 msv (zum Vergleich: Bombenfallout 1.2 msv) Intere Dosis externe Dosis Jahr und folgende

17 1.E+19 1.E+18 Bq 133 I 133 Xe 132 Te 131 I Freisetzung in in die Luft [Bq] [Bq] aus aus Tschernobyl Tschernobyl (rot) (rot) und aus Fukushima-Dai-ichi (blau) (blau) 1.E+17 1.E+16 1.E+15 1.E Kr 134 Cs 137 Cs ca. 10 Mal Neue Zahlen Mai 2012: 131 I: 5x10 17 ; 137 Cs:1.4x E+13 1.E+12 1.E+11 Freisetzungsanteil bei Tschernobyl: Edelgase 100 %; Jod 2/3; Cs, Te 1/3; and. Spaltprodukte (Sr) einige %; Aktiniden 3% 1.E I 1.E+09 1 Tag - 1 Woche - 1 Jahr Quellen: IRSN (F), GRS (D), Kurchatov (RF) 1.E+08 HWZ [d] 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08

18 Kumulierte Ablagerung von 134 Cs und 137 Cs und daraus abgeleitete Strahlendosen (5 msv, 10 msv, 20 msv) (Quelle: MEXT Japan) Quelle: ENSI

19 Dosisleistung [ Sv/h] durch Kontamination der Umgebung von Tschernobyl (links) und Fukushima (rechts) jeweils etwa einen Monat nach dem Unfall (Quelle der Grafik: ENSI) Quelle: ENSI Vergleich: braune + rote + blaue + violette Flächen (Dosisleistung 20 msv/h): Tschernobyl: ca. 420 km 2 ; Fukushima: ca. 43 km 2 d.h. ca. 10%

20 Cäsium-137 [ Bq/m 2 ] Abschätzung der Verteilung der Ablagerungen von 137 Cs aus der Luft auf das Meer am 23. März 2011, In [Bq/m 2 ] basierend auf atmosphärischen Ausbreitungsrechungen durch das IRSN (F) Quelle: IRSN (F)

21 (Quelle: WHO/UNSCEAR Mai 2012)

22 (Quelle: WHO/UNSCEAR Mai 2012)

23 Messungen in der Luft ausserhalb Japans Partikelgebundenes 131 I in der Luft Maximale 137 Cs-Werte in der Luft in der Schweiz [ Bq/m 3 ] (Quelle: KUER/BAG-Berichte) 1.E+07 1.E+06 1.E+05 1.E+04 1.E+03 1.E+02 1.E+01 Fallout, Mai 1976 Tschernobyl, Mai 1986 Algeciras, Juni 1998 Fukushima, Mai 2011 (Bodenluft) Fukushima, Mai 2011 (auf 7900m) Quelle: BAG & ENSI 2 G.O.

24 Zusammenfassung - wie weiter? Eine Abschliessende Beurteilung ist jetzt noch nicht möglich UNSCEAR will auf Mai 2012/3 Bericht vorlegen: Quellterm & Zusammensetzung, Ausbreitung (Luft & Wasser, Hotspots), Expositionspfade und Dosen (Worker & Public), Auswirkungen auf Mensch & Umwelt (inkl. Food) Vorläufige (sehr vorsichtige) Beurteilung: Quellterm: 1/10 von Tschernobyl; stark kontaminierte Flächen: 1/10 von Tschernobyl; ein beträchtlicher Teil der Freisetzung Richtung Meer; Nuklide etwa gleiche Tschernobyl: vor allem I und Cs (Sr, Pu nur wenig); Kollektivdosen [Personen-Sievert]: Bevölkerung: TMI : Fukushima : Tschernobyl 20 : : Mitarbeiter: Fukushima : Tschernobyl 170 : rasch getroffenen Massnahmen sehr wirksam: ( interne Dosen klein): Evakuierung, Stay Indoor, Food Restrictions, Schilddrüsendosis <50 msv Offene Fragen: Psychische Auswirkungen (PTSD, Evakuierung, Umsiedelung, Stress,...), Evakuierte Gebiete (Dekontaminieren, Rückkehr der Bewohner), Anlagen (Zustand, Dekontamination, Rückbau, Entsorgung, Sarkophag, in etwa Jahren), Kosten, Entschädigungen, Lehren, wie Glaubwürdigkeit der Kernenergie wieder hergestellen,

