Willkommen zum Fukushima-Info- und -Diskussions-Forum des physikBlogs.

Die Zahl der Kommentare auf unsere Fukushima-Beiträge ist jenseits der 1000er Marke. Es wird zu unübersichtlich!
Daher gibt's dieses Forum, bei dem ihr über den Unfall von Fukushima kommentieren könnt, was das Zeug hält!

Zu einer kleinen Einführung, hier entlang.

Ihr seid neu hier? Das physikBlog hat in vier Artikeln den Unfall von Fukushima begleitet. Eine Lektüre, zumindest des Aktuellsten, empfiehlt sich vor dem Mitdiskutieren!

Es sei erwähnt, dass wir bei der Moderation der Kommentare hier weniger streng sind, als im Blog. Ihr seid freier in eurer Themenwahl.

Viel Spaß, André & Andi vom physikBlog.

Uran - ein Thema, über das man (noch) nicht spricht
  • SileneSilene April 2011
    Die defekten Brennstäbe in den Reaktoren und Abklingbecken des havarierten Kraftwerks in Fukushima bestehen größtenteils aus Uran, das dürfte allgemein bekannt sein. Dennoch spricht man fast nur über Iod-131 oder Caesium-137, wenn es um die gesundheitlichen Risiken der Katastrophe geht. Das ist zunächst verständlich, da Alkalimetalle wie Caesium, Halogene wie Iod und natürlich auch radioaktive Edelgase verhältnismäßig leicht flüchtig sind und deshalb (im Gegensatz zu schweren Elementen wie Uran oder Plutonium) als Gaswolke bzw. Aerosol frei werden können. Urandioxid (die chemische Verbindung von Uran und Sauerstoff, die in den Brennstäben Verwendung findet) schmilzt dagegen erst bei Temperaturen über 2800 °C und lässt sich praktisch nicht verdampfen. Eine Freisetzung größerer Mengen von Uran über die Luft erscheint deshalb unwahrscheinlich.

    Allerdings wird der Großteil der radioaktiven Stoffe in Fukushima derzeit nicht atmosphärisch freigesetzt, sondern vom Kühlwasser aus dem Reaktorkern herausgespült. Könnte auf diese Weise auch Uran freigesetzt werden?

    Nun, eigentlich ist Urandioxid in Wasser nicht löslich. Das klingt beruhigend. Aber leider ist Urandioxid nicht die einzige Form, in der Uran im Kern des Reaktors vorliegen kann. Es gibt da beispielsweise noch das sogenannte Urantrioxid, ein Stoff der entsteht, wenn Urandioxid bei hohen Temperaturen eine zusätzliche Bindung mit Sauerstoff eingeht. Urantrioxid ist ein Feststoff wie Urandioxid, aber im Gegensatz zu diesem sehr gut wasserlöslich!

    Man darf wohl davon ausgehen, dass sich Urantrioxid (oder andere komplex gebundene Formen hexavalenten Urans) im Kühlwasser des Reaktors gelöst haben und auf diese Weise aus dem Containment herausgelangt sind. Wie groß die entwichenen Mengen sind, hängt stark von den Rahmenparametern (z.B. Sauerstoff im Reaktorkern, pH-Wert des Wassers, Interaktion mit gelösten Salzen) ab.
    Ich bin mir sicher, dass TEPCO den Urangehalt des kontaminierten Kühlwassers bestimmt hat. Es wäre fahrlässig, wenn sie das unterlassen hätten. Mich beunruhigt aber, dass die Ergebnisse bisher nicht veröffentlicht wurden. (Spekulation: Vielleicht ist die Stickstoffeinleitung in die Reaktoren ja nicht nur als Präventivmaßnahme gegen mögliche Wasserstoffexplosionen gedacht?)

