Spaltprodukte: Cäsium, Jod, Plutonium & co

Wenn Jod und Cäsium freigesetzt wurde dann bedeutet das immer auch, dass Brennstäbe beschädigt sind, denn sonst kann dieses Spaltmaterial den Brennstab nicht verlassen.

Zudem muss eine Verbindung vom Inneren des Reaktors zur Außenwelt hergestellt sein. Zu Beginn der Katastrophe in Fukushima wurde diese durch gezieltes freisetzen von Dampf aus dem Druckbehälter hergestellt.

Inzwischen lässt man keinen Dampf mehr ab, die Strahlenbelastung ist gleichzeitig enorm gestiegen. Dies legt den Schluss nahe, dass Brennstäbe in den Abklingbecken beschädigt und nicht mehr mit Wasser bedeckt sind, und/oder, dass die Reaktoren beschädigt sind und diese das beschädigte, strahlende Inventar nicht mehr sicher von der Umwelt trennen.

Unser Reaktorexperte vermutet, dass alle 3 havarierten Kernreaktoren in Fukushima Daiichi entsprechend beschädigt sind. Andere Experten kommen ebenfalls zu diesem Schluss. Offiziell meint man, es könnte sein, dass vielleicht bei Reaktor 2 ein Leck möglicherweise vorhanden sein könnte.

Plutonium ist ebenso wie Cäsium und Jod ein Spaltprodukt der Kernspaltung im Brennstab. Es gibt noch eine Reihe weitere. Wird Cäsium und Jod frei gesetzt, so wird immer auch Plutonium frei gesetzt. Ein abgebrannter Brennstab (z.B. im Abklingbecken) hat einen Anteil von ca. 1% Plutonium. MOX-Brennstoff hat einen Anteil von 7%-8% Plutonium. Dieser wird in Fukushima 1 im Reaktor 3 eingesetzt.

Warum wird erst jetzt Plutonium festgestellt?

Bei Jod und Cäsium handelt es sich um γ-Strahler (Gamma-Strahler), Plutonium ist ein α-Strahler (Alpha-Strahler) bzw. Plutonium 241 ein β-Strahler (Beta Strahler). Plutonium gibt kaum Gamma-Strahlung ab.

Gamma-Strahlung ist eine Art sehr energiereiche elektromagnetische Strahlung. Sie lässt sich nur sehr schwer abschirmen aber sehr leicht messen.

Bei Alpha-Strahlung handelt es sich tatsächlich um ganze Atomkerne, die ausgestrahlt werden. Aufgrund dieser Größe lässt sich Alpha-Strahlung leicht aufhalten. Schon ein Blatt Papier oder 10 cm Luft halten die Strahlung auf. Daher lässt sich diese Strahlung bzw. das strahlende Plutonium anhand der Strahlung nur sehr schwer messen.

Cäsium und Jod dagegen konnte quasi sofort gemessen werden. Zur Feststellung des Alpha-Strahlers Plutonium muss eine Probe dagegen im Labor untersucht werden.

Ein weiterer Grund ist, dass Cäsium und Jod ebenso wie die Gase Krypton und Xenon leicht flüchtig sind und daher die beschädigten Sicherheitsbarrieren auch leichter überwinden können (Jod ist bereits ab 184,2°C gasförmig, Cäsium ist ab 28,4°C flüssig).

Plutonium, wie auch Uran, Strontium oder Antimon sind weniger flüchtig und verhalten sich wie Staub bzw. Aerosole (Schmelzpunkt von Plutonium: 639,4°C; Siedepunkt: 3230°C).

Wie kommt Plutonium in die Brennstäbe?

Plutonium kommt in der Natur quasi nicht vor. Die in einem Kernreaktor entstehenden Isotope kommen in der Natur überhaupt nicht vor, sind also alle vom Menschen geschaffen. Plutonium entsteht im Brennstab beim Zerfall des Uran – wie viele anderen Spaltprodukte auch.

\mathrm{^{235}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{236}_{\ 92}U_m\ \xrightarrow[120 \ ns]{} \ ^{236}_{\ 92}U\ +\ \gamma}
\mathrm{^{236}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{237}_{\ 92}U\ \xrightarrow[6,75 \ d]{\beta^-} \ ^{237}_{\ 93}Np}
\mathrm{^{237}_{\ 93}Np\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{238}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,117 \ d]{\beta^-} \ ^{238}_{\ 94}Pu}

Ebenso kann auch das Uran 238 zu Plutonium werden:

\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23,5 \ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,3565 \ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}

Dass aus einem Uran-Atom Plutonium wird geschieht zufällig. Ist ein Brennstab abgebrannt, besteht er zu etwa 1% aus Plutonium.

