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4.1 Strahlenquellen, -Belastung und -Schäden

Radioaktive Strahlung ist ständig präsent. Kosmische Strahlen erzeugen in der Lufthülle Beta- und Gamma-Strahlung, terrestrische Strahlung findet man u.a. in allen Gesteinen und Pflanzen. Treffen radioaktive Strahlen auf Materie, so werden einzelne Elektronen aus den Atomhüllen herausgeschlagen, es entstehen somit Ionen. Diese ionisierende Strahlung kann zu Veränderungen von Körperzellen und damit zu Erbschäden, Mißbildungen oder Krebs führen.

Bei der Wirkung der Strahlung auf den Menschen unterscheidet man zwischen der inneren Strahlung, die durch die Nahrungsaufnahme oder die Atemluft in den Körper gelangt und sich dort in den Organen oder Knochen ablagert, und der äußeren Strahlung, die vor allem in Form von Gamma-Strahlen tief in das Gewebe eindringt und dort Beta-Strahlen erzeugt.

Die Wirkung der Strahlung auf den menschlichen Körper hängt ab von der Art und Energie der Strahlung, der Dauer der Strahlung und ihre zeitliche Verteilung (eine kurzzeitige Bestrahlung ist gefährlicher als die gleiche Strahlungsenergie über längere Zeit verteilt) sowie der Empfindlichkeit des Organs (Organe sind anfälliger als Muskeln und Knochen).

4.2 Energiedosis

Den Quotienten aus der vom Körper aufgenommenen Strahlungsenergie und seiner Masse bezeichnet man als Energiedosis.

		E					J
D	=	—	;	[D]	=	1	—	=	1 Gy (Gray)
		m					kg

4.3 Äquivalentdosis

Die biologische Wirkung hängt auch von der Art der Strahlung ab. Jede Strahlungsart hat einen Bewertungsfaktor (Qualitätsfaktor), der durch biologische Experimente ermittelt wurde.

	J
H = q · D ; [H] = 1	—	= 1 Sv (Sievert)
	kg

q = 1	:	Beta-Strahlung, Gamma-Strahlung, Röntgenstrahlung, UV-Strahlung
q = 10	:	Neutronenstrahlung
q = 20	:	Alpha-Strahlung

4.4 Strahlenschutz

Beim Umgang mit radioaktiven Präparaten sollte auf den richtigen Abstand, eine geeignete Abschirmung (dicke Bleiplatten sind am besten) und auf den Schutz der Atemwege sowie der Haut geachtet werden. Die Dauer der Bestrahlung muß möglichst gering sein.

4.5 Anwendungen radioaktiver Stoffe

In der Medizin benutzt man radioaktive Stoffe zur Behandlung von Krankheiten und zur Diagnose. Krebszellen werden durch ionisierende Strahlung zerstört. Durch Zufuhr von radioaktiven Stoffen (z.B. Jod 131) in den Körper kann von einem Organ (z.B. Schilddrüse) ein Bild (Szintigramm) zur Krankheitserkennung erstellt werden.

In Industrie und Technik nutzt man die Strahlung zur gezielten Veränderung der Eigenschaften von Materialien und zur Qualitätsprüfung (z.B. Schweißnähteüberprüfung).

Die umstrittene Konservierung von Lebensmitteln durch Bestrahlung ist ein weiteres Anwendungsbeispiel.

4.6 Kernkraftwerke

Im Reaktorkern werden die, beim radioaktiven Zerfall freiwerdenden schnellen Neutronen beim Druckwasserreaktor von dem Moderator Wasser abgebremst und die Anzahl der Neutronen, die weitere Zerfälle verursachen, durch die Regelstäbe gesteuert, so daß eine kontrollierte Kettenreaktion stattfindet.

Das Wasser im Druckbehälter nimmt die, bei der Kettenreaktion entstehende Wärme (300°C bei 150 bar) auf und gibt sie im Wärmetauscher an weiteres Wasser ab, welches hierbei zu Wasserdampf wird und somit die Wärmeenergie über eine Turbine in elektrische Energie im Generator umgewandelt werden kann. Der erzeugte Wasserdampf kondensiert im Kondensator und das entstehende Wasser kann wieder erhitzt werden.

Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor:

Bei der Kernspaltung entstehen auch stark radioaktive Spaltprodukte, welche auch das umgebende Material bestrahlen und somit von all diesen Stoffen die große Gefahr der Radioaktivität ausgeht. Aufwendige Sicherheitsmaßnahmen sind demnach notwendig, um ein Austreten von radioaktiver Strahlung in die Umwelt zu verhindern.

Die Brennstoffhüllen sollen verhindern, daß Spaltprodukte austreten.

Der Druckbehälter muß einem Druck von mehr als 150 bar standhalten.

Die Betonmauer schirmt das weitere Gebäude vor Strahlung ab.

Der Sicherheitsbehälter aus Stahl, der noch zusätzlich von einer Blechhaut umgeben ist, schützt zusätzlich vor dem Austritt von Strahlung.

Das Reaktorgebäude aus Stahlbeton bietet einen Schutz vor Gefahren von außen.

Die Filter für Abwässer und Abluft sondern radioaktive Partikel aus.

Entsorgung von radioaktiven Spaltprodukten

Die in Kernkraftwerken anfallenden Spaltprodukte, sowie durch Bestrahlung selbst zu Strahlern gewordene Materialien müssen so entsorgt werden, daß sie nach Möglichkeit keine Gefahr mehr darstellen.

Möglichkeiten der Entsorgung:

-	Lagerung im Wasserbecken des Reaktorgebäudes bis die Aktivität stark abgenommen hat
-	Transport der Brennelemente und anderer radioaktiver Stoffe in Spezialbehältern mit Kühl- rippen und druck- und feuerfesten und 0,5 m dicken Wänden
-	Zwischenlagerung oder Wiederaufbereitung der Brennelemente
-	Endlagerung in Salzstöcken

Das Konzept der Wiederaufbereitung:

	Zw.
Di).
	D.

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Reihoren

	Die
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	D

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letzte Änderung: 21.7.2004