Plutonium strahlt und schreckt

Stoffkunde Pu Die Stoffgeschichte des Plutoniums nötigt, Verharmlosungen abzulehnen. Sein berechtigt schlechter Ruf verweist auf die unkalkulierbaren Risiken der Nukleartechnik.
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Plutonium strahlt und schreckt

Lernfähigkeit?

„Radioactivity is in the air for you and me(...) Radioactivity tune in to the melody. Radioaktivität, für Dich und mich im All entsteht (...)Radioaktivität, strahlt Wellen zum Empfangsgerät(...) Radioaktivität, wenn es um unsere Zukunft geht(...)“ (Kraftwerk, „Radioactivity-Radioaktivität“, 1975, http://www.youtube.com/watch?v=OPhUWrQx1zY ) und Jahre später,

„RADIOACTIVITY-RADIOAKTIVITÄT“, Kraftwerk, Tokyo 2002: „Ra-di-o-ac-ti-vi-ty..., Tschernobyl, Harrisburgh, Sellafield, Hiroshima,..., STOP RADIOACTIVITY...Cain reaction and mutation, Contaminated population,...STOP RADIOACTIVITY“ ( www.youtube.com/watch?v=GkGOdfwQiXc&;;;;feature=related ).

Der Stand der Dinge (02.04.2011, 10:00 Uhr)

Der Betreiber Tepco und die japanische Regierung einigten sich diese Woche. Geringe, nicht gesundheitsschädliche (?) Spuren des symbolträchtigsten radioaktiven Stoffes dieser Welt, Plutonium, seien rund um die Blöcke des Kraftwerks Fukushima I gefunden worden. Zugleich stiegen im Meerwasser die Belastungen mit radioaktivem Jod. Die Ruinen gelten endlich offiziell als gefährlicher, zu versiegelnder Schrott, und jeder Vorschlag das Ausmaß der Verseuchung gering zu halten, wird nun erwogen und getestet. Zuletzt entdeckte der Betreiber einen Riss im Beton unter Block 2, aus dem beständig hochradioaktives Wasser abläuft.

Messwerte anderer, langlebiger radioaktiver Substanzen sind rar. Gerade erst gibt es erste Cäsium-Werte. Man findet nur, wonach man sucht, und in Japan, wie um den ganzen Globus, fahndet niemand gerne nach sprachlich, symbolisch und real äußerst lästigen Sachverhalten. Mit einem weiteren, deutlichen Anstieg der Cäsium-, Strontium-, Plutonium- und Uran-Konzentrationen muss gerechnet werden, denn Brennstäbe sind bereits geschmolzen, zerbröseln oder lagen in den Abklingbecken zu lange trocken. Wichtig wären exakte Messungen seltener Nuklide (Xenon, Technetium, Barium, Molybdän und Zirkonium), um über den Zustand der Reaktorhüllen und Brennstäbe genauer Bescheid zu wissen, wenn schon keine optische Kontrolle möglich ist.

Was also, ist Plutonium, was macht es?

Woher stammt seine Gefährlichkeit? Ist die ultimative Bedrohung am Ende gar nur eine Mythe, ein Hype der Mediengesellschaft? - Mitkommunaut „Kalle Wirsch“ fragte unter Kathrin Zinkants Artikel „Strahlensalat: Mr. Sievert, Madame Curie und das Wildschwein“ (www.freitag.de/community/blogs/kathrin-zinkant/strahlensalat-mr-sievert-madame-curie-und-das-wildschwein ), was denn das Element so „giftig“ macht. Hintergründig dräut der nicht unpopuläre Forenverdacht, Plutonium sei gar nicht das Teufelszeug, für das es gehalten werde.

Vorweg, für all jene die sowieso nur Textanfänge lesen: Die isolierte Betrachtung dieses Symbolstoffes greift viel zu kurz. Plutonium und sein ebenso spaltbarer Bruder, das Uran, stehen am Anfang einer langen Zerfallsreihe radioaktiver Substanzen und Strahlungsarten. Die Kernenergie-Technik verwendet nicht nur diese beiden hochgefährlichen Ausgangsstoffe, sondern produziert aus ihnen beständig neue und dazu ganz verschiedene Strahler! Der GAU macht die "Schädlichkeit" überhaupt erst allgemein sichtbar. Sonst ginge sie im Grundrauschen der übrigen Gesundheits- und Umweltrisiken unter, obwohl sie beständig existiert. - Eine allzu sorglose Betrachtung der bisherigen Ereignisse in Japan oder eine oberflächliche Folgenabschätzung anhand des Symbolstoffs Plutonium, über den man, es verwundert zunächst, erstaunlich wenig weiß, ist daher kein sehr rationales Verhalten.