    Ich muss noch kurz erwähnen, warum Uran im Wasser eigentlich so gefährlich ist. Das hat nicht nur mit der Radioaktivität (Alphastrahler!) zu tun. Uran ist nämlich auch noch extrem giftig.
    Aus radiologischer Sicht liegt der zulässige Grenzwert für Uran im Trinkwasser bei 300 µg/l (das entspricht etwa einer Aktivität von 7 Bq/l). Wenn man aber die Giftwirkung dieses Schwermetalls betrachtet, wären höchstens 2-15 µg pro Liter Trinkwasser zulässig.
    Im Meer und in Süßgewässern werden gelöste Uransalze von Algen aufgenommen und dabei etwa auf das 100000fache konzentriert. Auf diese Weise kann Uran in die Nahrungskette gelangen und schließlich auch auf unserem Teller landen.

    Ein hervorragender und fachlich anspruchsvoller Text über Uran im Trinkwasser findet sich hier:
    http://www.cut-os.de/downloads/Vortrag_Merkel_internet.pdf
  • Wie wird das in den Uranabbaugebieten eigentlich geregelt. Schwarzwald zb. Dort wird Uran auch über das Grundwasser ausgewaschen und erhöht die Belastung. Ist Uranoxid nicht stabiler als natürliches Uran?

    Bisher gehe ich davon aus, das nur die Zerfallsprodukte gefährlich sind. Uran dürfte nicht gefährliches sein, wie Blei oder andere Schwermetalle, da der Radioaktive anteil zwar durch anreicherung von 0,5% auf 3% angehoben, aber ich sehe die Arbeiter in Brennstabherstellung nur durch einfache Handschuhe geschützt Uranoxidtabletten handhaben. Nichtmal Mundschutz.

    In Meerwasser gelöst dürfte die gesamte Uranmenge die in Fukushima existiert nach ca 20km entfernung unter den Grenzwert für Schwermetalle gefallen sein. 2µg/kg = 2000kg pro km³ Wasser. 10km Halbkreis enthält rund 160km³ Wasser, würde reichen 320 Tonnen Uran zu verdünnen auf 2µg/liter. 100km Umkreis sind 16.000km³ Wasser und reichen um 32.000 Tonnen Uran unter den Grenzwert von 2µg zu verdünnen. Ich gehe von 1km Wassertiefe im Schnitt aus. 500m im Schnitt verdoppeln die Menge, der Radius wird dann 150km betragen. Jährliche Fördermengen bewegen sich bei 30.000 Tonnen Uran als Ausbeute. Egal wieviel in Fukushima auch sind, es ist garantiert weniger als die Jahresabbaumenge.

    Es sollte also kein Problem sein, wenn sich das Uranoxid dort ins Meer verflüchtigt, solange man nicht direkt bei Fukushima Wasser entnimmt und trinkt oder eine Strömung die homogene Ausbreitung verhindert und eine Entnahme an ungünstiger Stelle stattfindet. Allerdings wird Meerwasser nicht als Trinkwasser genutzt, bzw bei Entsalzungsanlagen würde zwangsläufig auch Uran rausgefiltert. Systembedingt...

    Ich denke das die Radioaktivität das einzige Problem sein wird. Ok...vieleicht sollte verhindert werden das dieses Uran ins Grundwasser absinkt, dort könnte die toxische Wirkung des Schwermetalls durchaus Probleme machen. Aber momentan sehe ich da keine Gefahr, da das Wasser ins Meer fliest und die Nähe zum Meer Grundwassergefährdung nahezu ausschliesst. Grundwasser ist ja nun nicht eine seperate Wasserschicht unter dem Meer oder so, sondern nur eine gefilterte Wasserschicht die unterirdisch zum Meer hin fliest und sich aus Regenwasser speist. Nahe am Meer also zwangsläufig schnell ins Meer ableitet. Brunnen in der Nähe sind bestimmt nicht mehr in Benutzung.

    Vieleicht hat aber jemand andere Erkenntnisse, ich jedenfalls sehe Rechnerisch kein problem bei der Uranmenge.

