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Fukushima: Tritium im gesamten Pazifik

Wie sich die Radionuklide aus dem ab 2023 eingeleiteten Abwasser ausbreiten werden

Kontamination
Nach Einleitung des kontaminierten Wassers aus Fukushima breiten sich Tritium und andere Radionuklide zunächst ostwärts über den Pazifik aus. © Science China Press

Vorhersehbare Kontamination: Forscher haben ermittelt, wie sich Tritium und andere Radionuklide aus dem verseuchten Abwasser von Fukushima im Pazifik ausbreiten werden. Denn ab 2023 soll das auf dem Kraftwerksgelände gelagerte Wasser ins Meer eingeleitet werden. Den Simulationen zufolge wird sich die Kontamination primär ostwärts ausbreiten und nach gut drei Jahren die Küsten der USA erreichen. Dort könnte die Konzentration sogar höher liegen als an vielen asiatischen Küsten.

Zehn Jahre nach dem schweren Atomunfall im japanischen Atomkraftwerk Fukushima ist die Lage in den Reaktoren noch immer kritisch. Sie müssen weiterhin gekühlt werden, um die Kernschmelze unter Kontrolle zu halten. Weil die Reaktorbehälter und Systeme nicht dicht sind, strömt ständig radioaktiv verseuchtes Kühlwasser aus, das abgepumpt und in Tanks gelagert wird. Mehr als 1,2 Millionen Tonnen dieses kontaminierten Wassers lagern schon auf dem Gelände und täglich kommen rund 170 Tonnen dazu.

Die Betreiberfirma Tepco hat deshalb bei der japanischen Regierung beantragt, dieses Wasser nach einer Reinigung ins Meer ablassen zu dürfen. Dafür soll das Tankwasser zunächst um das 40-Fache verdünnt und dann nach und nach ins Meer geleitet werden.

Wie werden sich Tritium und Co im Ozean ausbreiten?

Das Problem jedoch: Trotz spezieller Reinigungsprozesse lässt sich das radioaktive Element Tritium nicht aus dem Wasser entfernen. Zwar gilt dieses Radionuklid als erst in hohen Dosen schädlich und daher wurde die Einleitung von der Internationalen Atomenergie-Organisation IAE als unbedenklich eingestuft. Das aber sehen nicht alle so. Forscher schätzen, dass die Tritiumwerte des Fukushima-Abwassers bei rund einer Million Becquerel pro Liter liegen könnten.

Zudem gibt es Hinweise darauf, dass Reste weiterer 60 Radionuklide, darunter Strontium, Cäsium, Iod und Kobalt, in höheren Mengen im gereinigten Wasser verbleiben, als es Tepco zugibt. Dennoch wurde die Einleitung im August 2021 genehmigt, 2023 soll es losgehen. Was dies für den Pazifikraum bedeutet und wie sich die Radionuklide aus Fukushima dann ausbreiten werden, haben nun Yi Liu von der Tsinghua Universität in Shenzhen und seine Kollegen mithilfe zweier Modelle untersucht. Eines zeigt die Ausbreitung auf makroskopischer Ebene, das andere folgt den Wegen einzelner Partikel.

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Geradewegs nach Osten

Die Simulationen zeigen: In den ersten 120 Tagen nach Beginn der Einleitungen breiten sich die Radionuklide schnell über 30 Breitengrade und 40 Längengrade aus. Dabei bewegen sie sich stärker in Richtung Osten nach als nach Norden und Süden. Ursache ist die Lage von Fukushima nahe dem Treffpunkt des nordwärts fließenden Kuroshio-Stroms und der nach Süden gerichteten Oyashio-Meeresströmung, wie die Forscher berichten.

„Der größte Teil der Kontamination verteilt sich daher nicht nach Norden und Süden entlang der japanischen und asiatischen Küsten, sondern driftet ostwärts“, erklären Liu und seine Kollegen. . Als Folge bildet sich ein Streifen höher konzentrierter Kontamination, der sich entlang des 35. nördlichen Breitengrads über den Pazifik ausbreitet.

Ausbreitung
Ausbreitung des kontaminierten Wassers in der Makro-Diffusionssimulation und in der Simulation auf Partikelebene. In der Mitte der Konzentrationsverlauf in drei Vergleichsstädten. © Science China Press

Erst Kalifornien, dann der Rest des Pazifiks

Nach 1.200 Tagen – gut drei Jahren – hat das verseuchte Wasser aus Fukushima den Pazifik überquert und erreicht die Westküste der USA. Dort erreicht die Konzentration der Radionuklide an der Küsten von Städten wie dem kalifornischen San Diego sogar höhere Werte als die Stadt Miyazaki an der japanischen Küste oder Schanghai in China. „Dieses Phänomen beruht auf den starken Meeresströmungen vor Japan“, so die Forscher.

Sobald das kontaminierte Wasser den Äquatorbereich erreicht hat, wird es mit dem Äquatorialstrom auch in die Südhälfte des Pazifiks gespült. Im Verlauf von sechseinhalb Jahren gelangt es so auch bis in den Indischen Ozean und nach Australien. Wenig später werden sich das Tritium und die restlichen Nuklide aus der Fukushima-Einleitung im gesamten Pazifik verteilt haben.

Basis für quantitative Berechnungen

Wie hoch die Belastung des Meerwassers mit radioaktivem Tritium und anderen Nukliden an den verschiedenen Stellen des Pazifiks und der umliegenden Küsten genau sein wird, können die Forscher anhand ihrer Simulationen nicht beziffern. Ihre Modelle seien aber wichtig als Basis für künftige quantitative Berechnungen, erklären Liu und seine Kollegen. (National Science Review, 2021; doi: 10.1093/nsr/nwab209)

Quelle: Science China Press

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