Plutonium hat seit seiner Entdeckung 1940 eine traurige Geschichte. Von Anfang an war allen klar, dieser Stoff schadet, mehr aufgrund seine Radioaktivität, als durch seine biologische Giftwirkung analog den Schwermetallen. Die Strahlenwirkung wurde damals ins Verhältnis zur Wirkung der bekannten Substanzen Radium und Radon gesetzt. Man hielt Plutonium für drei- bis fünfmal gefährlicher. Das Manhattan-Projekt ("Trinity"-Testbombe, Atombombe „Fat Man“), die Schicksale mancher Pionier-Wissenschaftler, brachten den Stoff bald in den Ruf, eine der tödlichsten Substanzen überhaupt zu sein. Nur wer so beeindruckt ist , -und dazu eiskalt-, betreibt Menschenversuche (dazu Horst Kuni, www.staff.uni-marburg.de/~kunih/all-doc/puversuche.pdf ).

Nichtdestotrotz darf für die BBC, im Jargon der Abwiegler zu Fukushima berichtet werden (www.bbc.co.uk/news/world-12860842 ). Da plädierte jüngst (26.03.) Wade Allison, ein Chemiker der Oxford Universität, dafür, vor Radioaktivität nicht weg zu rennen. Sie sei tausendfach weniger gefährlich als bisher eingeschätzt. - Wie das mit der Einschätzung und Risikobewertung klappt, demonstriert gerade Tepco, Japan und die Regierung dort.

Wer verstrahlt wird, fragt nicht nach dem passenden Einheiten-Faktor der Gefahr, zwischen 100 und einigen Millionen Millisievert pro Stunde aus dieser „Fehlmessung“, sondern ob ihm Gefahr droht. Im letzteren Fall stürben die Arbeiter an den Reaktoren wie die Fliegen, beim ersten Wert können sie maximal 2-4 Stunden dort arbeiten und sollten dann nie wieder etwas mit Strahlung zu tun haben. - Wir wissen, die Realität sieht anders aus!

In Tschernobyl, so Wade Allison, seien allenfalls ein paar Dutzend Arbeiter lebensgefährlich verstrahlt worden und in Fukushima sei bisher nur ein viel geringerer Anteil an Radioaktivität in die Umwelt gelangt als 1986 in der Urkraine. Gut, der Mann aus Oxford ist sei graumer Zeit bekannt für diese Positionen. Er vertritt sie auch relativ einsam. 2009 veröffentlichte er dazu das allgemeinverständlich geschriebene Sachbuch „Radiation and Reason-The Impact of Science on a Culture of Fear“ (2009). - Ein wenig mehr „Persönlichkeitsstudien“ zu Plutonium schaden also nicht und Professor Wade sagt ja auch ein paar ganz richtige Dinge.

Strahlende Paradoxa

Die lange Halbwertszeit eines strahlenden Stoffes, ist zunächst ein großer Beruhigungsfaktor. Denn es gilt die Regel: Was eine lange Halbwertszeit hat, das zerfällt langsam. Was langsam radioaktiv zerfällt, setzt auch weniger Strahlung frei. - Dann wäre ja wieder einmal alles in Butter und die Katastrophe gerade vom überkompetenten Kernphysikochemiker aus Oxford abgesagt. - Gälte in dieser Frage tatsächlich nur ein einziges physikalisches Wirkprinzip, stammte die radioaktive Gefahr wirklich nur aus der Zahl der Zerfallsereignisse pro Zeiteinheit eines einzigen Stoffes, geritzt, dann liefen die Reaktoren der ganzen Welt mit dem harmlosen Plutonium. Weltweit stünden 2000, gar 3000 Plutonium-Meiler und nicht nur jene 430 Reaktoren, meist mit Uran beladen, die planmäßig alle 25 Jahre, einen GAU produzieren.