  • SileneSilene April 2011
    Sorry chefin, aber das ist aus mehreren Gründen eine Milchmädchenrechnung:

    1. Vor der Küste Fukushimas ist das Meer nicht 1000 m tief.

    2. Ganz egal, wie tief das Meer ist: Aufgrund von Unterschieden in der Temperatur und im Salzgehalt sind Meere keine homogenen Wasserkörper, in denen sich Stoffe beliebig verteilen können. Das Oberflächenwasser (warm, weniger salzig -> geringere Dichte) liegt als Schicht auf dem Tiefenwasser (kalt, höherer Salzgehalt -> höhere Dichte). In der oberen Wasserschicht bilden sich Temperatur- und Konzentrationsgradienten, die eine zügige Vermischung erschweren.

    3. In den oberen Meeresschichten leben Algen (Phytoplankton) und Bakterien, die das Uran aufnehmen. In der oben zitierten Arbeit wird ein Akkumulationsfaktor von 100000 genannt. Anders ausgedrückt: Das Schwermetall wird fast vollständig organisch gebunden und verfügbar gemacht. Da wir das Meerwasser nicht trinken, uns aber von Fischen und anderen Meereslebewesen ernähren, sollte uns der Weg des Urans in der Nahrungskette interessieren.

    4. Die Reaktoren werden jetzt wieder mit Süßwasser gespült. Das kontaminierte Wasser, das aus den Gebäuden heraus sickert, konnte vorher aufgrund seines Salzgehalts und seiner Dichte durch die grundwasserführenden Bodenschichten hindurch ins Meer abfließen. Jetzt wird es sich vermutlich eher mit dem Grundwasser vermischen.

    Zur Giftigkeit und Mobilisierung von Uransalzen steht eine ganze Menge im Artikel von Broder J. Merkel. Hier nochmal der Link:
    http://www.cut-os.de/downloads/Vortrag_Merkel_internet.pdf
  • SileneSilene April 2011
    In diesem Zusammenhang vielleicht interessant:

    TEPCO to check if plutonium leaked to seabed
    The operator of the Fukushima Daiichi nuclear power plant says it will examine the seabed off the facility to ensure that no plutonium has leaked into the ocean.

    Tokyo Electric Power Company said on Monday it will conduct the inspection as plutonium is heavier than other radioactive materials and could have accumulated on the floor.
  • TimTim April 2011
    Meiler und Meer - Der Einfluss radioaktiver Partikel auf marine | Forschung Aktuell | Deutschlandfunk
    http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/1439493/

    (nur 4 Minuten lang)

    Nicht wirklich was neues - jedoch n kurzer Überblick.
  • RolandRoland April 2011
    @Silene Interessanter Artikel. Broder J. Merkel schreibt, dass "die Uran-Gewinnung aus Meerwasser sich vor allem in Japan in der Erprobungsphase befindet." War er seiner Zeit schon voraus?

    Hier noch eine Werbung für Bioprodukte: "Eine Entfernung von Uran aus Phosphatdüngern war, so lange die Uran-Weltmarktpreise stabil waren, noch rentabel. Mit dem Zusammenbruch des Weltmarktes für Uran mit Ende des kalten Krieges lohnte dies sich nicht mehr und führte dazu, dass noch mehr Uran in Phosphat-Düngern enthalten war."
    Das haut einen doch um: "Aus den Zahlen der Freisetzung von Uran durch Verbrennung von Kohle (Flugasche) ergeben sich hochgerechnet 830.000 t Uran in Flugaschen bis zum Jahr 2040. Diese Zahl ist in Relation zu setzen zum Bergbau, der von 1945 bis 1992 1.400.000 t Uran produziert hat."

    Und darüber spricht auch keiner mehr (Vorsicht es ist hier die Rede von 1000 Tonnen Uranmunition, nicht von 1000 Tonnen Uran): Nach offiziellen Zahlen, so der UMRC-Bericht, verschossen Briten und Amerikaner in diesem Jahr zwischen 100 und 200 Tonnen Uranmunition im Irak. Schätzungen anonymer Quellen bei den Vereinten Nationen und im Pentagon gingen dagegen von der zehnfachen Menge aus. Ziele seien nicht nur Schlachtfelder in der Wüste gewesen, sondern auch besiedelte Gebiete bis hin zu Stadtteilen im Zentrum Bagdads.
    http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,278417,00.html


  • SileneSilene April 2011
    Broder J. Merkel schreibt, dass "die Uran-Gewinnung aus Meerwasser sich vor allem in Japan in der Erprobungsphase befindet." War er seiner Zeit schon voraus?