25 Eindrücke der Tagungs des Fachverband für Strahlenschutz vom in Mainz: «Ein Jahr nach Fukushima» - Verhältnis zw. Wissenschaftlern und Journalisten zu dem Themen Strahlung, Radioaktivität sowie Gefahren und Nutzen der Kernenergie ist erheblich gestört; - Journalist will kurze Aussage in max. 15 Sekunden; - Wissenschaftler macht differenzierte Aussage: «aufgrund der heutigen Kenntnisse kann man sagen, dass.. Man muss aber berücksichtigen, dass zu diesem und jendem Punkt können wir z.z. noch keine Aussage machen.»; - Begriffe «Wahrscheinlichkeit» und «Risiko» werden anders interpretiert;, - Grenzwerte werden falsch verstanden: wenn GW=100; 99 ungefährlich, 101 tödlich; - Journalisten suchen sich jene «Experten» aus, die ihnen das erzählen, was sie hören wollen, d.h. sie in ihrer vorgefassten Meinung bestätigen; - Wissenschaftler als Vertreter einer Amststelle oder Organisation darf nicht seine Meinung sagen, sondern die «offizielle» Meinung seiner vorgesetzten Stelle; - Wenn man z.b. sagt: «die verrosteten Fässer in Brunsbüttel sind zwar eine Schweinerei aber für die Bevölkerung absolut ungefährlich» erhält man als Antwort: «eine Schweinerei ist nicht ungefährlich!»; - Häufig steht Sensationsmache im Vordergrund und nicht sachliche Information.

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29 Meine (persönlichen) Schlussfolgerungen Tschernobyl und Fukushima wären mit vertretbarem Aufwand vermeidbar gewesen (nur 2 m Unterschied zwischen Dai-ichi und Daini!) gewaltiger weltweiter Imageschaden für die Kernenergie! Kernenergie kann und soll aber weiterhin eine Rolle spielen bei der Energie-Versorgung (nicht überall, aber doch in vielen Ländern!) (s. «European Energy Roadmap 2050»; BRICS-Staaten und andere) Forschung neue Reaktortypen nötig (inhärente Sicherheit, Th?); Ausbildung sicherstellen; stellt höchste Anforderungen im Bezug auf Sicherheit & Sicherung: Betrifft: Planung / Bau, Bewilligung / Aufsicht, Betrieb, Notfallschutz, Entsorgung / Rückbau wer dies nicht erfüllen kann oder will, soll die Finger davon lassen es braucht eine internationale Behörde (IAEA) nicht nur Agentur; soll Sicherheitsstandards vorgeben & Umsetzung durchsetzen und überprüfen können (Beispiel: Luftfahrt: ICAO vom , Chicago); soll als «Rating Agentur» schwarze Liste erstellen.

30 Länder, welche Kernenergie weiterhin nutzen wollen, sollten sich verpflichten «Code of Conduct» Anlagen überprüfen (OSART), Empfehlungen umsetzen, Fristen; Behörden überprüfen (IRRS), Empfehlungen umsetzen, Fristen; Umgebungsüberwachung nach internationalen Standards durch unabhängige und akkreditierte Messstellen, Berichte veröffentlichen, nationale Krebsregister für epidemiologische Untersuchungen; Notfallschutz nach internationalen Standards Notfallübungen, Bewertung Expertenteams, Lehre daraus ziehen, CODIR-PA (F); INES-Meldungen von Ereignissen, auch wenn keine Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Anlage (wie z.b. bei der Zivilluftfahrt); Radiologische Auswirkungen durch internat. Fachorganiganisationen bewerten lassen (IARC, UNSCEAR, RERF, IRPA, ). INES: International Nuclear Event Scale OSART: Operational Safety Review Team (bisher kein OSART bei Fukushima Dai-ichi); IRRS: Integrated Regulatory Review Service (bisher nur NISA; Empfehlungen nicht umgesetzt) (Dies sind alles Dienstleistungen der IAEA)

31 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! «Gas geben und Sparen» (NZZ) UNIVERSITÉ DE FRIBOURG / FACULTÉ DES SCIENCES UNIVERSITÄT FREIBURG / MATHEMATISCH-NATURWISSENSCHAFTLICHE FAKULTÄT