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Radioaktivität
Was ist RadioaktivitätBei chemischen Elementen, deren Atomkerne instabil sind, kann es zu seinem Zerfall kommen. Diese so genannte Radioaktivität setzt Energie in Form von Strahlung frei, die sich geradlinig vom Kern ausbreitet. Das Aussenden von Strahlen findet stochastisch, also unregelmäsig, statt.Natürliche Strahlung: Von Natur aus sind Lebewesen auf der Erde drei Arten von natürlicher Strahlung ausgesetzt:
Radioaktive Strahlung Radioaktive Strahlung lässt sich durch die Spaltung von Plutonium und Uran zur Energiegewinnung in Kernkraftwerken erzeugen. Diese Strahlung kann nicht vollständig von der Umwelt isoliert werden, selbst wenn strenge Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Bei der Aufbereitung von Brennstäben verstärkt sich die Radioaktivität des Materials enorm. Man unterscheidet radioaktive Strahlung in folgende Kategorien:
Auswirkungen: Die Auswirkungen der radioaktiven Strahlung hängen vor allem von Bestrahlzeit und Empfindlichkeit des organischen Körpers ab. Es ist auch ausschlaggebend, wie viele Moleküle auf den Körper einwirken (Energiedosis) und wie weit die Strahlung in den Körper hineinreicht. In den Körper aufgenommene Strahlungsquellen wirken kritischer. So können auch schon α- bzw. β-Strahlungen Zellen und DNA-Abschnitte schädigen oder vernichten. Kernspaltungskettenreaktion: Radioaktives Material kann zu einer Kernspaltungskettenreaktion, also einer atomaren Explosion, gebracht werden, wenn eine sogenannte "Kritische Masse" vorliegt. Bei der Überschreitung der kritischen Masse, steigt die Neutronenstrahlung so schnell an, dass die frei fliegenden Neutronen immer mehr Uranatome spalten und eine Kettenreaktion auslösen. Richard Feynmen berechnete die Kritische Masse für eine Uranbombe auf 50kg reinen Urans. Uran für eine Atombombe sollte einen Reinheitsgrad von über 98% haben. Für eine Plutoniumbombe wurde die kritische Masse auf 21kg berechnet. Durch verschiedene Sprengmechanismen lässt sich die kritische Masse reduzieren. Die nukleare KetteWird derzeit überarbeitet!Methode: Puzzle zur nuklearen KetteMATERIAL: Karten zur Nuklearen KetteZEIT UND ORT: 30 Minuten, Stuhlkreis mit Platz in der Mitte zum Legen der Nuklearen Kette Der Brennstoffkreislauf lässt sich durch seine simple Prozessaufteilung in einzelnen Schritten bildlich darstellen. Der Gruppe soll die Möglichkeit gegeben werden, selbst herauszufinden, wie die Schritte zusammenhängen und wo sich der Kreislauf im System befindet. Zur Vorbereitung beschriften Sie Kärtchen mit den einzelnen Prozessen der nuklearen Kette und deren Abfallprodukten. Hierzu befindet sich im pdf eine Grafik mit allen relevanten Kärtchen. SCHRITT 1 - BRAINSTORMING Bevor die Teilnehmenden irgendwelche Informationen bekommen, ist es wichtig in Erfahrung zu bringen, wie viel sie von dem Thema eigentlich schon wissen. Dafür wird der Begriff „Uran“ auf den Flipchart oder die Tafel geschrieben und gefragt, was den Teilnehmenden zu diesem Stichwort einfällt. Jede zum Thema relevante Antwort wird aufgeschrieben und mit einer Linie mit dem Kreis in der Mitte verbunden. Für den Fall, dass den Teilnehmenden nichts mehr einfällt, können auch Fragen gestellt werden: Welche Länder haben Uran? Ist Uran gefährlich? Wofür wird Uran verwendet? Was ist Radioaktivität? SCHRITT 2 – Die nukleare Kette Lege den Teilnehmenden die vorbereiteten Karten zu den Schritten der Nuklearen Kette bereit und bitte sie zu überlegen, wie der Brennstoffkreislauf logisch zusammengestellt werden könnte. Sollte es größere Verwirrungen geben, kann man natürlich helfend eingreifen, aber auch aus einem falschen Brennstoffkreislauf lässt sich etwas lernen. SCHRITT 3 – AUSWERTUNG Nun wird der Brennstoffkreislauf gegebenenfalls korrigiert und Schritt für Schritt durchgesprochen. Hier hilft die Zusammenfassung im Anhang. Auch mit Bildern kann der Prozess veranschaulicht werden. Es gibt auch Filmmaterial, zum Beispiel unter http://strahlendesklima.de/. Geschichte der AtomtestsSeit 1945 wurden auf der Erde insgesamt mehr als 2000 Atomtests von acht Atommächten durchgeführt. Die Vereinigten Staaten und Russland sind dabei für mehr als 80% dieser Tests verantwortlich.