    -> Uranium recovery from sea water

    Die Uranfreisetzung durch Phosphordünger, fossile Brennstoffe und DU-Munition ist ein Riesenthema, dessen Relevanz die Medien bisher nicht wirklich erkannt haben.
  • SileneSilene Juli 2011
    Hier noch ein extremes Beispiel für die Risiken von Uran in der Umwelt:

    [Asahi Shimbun] Attention, hope dwindles in cancer-ridden village in Iraq
    The Tuwaitha nuclear research facility was a key development site that Hussein reportedly used to enrich uranium for nuclear weapons.

    When the Hussein regime fell in April 2003, the Iraqi army disappeared from the facility, leaving it vulnerable to looters. [...]

    According to area residents, U.S. military doctors visited each household in the village in mid-2003 to measure radiation levels of their livestock and furniture. Some people were warned to not eat their ducks.

    Four buses were later dispatched to the town and took more than 100 villagers to Al-Mada'in hospital for blood tests. Although it remains unknown whether the U.S. military or a U.N. organization organized the blood tests, the results of the tests had not been released until now. Villagers have never since taken follow-up health checks. [...]

    Mohammad Karm, 20, who took that blood test, was told by a doctor that he may develop cancer symptoms in five to 10 years. His family used three of the yellowcake containers. His father started having bloody urine three years after they began using the containers. He died last November of vesical cancer.

    In Al-Wardiya, where 1,800 people live, cancer cases have become all too common.

    Salman Humaid, 59, lost his two brothers and one niece to cancer. His wife, Hanaa, 52, had an operation to remove her entire left breast in 2007 because of cancer.

    Salman said his family never used the radiation-contaminated containers.

    Salman suspects that the village's water supply has been poisoned by radiation. [...]

    A full investigation into the series of deaths has not been conducted in Al-Wardiya nor its neighboring towns. Health checks, precautions against cancer and medical research have not been properly implemented.

    Although villagers submitted several requests to the central and local governments for health examinations, little has been done. The residents said they have been totally neglected.
  • SileneSilene Juli 2011
    [foodwatch] Ab November gilt Grenzwert für Uran im Trinkwasser
    Ab 1. November 2011 darf in Deutschland kein Wasser mehr aus dem Hahn fließen, das mehr als 10 Mikrogramm Uran pro Liter enthält. Das ist ein großer Fortschritt für die Verbraucher, denn bisher gab es keinerlei gesetzliche Obergrenze. Jahrelang hatte foodwatch kritische Werte öffentlich gemacht und einen Grenzwert gefordert.

    Die Änderung der Trinkwasserverordnung, die einen Uran-Obergrenze von 10 Mikrogramm pro Liter festlegt, hat das Bundesgesundheitsministerium am 11. Mai erwirkt. Wenn die Regelung am 1. November in Kraft tritt, ist Deutschland das erste Land innerhalb der Europäischen Union, in dem ein Grenzwert für den Gehalt des giftigen Schwermetalls im Leitungswasser gilt. [...]

    Die Freude über den neuen Grenzwert ist jedoch getrübt, denn der Wert von 10 Mikrogramm pro Liter bietet Säuglingen und Kleinkindern keinen sicheren Schutz. Das zeigt eine wissenschaftliche Expertise der Europäischen Lebensmittelsicherheitsbehörde EFSA. Die Studie kommt zu dem Schluss: Auch bei Uranwerten von deutlich unter 10 Mikrogramm sind vor allem für Säuglinge und Kleinkinder Gesundheitsrisiken wie schwere Nierenschädigungen nicht auszuschließen. Die Bundesregierung ignoriert diese Einschätzung der EFSA, die von deutschen Behörden eigens in Auftrag gegeben wurde – und verletzt damit ihre gesundheitliche Fürsorgepflicht gegenüber den Bürgern.

    (Mal wieder ein guter Link von Tim)
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