Auch Plutonium kann wieder zerfallen. Tatsächlich kommen 40% der Energie eines Kernreaktors aus dem Zerfall des dort gebildeten Plutoniums.

In Wiederaufbereitungsanlagen wird unter erheblichem Aufwand und der erheblichen Freisetzung von Spaltprodukten in die Luft und in das Wasser das Plutonium aus den abgebrannten Brennstäben gewonnen und in sogenannten MOX-Brennstäben wiederverwendet. Diese haben einen Anteil von 7%-8% Plutonium.

Die Kernindustrie preist die Wiederaufbereitung gerne als Recycling von Kernbrennstoff an. Tatsächlich wird aber in der Regel nur dieses 1% Plutonium wieder verwendet. Es könnte auch ein Anteil von 9% an Uran wiederverwendet werden. Dies geschieht jedoch in der Regel nicht. Der hoch radioaktive Anteil (ca. 5%) wird in Castorbehältern zwischengelagert, bis ein Endlager gefunden ist. Der Uran-Anteil wird z.B. von Frankreich nach Russland ausgeführt und dort oberirdisch unter freiem Himmel ebenfalls zwischengelagert. Ein anderer Verwendungszweck ist die Verteilung dieses hoch gefährlichen Atommülls auf den Schlachtfeldern der USA und der NATO in Form von DU-Geschossen (Dokumentarfilm: Deadly Dust – Todesstaub mit Prof. Dr. Dr. Sir Siegwart-Horst Günther).

Das hier genannte Plutonium 238 kann ebenfalls wieder ein Neutron einfangen und zu Plutonium 239 werden. Dieses wird beim Bau von Kernwaffen (Atombombe) verwendet. Wer Kernwaffen herstellen möchte benötigt zur Herstellung des Plutoniums also ein Kernkraftwerk. Tatsächlich wurden Kernkraftwerke “erfunden” um Plutonium für Kernwaffen herzustellen, nicht um Energie zu erzeugen.

Durch den Einfang eines weiteren Neutrons entsteht Plutonium 240. Dieser Prozess kann sich bis zu Plutonium 243 fortsetzten. Die Beta-Strahler Plutonium 243 zerfällt relativ schnell zu Americium. Auch der Beta-Strahler Plutonium 242 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 14,35 Jahren zu Americium.

Americium ist allerdings wieder ein Alpha-Strahler.

Ist Plutonium gefährlich?

Plutonium ist wie jedes Schwermetall giftig, sogar hoch giftig. Gefährlicher als die Gift-Wirkung ist jedoch die Radioaktivität.

Die Strahlung besteht aus einem Helium-Kern mit 2 Protonen und 2 Neutronen. Dieses Geschoss kann auf atomarer Basis erheblichen Schaden anrichten, wenn es auf ein Hindernis trifft. Zum Beispiel im Erbgut von Lebewesen.

Da die Alpha-Strahlung sich sehr leicht aufhalten lässt ist sie vor allem dann gefährlich, wenn die Radioaktive Substanz in den Körper gelangt. Dann richtet sie großen Schaden an den Zellen an und das Krebsrisiko erhöht sich wesentlich.

Schon einige Tausendstel Gramm Plutonium reichen aus um eine für den Menschen unmittelbar tödliche Dosis darzustellen. 40 Millionstel Gramm Plutoinum 239 reichen aus um die zulässige Jahresdosis eines Arbeiters zu erreichen.

Versuche mit Tieren ergeben, dass bei sehr kleinen Dosen ein Krebs erst nach etwa frühestens 10 Jahren auftritt. Damit ist es rechtlich kaum möglich einen Verursacher heran zu ziehen und Schadenersatz zu erhalten.

Die Aufnahme von 1µg Plutonium wird als sicher krebsauslösend angesehen. Das sind 0,000 001 Gramm.

Plutonium hat eine sehr hohe Halbwertszeit. Das bedeutet, es dauert sehr lange bis die Strahlung abgeklungen ist. Plutonium 239 hat z.B. eine Halbwertszeit von 24.110 Jahren, Plutonium 240 eine Halbwertszeit von 6.564 Jahren. Das bedeutet, nach 24.110 Jahren, bzw. 6.564 Jahren ist die Hälfte der Strahlung abgeklungen. Daher sprechen manche Aussagen auch von “unendlicher” Strahlungsdauer. Zum Vergleich: Die Steinzeit endete vor 9.000 Jahren. Hätten diese Menschen Kernkraft genutzt, müssten wir heute noch auf den Müll aufpassen.