Plutonium, der Stoff der Alpträume und einiger Wunschträume

Plutonium ist ein schweres Element. In der, von vielen Schülergenerationen hassgeliebten, Tafel des Periodensystems steht es in der Gruppe der Actinoide. Sie besitzen eine hohe Dichte, sowie große Atom- und Kernradien. Die Endung „-oide“ kennzeichnet die Ähnlichkeit innerhalb der Gruppe (Wer ein gutes interaktives Periodensystem sucht, um selbst einmal genauer nachzuschauen, der findet es hier: www.periodensystem.info/periodensystem/ ).

Die Actinoide, sind den Elementen der dritten Nebengruppe (Scandinium und folgende) ähnlich. Sie zeigen Metallcharakter (Übergangsmetalle, leichte Oxidation an Luft, mehrere Oxidationsstufen, hohe Schmelz- und Siedepunkte, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Färbung bei der Salz- oder Komplexbildung, leichte Entzündlichkeit der Feinstäube, zahlreiche Oxid-und Hydridbildung, Komplexbildung) in unterschiedlicher Ausprägung.

Radioaktivität ist nicht Kernspaltung!

Alle Elemente dieser Gruppe sind radioaktiv, d.h., sie zerfallen von selbst. Isotope anderer Elementgruppen tun das auch. Kalium-40 (Alkalimetall) z.B., wird seit Anbeginn unseres Sonnensystems zu Argon (Edelgas) und daher dient das Verhältnis dieser Elemente zur Altersbestimmung geologischer Strukturen. Thorium-232 zerlegt sich gar seit Anbeginn des Universums, mit einer Halbwertszeit von ca. 14 Milliarden Jahren. Uran-238 ist nach ca. 4.5 Milliarden Jahren zur Hälfte zerfallen. Andere radioaktive Isotope des Plutoniums,-aber auch des Urans-, leben nur Bruchteile von Sekunden, Minuten, Tage, und die Halbwertszeiten sind daher extrem kurz. - Grund genug, die Achtung auch vor den langlebigen radioaktiven Ausgangsstoffen niemals zu verlieren! Plutonium-Isotope die kurzzeitig leben, strahlen intensiv. Das gilt ebenso für deren Zerfallsprodukte und die radioaktiven Nebenprodukte aus der Einwirkung der ionisierender Strahlung auf ursprünglich nicht radioaktive Substanzen, wie auch für die radioaktiven Stoffe aus der Kernspaltung. - Gut, wenn es im Gedächtnis bleibt!

Die Kernenergie-Industrie ist nämlich an einer ganz anderen Eigenschaft der radioaktiven Actinoide interessiert. Unter einem gewollt herbeigeführten, viel schneller ablaufenden, sich dazu noch selbst erhaltenden Zerfall der Radionuklide Plutonium, Uran oder Thorium in wesentlich leichtere Kerne (Kernspaltung), wird sehr viel Energie freigesetzt (Wärme und Strahlung). Auslöser ist eine technisch herbeigeführte Vermehrung von „langsamen“ Neutronenstößen, die auf die Radionuklide treffen.

Kernspaltung

Die Neutronen stammen aus dem Spaltmaterial (Plutonium oder Uran) selbst. Sie würden aber allein nicht ausreichen, einen Spaltzyklus in Gang setzen und weiter zu unterhalten (Ausnahme, die lange erloschenen Oklo- und Bangombé-Uran-Naturkernkraftwerke in Gabun).

Für einen einzigen, ultrakurzen Moment funktioniert das bei der A-Bombe. Dabei wird die kritische Masse der Spaltstoffe in eine besondere geometrischen Form gebracht, z.B. zwei massive, allein nicht explosible Halbkugeln in einem fixen Abstand, um sie dann mit einem Mantel aus konventionellem Sprengstoff bei dessen Explosion zusammen zu bringen

Oder aber, die Erzeugung von langsamen Neutronen in einem Reaktor wird durch Moderatorwasser, sowie Regulatorstäbe, z.B. aus Cadmium oder Graphit, in Gang gesetzt und dann, sorgfältig kontrolliert, aufrecht erhalten. Kurzzeitig muss dazu die Zahl der langsamen Neutronen die auf spaltbares Material treffen deutlich vermehrt werden, bis die Kettenreaktion einsetzt. Die nun ablaufende Kaskade der Neutronenproduktion und Spaltung wird an der schnell steigenden Strahlungsdosis und der ebenfalls steigenden Temperatur gemessen.