Es war der 16. Juli 1945, als Gadget, die weltweit erste Atombombe in der Wüste Neumexikos unter dem Decknamen Trinity gezündet wurde. Dieser so genannte atomare Urknall hatte eine Sprengkraft von 21 Kilotonnen TNT Äquivalent. Es reichen 200 Gramm TNT aus, um einen Menschen zu töten. Die Explosion wurde vom amerikanischen Militär als Explosion eines Munitionslagers getarnt und erst am 6. August 1945, dem Tag des Bombenabwurfs über Hiroshima, als Atombombentest bekanntgegeben. Auswirkungen: Während die weltweiten Atomtests an der Erdoberfläche, in der Atmosphäre oder unter Wasser unmittelbare Folgen für die körperliche Gesundheit für die bestehenden als auch nachfolgenden Generationen hatten, kam es bei unterirdischen Tests zur nachträglichen Freisetzung von Radioaktivität über Gase, die an die Oberfläche drangen. Einer Studie der „Internationalen Ärzten für die Verhütung des Atomkriegs“ (IPNNW) zufolge stiegen die Schätzungen für Krebstote durch oberirdische Tests bis zum Jahr 2000 auf die Zahl 430 000 an. Eindämmung weiterer Tests: Seit 1992 verzichten die USA selbstbestimmt auf weitere Atomtests. Russland hat 1990 den letzten Test durchgeführt. Großbritannien im Jahre 1991. Frankreich schloss sich 1995 mit dem bisher letzten Test an, China 1996 und 1998 folgten Indien und Pakistan. Die Atomtests von Nordkorea 2006, 2009, (2010), 2013 und 2016 sind damit die bis dato letzten Atomtests weltweit. 1963 kam das Moskauer Atomteststoppabkommen (PTBT, Partial Test Ban Treaty) zustande, das Nukleartests in der Atmosphäre, unter Wasser oder im Weltraum verbietet. Ihm folgte der Vertrag für ein umfassendes Verbot von Nuklearversuchen. Der TeststoppvertragSeit 1958 wird ein Vertragswerk verhandelt, das alle Arten von Nukleartests bzw. Atomexplosionen zu Testzwecken unterbinden soll. Gleichzeitig soll ein internationales Überwachungssystem entwickelt werden, das Vertragsbruch aufdecken kann und gegenseitige Kontrollen, zum Beispiel durch Vor-Ort-Inspektionen ermöglicht.DDieser so genannte Atomteststopp-Vertrag (Comprehensive Test Ban Treaty, CTBT) ergänzt das Verbot von Nuklearwaffentests in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser (PTBT) dadurch, dass er jede Form von getesteter Atomexplosion unter Verbot stellt, also auch unterirdische Tests. Bisher konnte der Atomteststopp-Vertrag noch nicht in Kraft treten, da alle 44 so genannten Annex-II-Staaten – alle Staaten, die nukleare Kraft nutzen – den Vertrag zuerst unterzeichnen und ratifizieren müssen. Derzeit (Stand 1.10.2016) fehlen noch acht Ratifikationen; allen voran die von den beiden offiziellen Atomwaffenstaaten USA und China. Die zuständige Organisation für den CTBT (CTBTO) ist derzeit mit dem Ausbau eines globalen Überwachungsnetzes beschäftigt, das von den bisherigen Vertragsstaaten finanziert wird und bei in Kraft treten des Vertrages als ein glaubwürdiges Überprüfungssystem genutzt werden kann.  (Bildquellen: www.ctbto.org, 2.11.2010) Für das geplante Netzwerk sind 337 sensible Messstationen und Labore geplant, die Nuklearexplosionen in der Atmosphäre, an der Oberfläche, im Untergrund und unter Wasser registrieren können. Hierfür werden Technologien neuesten Standards in den Bereichen Seismologie, Hydrologie und der Erkennung von instabilen Atomen in der Atmosphäre verwendet. Diese Einrichtungen sind Teil des Internationalen Überwachungssystems (International Monitoring System, IMS), das sich derzeit in einer Testphase befindet und Untersuchungsergebnisse zur zentralen Einrichtung der CTBTO nach Wien sendet. Sie werden ebenfalls ausgewertet und den Vertragsstaaten mitgeteilt. Das in Kraft treten des CTBT würde weiterhin Vor-Ort-Inspektionen ermöglichen, sollte der Verdacht eines Atomtestes im Raume stehen. Hierfür würde eine Gruppe von Kontrollbeamten zum entsprechenden Verdachtsgebiet ausgesandt werden, um dieses näher auf Beweise für eine stattgefundene Nuklearexplosion zu untersuchen. So eine Inspektion wurde im Jahre 