Die Gefahr von Plutonium geht also davon aus, dass es giftig ist und die Radioaktivität sehr gefährlich ist, ebenso das Zerfallsprodukt Americium. Damit kann Plutonium auch Jahre und Jahrzehnte nach der Aufnahme in den Körper noch Krebs verursachen kann, auch bei kleinsten Mengen.

Trivia

Lungenkrebs der auf das Rauchen von Tabak zurück zu führen ist (als Raucher oder Passiv-Raucher), kann zu einem erheblichen Anteil auch auf Alpha-Strahlung zurück geführt werden. Dies liegt daran, dass in den Blättern der Tabakpflanze der Alpha-Strahler Polonium angereichert wird. Das Polonium setzt sich beim Einatmen der Rauchgase im Gewebe fest und kann durch die Alpha-Strahlung den Krebs verursachen. Passiv rauchen oder passiv rauchen lassen tötet also auch.

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März 29, 2011 | abgelegt unter Allgemein, Fukushima 

Kommentare

4 Kommentare zu “Spaltprodukte: Cäsium, Jod, Plutonium & co”

  1. starkes Erdbeben in Japan am März 29th, 2011 15:25

    [...] Infos zur Schadenwirkung vom Plutonium, oder geht das Verteufeln weiter? geschenk für dich: Spaltprodukte: Cäsium, Jod, Plutonium & co : #AntiAtomPiraten bitte erst komplett lesen, dann selbst mal ein wenig recherchieren und dann in die tasten [...]

  2. Atomgefahr in Japan - Kernschmelze droht - Seite 20 - Erwerbslosen Forum Deutschland (Forum) am März 30th, 2011 11:03

    [...] [...]

  3. Peter Publisher am März 30th, 2011 20:09

    Dass der Grenzwert von 60 auf 600 Becquerel (alo auf das zehnfache) angehoben wurde ist ja an unf für sich schon skandlös genug. Aber nun nochmals verdoppeln schlägt dem Fass dem Boden aus. Mich wundert nicht dass einheimischen Politiker aller EU-Mitgliedsstaaten mit der Schulter zucken und all diese Gesetzesänderung wie Genveränderte Lebensmittel usw. auf Brüssel verweisen und ihre blamable Ohnmacht demonstrieren das hat ja Methode.

    Es werden Gesetze nicht zum Schutz der Bevölkerung erlassen sondern zum Schutz der Chemie-, Öl-, Atom- und Lebensmittelindustrie welche um deren Gewinne besorgt sind.

    Längst ist Krebs ja schon zu einer “normalen” Seuche der Menschheit geworden. Jeder dritte erkrankt an Krebs. Jeder zehnte stribt daran.

    Strahlung wird immer mit “natürlichen” externen Strahlungen verglichen, was natürlich ein Schwachsinn ist, weil es so gut wie keine natürliche Aufnahme von radioaktiv aggressiven Radionukleiden in den Körper (Schilddrüse, Muskel, Knochemasse) in der Natur gibt.

    Es ist etwas ganz anderes ob wir Menschen geröntgt werden (externe Strahlungsquelle) oder ob wir strahlenverseuchte Lebensmittel zu uns nehme, wo Radionukleide im Körper eingebaut werden und uns nie mehr verlassen (Cäsium, Strontium, Plutonium usw.) solange bis schon Menschen nachdem sie gestorben sind schon als radioaktiver Sondermüll entsorgt werden müssen.

    Verharmlosen hat daher auch Methode.

    Was mich wundert dass die breite Bevölkerung sich so was gefallen lässt und nicht schon längst japanische, russiche amerikanische und europäische Volkmassen gegen solche Praktiken massiv weltweit demonstrieren und diese “Weich-Ei” Politker welche vor der Kernenergiemafia in die Knie gehen (oder sogar hochbezahlte Jobs erhalten) mit nassen Lacken aus deren Ämtern jagen

  4. Jakob am März 30th, 2011 23:22

    Die im Artikel genannte Reaktion zur Entstehung von Plutonium existiert zwar auch, spielt aber in Kernreaktoren keine grosse Rolle. Uran 235 spaltet sich beim Einfang eines Neutrons in den meisten Fällen, so dass die weiteren Schritte nur mit geringer Wahrscheinlichkeit stattfinden konnen. Das meiste Plutonium entsteht aus dem Uran 238 durch Einfang eines Neutrons und danach zwei Beta-Zerfälle.

    http://de.wikipedia.org/wiki/Plutonium#Gewinnung_und_Darstellung

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