Enrico Fermi und seine Mitarbeiter regelten das 1942, im ersten Reaktorhaufen der Welt, dem Chicago Pile 1, noch per Hand. Die Physiker rechneten damals schon mit dem GAU und seinen weiteren Folgen, und so mussten ein paar opferbereite wissenschaftliche Mitarbeiter über dem Hügel stehen, um im Notfall zusätzliche Moderatorstäbe fallen zu lassen, sowie Moderatormaterial über den möglichen Unfall zu kippen. Die Strahlung des durchgehenden Reaktors hätte sie allerdings trotzdem getötet. - Es kam nicht zum GAU.

Auf dem erwünschten, kontrollierten Niveau der Kettenreaktion, sorgt heute umgewälztes, entionisiertes Wasser im Reaktorkern für den ausreichenden Neutronenfang. Gleichzeitig verdampft es und führt so die enorme Wärme ab. Oberhalb der Brennstäbe in ihrem Moderator-Wasserbad sammelt sich gespannter Wasserdampf (Druck), der über eine Turbine, unschädlich und nützlich zugleich, abgeleitet wird, oder aber, über einen zwischengeschalteten zweiten Wasserkreislauf (nutzbare Wärme) abgibt. - Wenn das nicht gelingt und die Notkühlung versagt, tritt allerdings der GAU ein. Quod erat demonstrandum apud Fukushimatum.

Schmilzt der Kern durch das Containment, oder bleiben die Kühl-, Notfall- oder Sicherungsöffnungen ungeregelt offen, dann passiert mehr, als je ursprünglich eingeplant. Manche Leute wollen das Super-GAU nennen. Einfacher wäre es, von einem weitgehend unkontrollierten Austritt radioaktiver Substanzen zu sprechen.

Plutonium-239

Plutonium gehört mit seinem Isotop 239 zur Gruppe derjenigen Stoffe die direkt spaltbar sind. Seine Ordnungszahl beträgt 94. Das heißt, 94 Protonen bilden mit einer wechselnden Anzahl an Neutronen seinen Kern. Die Atommasse der 20 bekannten Isotope verändert sich mit der Zahl der Neutronen im Kern, von 228-247. Nur wenige Isotope spielen in der Kernenergie eine wesentliche Rolle. - Der andere, in Kernreaktoren häufiger verwendete Stoff, ist das Uran-Isotop 235.

Um mehr reaktorfähiges Plutonium-239 zu bekommen, müssen andere Isotopen heraus gefiltert und abgereichert, werden. Oder aber, man arbeitet abgebrannte Uran-Brennstäbe aus den Reaktoren, die ca. 1%, aus Neutronenaufnahme (!) entstandenes Plutonium-239 enthalten, auf und bringt das Material nachher, zusammen mit dem Uran-235 als MOX-Brennstab (=Mischoxid, das ist 7% Pu(239)2 O2 und 93% U(235)2O2) in ein Kernkraftwerk. - Je höher die isotopenreine Abreicherung, desto leichter lässt sich das Material auch für Atombomben verwenden. In Brutreaktoren kann gar das spaltfähige Isotop-239 aus anderen Radionukliden hergestellt werden.

Alle Folgeprodukte des Plutoniumzerfalls sind ebenfalls radioaktiv. Dazu wird auf dem weiteren Weg immer wieder Wärme und jede Menge Strahlung frei. Plutonium selbst, ist ein potenter Alpha-Strahler (Ein dickes Heliumkern-Teilchen, macht viel Schaden, kommt aber nicht weit). Darüber hinaus wird Gamma-Strahlung frei, die nur schwer zu entdecken und abzuschirmen ist. Einige der Spaltprodukte sind ebenfalls Gamma-Strahler und andere massive Beta-Strahler. Auch diese Teilchenstrahlung aus Elektronen ist schwerer abzuschirmen und deren Gefahr, wie die der Gamma-Strahlung, stark vom Energiegehalt abhängig, der den Elektronen mitgegeben wurde. - Gesundheitsschäden und Todesfälle treten bei den meisten Radionukliden nach Einatmen und/oder Verschlucken von sehr fein verteilten Partikeln auf, die akut an Schleimhäuten, an Teilungsgeweben, sowie an all den Stellen wirken, an denen sie längerfristig im Körper abgelagert werden (Knochen, Niere, Leber, Gehirn).