2008 schon einmal erfolgreich in Kasachstan durchgeführt. Methode: Film- und BildmaterialMATERIAL: Interaktive Karten und Informationsblätter (www.ctbto.org)ZEIT UND ORT: sehr flexibel, von 10-30 Minuten, PC-Pool Auf der Internetpräsenz der CTBTO lassen sich jederzeit aktuelle Informationsmaterialien zum Vertragsstatus, dem Überwachungssystem und den bisherigen Atomtests einholen. Mit Hilfe dieses Materials könnte man mit der Gruppe näher auf die Details der einzelnen Messeinrichtungen eingehen, die man in Kleingruppen sammeln und dann vorstellen könnte. Auch finden sich dort Filme, wie die CTBTO im Ernstfall ein Gebiet untersuchen würde, wenn vermutet würde, dass dort ein Atomtest stattgefunden hat oder eine Simulation über alle bisher stattgefundenen Atomtests. Geschichte der Nukleare UnfälleJeden Tag findet man Berichte über menschliches und technisches Versagen auf der Welt. Natürlich können von Atomwaffen bei einer weltweiten Stückzahl von über 20.000 auch in friedlichen Zeiten durch menschliches und technisches Versagen Bedrohungen ausgehen. So gibt es mittlerweile schon eigenständige Definitionen, was man unter einem Atomwaffenunfall verstehen kann: beispielsweise unautorisierte Starts von atomfähigen Waffensystemen, unbeabsichtigte Detonationen oder radioaktive Verseuchung. Auch wenn die Informationen über Unfälle im Zusammenhang mit Atomwaffen spärlich sind, gibt es genügend Beispiele von fehlerhaftem Umhang damit. Im Folgenden einige ausgesuchte Beispiele:1966: Palomares, Spanien Ein B-52-Kampfbomber der Vereinigten Staaten prallte mit einem anderen Flugzeug zusammen. Die Ladung von vier Atombomben wurde abgeworfen. Während zwei auf dem Boden bzw. im Meer geborgen werden konnten, zerbrachen die anderen beiden beim Aufprall. Obwohl es sich hierbei um keine nuklearen Detonationen handelte, wurden über 1.400 Tonnen Erde und Vegetation radioaktiv verseucht. 1968: US-Luftwaffenstützpunkt nahe Thule, Grönland Absturz eines US B-52-Flugzeuges vor der Küste Nordwest-Grönlands. Es waren vier Atombomben an Bord. Keine der Bomben löste eine Atomexplosion beim Aufschlag auf der Erde aus, allerdings zündeten die konventionellen Sprengteile. Die Bombenteile inklusive dem radioaktivem Material schmolzen sich tief ins Eis ein. Mit Hilfe grönländischer und dänischer Arbeiter wurde eine umfassende Suche danach gestartet. Nach drei Monaten wurden die Aufräumarbeiten offiziell als beendet erklärt. Inzwischen ist jedoch bekannt, dass das US-Militär noch längere Zeit heimlich nach den Atombomben suchte. Von einem Fund wurde seither aber nicht berichtet. 1985: Heilbronn, Deutschland Eine Pershing-II Rakete fing bei einer Routineübung plötzlich Feuer und brannte unter Explosionen ab. Es flogen Teile der Rakete bis zu 120 Meter weit. Etwa 250 Meter vom Unfallort entfernt waren gefechtsbereite Pershing-II Raketen mit Atomsprengköpfen stationiert. Bei dem Unfall kamen drei US-Soldaten ums Leben und 16 weitere wurden schwer verletzt. 1989: Nordkapbecken Ein nuklearbetriebenes sowjetisches U-Boot K-278 »Komsomolez« (Mike-Klasse) kam vom Kurs ab und versank nach einigen Stunden. Durch Verbrennungen, Verletzungen, Ersticken und Unterkühlung kamen 42 Besatzungsmitglieder ums Leben. Ein Kernreaktor und zwei Torpedos mit Atomsprengköpfen liegen auf dem Meeresgrund. Methode: Schreibe einen ZeitungsartikelMATERIAL: Zeitungen, InternetZEIT UND ORT: 30 – 45 Minuten Die Informationsgrundlage über Atomunfälle ist nur vage, reicht aber aus, um einen Eindruck zu bekommen, wie damit umgegangen wird. Schreibend sollen sich die Teilnehmer näher mit dem Thema auseinander setzen. Mit Hilfe von Recherchen im Internet sollen sie einen Zeitungsartikel zu einem beliebigen Unglück verfassen, als wäre dieses erst am gestrigen Tag geschehen. Bei der Recherche kann man auch auf Internetarchive von Zeitungen zurückgreifen, die eventuell tatsächlich über die Unfälle berichtet haben. |
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