Das Ergebnis eines ungeregelten Zerfalls plutoniumhaltiger Brennstäbe im stählernen Reaktorherz und seinem Containment aus Beton, für Uran gilt das ebenso, klingt nur harmloser, sind also eine Vielzahl von Spaltprodukten und eine große Menge direkter Neutronen- und Gammastrahlung. Während die ionisierende Strahlung vor allem am Ort der Entstehung wirkt und so die Aufräum- und Sicherungsarbeiten nach dem GAU schwer beeinträchtigt, wirken die radioaktiven Teilchen als weit reichende Gefahr, wenn sie in die Umwelt gelangen.

Was passiert mit einem MOX-Brennelement im Unfallreaktor 3 des Kraftwerks Fukushima?

Zerfallen die Brennstäbe, weil es zu heiß wurde, dann schmilzt die Hülle aus Zirkalloy (eine neutronendurchlässige Metall-Legierung, mit 90% Zirkonium-Anteil). Treten nun Wasser, Wasserdampf oder Luft, weil eventuell kein Wasser mehr da ist, direkt mit dem strahlenden Material in Kontakt, so gelangt ein ganzer Zoo an radioaktiven Substanzen in die Umwelt, von denen nur ein kleiner Teil als „Leitsubstanz“ gemessen wird. In Japans Katastrophenregion wurden selbst für diese Anzeiger-Substanzen erst nach dem Unfall Messregime aufgestellt und die Zahl der Messorte war von Anfang an viel zu gering.

So hat die japanische Umweltaufsicht zwar die Plutonium- Ablagerungen aus dem Bombenabwurf und aus den oberirdischen Waffentests der Nuklearmächte aus den 50er und 60er Jahren des letzten Jahrhunderts genau beobachtet, aber eben nicht die aktuellen Isotope aus den Reaktoren. So messen bis heute nur sehr wenige Stationen überhaupt. Das Lagebild aller möglichen Austrittsstoffe bleibt unvollständig. - Ich bin überzeugt, kaum ein Arbeiter am Unfallort weiß derzeit, wo er sich gerade mit seiner kumulierten Strahlendosis befindet. Vielleicht wollen es einige der „Helden“ auch gar nicht mehr wissen.

Die Verwendung der Mischoxid-Brennstäbe wurde ökonomisch begründet. Die wachsenden Plutonium-Müllberge lassen sich so „entsorgen“ und gleichzeitig brennen die MOX-Elemente ihren Hauptanteil, das Uran, effizienter ab. Sie belasten aber gerade die älteren Reaktoranlagen und führen zu einer zusätzlichen Abnutzung der Hüll- und Schutzmaterialien. Der Mengenanteil der MOX-Stäbe in den ursprünglich nicht dafür vorgesehenen Reaktoren ist ebenso Gegenstand von Praxisexperimenten, wie die Bestimmung einer hinreichenden Zahl der zusätzlich notwendigen Modulatorstäben in der jeweils passenden Geometrie, um die aktiveren Plutonium-Neutronenzerfälle sicher zu steuern.- Wer weiß, ob nicht hier schon einer der Gründe liegt, warum ausgerechnet der MOX-beladene Reaktor so viel Ärger macht? MOX-Brennelemente leiten schlechter Wärme ab und schmelzen schneller.

Der Zerfall des Plutoniums

Schon im Normalbetrieb gelangen einige radioaktive Partikel in den heißen Dampf. Sie müssen abgefiltert werden. Wer zusätzlich mit der Abbrenndauer der Uran-Brennstäbe experimentiert, indem er die Menge an Uran 235 auf deutlich über vier Prozentsteigert, riskiert mehr radioaktive Gase. Wer MOX-Stäbe einsetzt, erhöht den Anteil starker und langlebiger Alpha-Strahler, kommt es einmal zum GAU. Wenn aus wirtschaftlichen Gründen die ursprüngliche Betriebsgeometrie und Beladung der Reaktoren verändert wird, beschleunigt sich auch die Alterung der sicherheitsrelevanten Strukturen, weil nun höhere Belastungen auftreten.

Aus Plutonium 239 (Halbwertszeit ca. 24.000 Jahre) entsteht unter Abgabe von Alpha- und wenig Gamma-Strahlung und viel Wärme, Uran-235 (t 1/2 ~703 Mio.Jahre). Das langlebige Uran 235 zerfällt, wiederum unter Alpha-Zerfall und weiterer Energieabgabe zu Thorium 231 (t 1/2 ~25,5 Stunden). Das zerfällt, unter Abgabe von Beta-Elektronenstrahlung, zu Protactinium, usw., usw. So geht es fort, bis zum stabilen Element Blei. 70% des Plutoniums in verbrauchten Brennstäben ist Isotop-239.

In die Umwelt freigesetzt schädigt Plutonium-239 besonders durch seine spezifische Aktivität! -1 Gramm erzeugt ungefähr 2,3 Milliarden (2,3x10 hoch 9) Zerfälle pro Sekunde (Becquerel). 1 g Uran-235 (der Haupt-Reaktorbrennstoff) liefert gerade einmal 80.000 und 1 g Thorium-232 , 4.000 Zerfälle/Sekunde.

Neben dem eigentlichen Reaktorplutonium 239, zerfällt aber auch Plutonium 238 (Halbwertszeit ca. 87 Jahre, spezifische Aktivität ca. 6,3 x 10 hoch 11 Becquerel, d.h. ungefähr 630 Milliarden Zerfällen pro Sekunde). Der 1%ige Anteil im MOX-Brennstab, -potenziell waffenfähig, Antrieb für Satelliten, früher einmal für Herzschrittmacher geeignet-, zeigt einen massiven Alpha-Zerfall zu Uran-234. Partikel-Stäube, die eingeatmet oder geschluckt werden, sind besonders gefährlich. Ausgebrannte Uran-235 Brennstäbe (normale Beladung eines Reaktors) enthalten ebenfalls 1-2% Plutonium 238, das für einen Hauptteil der Zerfallswärme nach dem Stopp der Kettenreaktion sorgt. - Wenn diese Wärme nicht abgeführt wird, kommt es zum GAU und trocken gefallene Brennstäbe in einem Abklingbecken zerstören sich selbst.

Plutonium-240 macht ungefähr 20% der PU-Menge in einem gebrauchten Brennstab aus. Meist ensteht es aus dem PU-239, das beim Neutroneneinfang entweder zerfällt, oder zu ca. 1/3 der Ausgangssubstanz das neue Isotop bildet. PU-240 ist ein starker Alpha-Strahler mit einer spezifischen Aktivität von ca. 8,4 x 10 hoch 9 Becquerel/Gramm, das sind 8,4 Milliarden Zerfällen pro Sekunde, pro Gramm.

Wie es mit den übrigen Plutonium-Isotopen, die geringere Prozentbeiträge beisteuern, weiter geht, schreibe ich nicht hin. Wer es wissen will, zappe sich durch eine Nuklidkarte ( www-nds.iaea.org/relnsd/vchart/index.html , interaktiv, nach ein wenig Spielerei selbsterklärend), oder nutze die Wikipedia (en) , die in dieser Hinsicht sehr genau ist.

Leichte Spaltprodukte, große Gefahr

Die hohen Messwerte für Jod-Isotope belegen, es muss Lecks (offene Ventile, Risse, Druck-Aussprengungen, andere Explosionsschäden) am Sicherheitsbehälter eines oder mehrerer Reaktorblöcke (Fukushima I, 1,2,3) geben. Die Hüllen größerer Teile der Brennstäbe in den Abklingbecken und im Reaktorkern wurden beschädigt und nun tritt das so genannte „Inventar“ an radioaktivem Material aus. Viel wichtiger für die mittelfristige und längfristige Prognose ist, was mit dem austretenden Cäsium und Strontium passiert und welche Konzentrationen diese Stoffe erreichen. Die Halbwertszeit des relevanten Cäsium-Isotops 137 beträgt ca. 30 Jahre, und das Element, einst in Pfälzer Mineralwasser von Bunsen und Kirchhoff entdeckt, ist ein sehr potenter Beta-Strahler.

Kontakt mit Plutonium

Einleitend schrieb ich, das geringe Wissen zu unserem Symbolstoff verwundere. - Jedoch, wer will freiwillig mit Plutonium etwas zu tun haben? Klinische oder allgemeine medizinische Forschung an und mit dieser Substanz ist in jeder Hinsicht schwer. Hinweise stammen aus den unfreiwilligen, katastrophalen Großexperimenten, wie wir gerade wieder eines erleben, und aus den Folgen der militärischen Nutzung. Aus einem Graubereich existieren die spärlich veröffentlichten Daten zu Arbeitsunfällen bei der Anreicherung und Aufbereitung spaltfähiger Materialien. Gerade aus den großen Einrichtungen des kalten Krieges (Los Alamos (USA), Mayak (SU), Hanford (USA)) kamen nur gefilterte (klassifizierte) Ergebnisse. Gegen die ärztlichen Standesregeln, führte man Niedrigdosis-Experimenten an (tod)kranken Probanden, geistig Behinderten und Strafgefangenen durch (s.o., Kuni). Alle weiteren Daten, z.B. zur möglichen Letaldosis, stammen aus Tierversuchen an Ratten und Hunden.

Plutonium musste erst gefunden und technisch benutzt werden, um überhaupt relevant in der "Humanosphäre" gelangen zu können. Das besorgte die Bombe über Nagasaki und die Testexplosionen der 50er, 60er und 70er Jahre des letzten Jahrhunderts. Jeder Mensch dieser Erde lebt mit einem, wenn auch sehr kleinen, Plutonium-Strahlungshintergrund. Raucher bekommen etwas mehr davon (Plutonium, Polonium), denn sie atmen die Kumulatorpflanze Tabak auf Lunge.

So gibt es weltweit allenfalls ein Monitoring sehr weniger, dazu häufig noch, ethisch anrüchiger Fälle, und selbst die mageren Studien an ein paar Dutzend Menschen, bei denen die isolierte Aufnahme, Ausscheidung und Einlagerung einer definierten, kleineren Menge Plutoniums hätte diagnostiziert werden können, kranken an hohen Drop out- Quoten oder anderen, die Ergebnisse verzerrenden Randbedingungen (Rauchen).

Jene, die unfreiwillig relevant hohe Dosen des Plutoniums als Stäube oder Aerosole oder gasförmig aufnahmen, waren meist gleichzeitg auch noch mit der Radioaktivität anderer Elemente schwer belastet. Sie starben zumeist an der direkten, hohen Strahlenwirkung aller Kontaktsubstanzen. Plutonium ist so sehr ein radioaktives Übel, dass die biologisch-toxischen Vergiftungserscheinungen gar nicht realisiert werden (dazu:Schäfer, Georg; Elsenhans, Bernd; Schümann, Klaus-Otto; Hagen, Ulrich, „Plutonium: Eine toxikologische Bestandsaufnahme“, Dt Ärztebl 1996; 93: A-2151–2156 [Heft 34-35], www.aerzteblatt.de/v4/archiv/artikel.asp?id=2522 ).

Fazit: Plutonium erweist sich nicht das ultimative radioaktive Gift, zu dem es stilisiert wurde, obwohl seine effektive Strahlendosisleistung z.B. für die entscheidenenden Isotope 238, 239 deutlich über der des Uran-235 liegt. Folgeprodukte aus der Spaltungsreaktion und aus dem Zerfall haben jedoch teilweise viel höhere effektive Dosisleistungen! Gefürchtet sind z.B. Americium-241, das aus abgebrannten Brennstäben (ca.100g Americium/Tonne Brennstäbe) Gamma-Strahlung frei setzt oder Polonium. Polonium-210 erlangte berüchtigte Berühmtheit, weil damit 2006 der Ex-KGBler Alexander Litwinenko, in London tödlich vergiftet wurde. Es emittiert Alpha-Strahlung und sehr viel Wärme und hat eine spezifische Aktivität von 166 TBq/Gramm. Das sind 166 x 10 hoch 12, also 166 Billionen Zerfälle pro Sekunde, pro Gramm. 50 Nanogramm (50 milliardstel Gramm) geschluckt, oder 10 Nanogramm inhaliert, sind absolut tödlich (en.wikipedia.org/wiki/Polonium ). - Aber, Plutonium und Uran sind die Leitstoffe, deren weltumspannende, kommerzielle und militärische Verwendung das generationenüberdauernde Risiko der technischen und industriell erzeugten Radioaktivität überhaupt erst begründen.

Christoph Leusch

16:06 02.04.2011
Dieser Beitrag gibt die Meinung des Autors wieder, nicht notwendigerweise die der Redaktion des Freitag.
Geschrieben von

Columbus

Profil nicht mehr nötig.Alles Gute, der dFC und dem dF.
Columbus

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