Tritium im Meer

Laut einer dpa-Meldung beabsichtigt der japanische Konzern Tepco, Betreiber des im März 2011 havarierten Kernkraftwerks Fukushima Daiichi, Wasser in den Pazifik einzuleiten, welches das radioaktive Wasserstoff-Isotop Tritium enthält.


Das Wasser fiel in großen Mengen bei der Kühlung der Reaktoren nach der Kernschmelze an.  Tritium kann nicht wie gelöste Radionuklide (z.B. Cäsium) aus dem Wasser entfernt werden. Deshalb wird das tritiumhaltige Wasser in Tanks auf dem Reaktorgelände gelagert. Weil die Lagerkapazität aber mittlerweile erschöpft ist, wird erwogen, länger gelagertes Wasser, in dem sich die Aktivitätskonzentration des Tritiums durch dessen radioaktiven Zerfall bereits reduziert hat, kontrolliert ins Meer einzuleiten. Damit würde Platz für neues, höher kontaminiertes Wasser geschaffen – und die älteren Tanks könnten auch auf ihre Sicherheit überprüft werden.

Was ist Tritium und welche Auswirkungen kann eine Einleitung des verstrahlten Wassers haben?

Bei Tritium handelt es sich um ein in der Natur in Spuren vorkommendes Isotop des Wasserstoffs. Im Gegensatz zum „normalen“ Wasserstoff, dessen Atomkern nur ein Proton besitzt, besteht der Tritium-Kern aus einem Proton und zwei Neutronen – Tritium wird deshalb auch als „überschwerer“ Wasserstoff bezeichnet. In der Natur wird Tritium in der oberen Atmosphäre stetig neu produziert. Etwa 99% davon liegen im Wasser gebunden vor.

Tritium ist ein radioaktiver Beta-Strahler niedriger Energie; es zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12,3 Jahren. Es hat einen sehr niedrigen Dosiskoeffizienten, weshalb es auch in sogenannten Consumer-Produkten (z. B. Leuchtziffern in Uhren, leuchtende Angelköder) eingesetzt wird. Der Dosiskoeffizient ist ein Maß für die Wirkung eines radioaktiven Isotops auf den Körper einer Person. Er wird in Sv/Bq (Sievert pro Becquerel) angegeben. Der Dosiskoeffizient von Tritium ist mit 1,8*10-11 Sv/Bq etwa tausendfach niedriger als der von radioaktivem Cäsium, das bei der Reaktorkatastrophe in Fukushima freigesetzt wurde und ins Meer gelangte.

Tritium wird in organisches Material eingebaut, weil es sich wie normaler Wasserstoff verhält. Im menschlichen Körper – und wahrscheinlich auch im Tier – wird Tritium schnell wieder ausgeschieden (Halbwertszeit von ca. 10 Tagen). Daher wird in der Fachliteratur eine Gesundheitsgefährdung durch Tritium für Mensch und Tier als gering eingeschätzt (Galeriu & Melintescu, 2010; Povinec et al., 2017). Allerdings ist es noch nicht wissenschaftlich gesichert, ob die Gefahr durch Fehler in der Erbsubstanz, die nach Einbau von Tritium in die DNA entstehen können, bislang unterschätzt wurde (European Commission, 2008; HPA, 2007).

Tritium wird nach Angaben der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEA 2004) nicht im Fisch angereichert. Im Gegensatz zu Cäsium, das hundertfach angereichert wird, sind die Konzentrationen in Fisch und Wasser identisch. Während Tritium im Fisch relativ schwer nachweisbar ist und auch schlecht vom natürlichen Hintergrund zu unterscheiden, ist der Nachweis im Wasser dagegen gut handhabbar. Anders als beim Fisch kann beim Nachweisverfahren im Wasser eine beliebig große Wassermenge nach einer Anreicherung auf dessen Tritium-Aktivitätskonzentration analysiert werden. Durch die Anreicherung erhöht sich die Tritium-Aktivitätskonzentration im späteren Messpräparat so, dass das Messgerät auch einen gültigen Messwert erzeugt bzw. der in der Probe enthaltene natürliche Hintergrund „ausgeblendet“ werden kann.

Die früheren Einleitungen von Tritium aus dem havarierten Kernkraftwerk in den Pazifik waren im Juni 2011 im Wasser in 40 km Entfernung zum Kernkraftwerk gut nachweisbar, obwohl die eingeleiteten Mengen deutlich geringer waren als die früherer oder aktueller Ereignisse wie des Kernwaffenfallouts oder den Einleitungen der Wiederaufbereitungsanlagen für Kernbrennstoffe (Povinec et al., 2017). Wie bei dem im Verlauf der Havarie ins Meer gelangten Cäsium wird sich auch die Tritium-Menge im Wasserkörper des Pazifiks sehr stark verdünnen.

Fazit

Tritium ist ein Radionuklid, das in großen Mengen natürlich gebildet wird und dessen wesentlicher Anteil im Wasser gebunden vorliegt. Die Einleitungen aus den Tanks des havarierten Kernkraftwerks Fukushima sind im Vergleich dazu sehr gering. Tritium wird, sofern es von Meeresorganismen aufgenommen wird, auch schnell wieder ausgeschieden. Daher ist es sehr unwahrscheinlich, dass direkte oder indirekte Strahlenwirkungen bei Meeresorganismen nachweisbar sein werden. Ein Risiko für den Verbraucher wird aus Sicht des Strahlenschutzes ebenfalls als sehr gering eingeschätzt.

Literatur

European Commission (2008): Emerging Issues on Tritium and Low Energy Beta Emitters. Radiation Protection No. 152, Proceedings of the EU Scientific Seminar 2007. 108 Seiten.

Health Protection Agency (2007): Review on risks from Tritium, „Report of the independent Advisory Group on Ionising Radiation“, Documents of the Health Protection Agency, Radiation, Chemical and Environmental Hazards (November 2007), 104 Seiten.

International Atomic Energy Agency (2004): Sediment distribution coefficients and concentration factors for biota in the marine environment. Technical Report Series No. 422, Wien, 103 Seiten.

Verfügbar Online: http://www-pub.iaea.org/books/IAEABooks/6855/Sediment-Distribution-Coefficients-and-Concentration-Factors-for-Biota-in-the-Marine-Environment

Galeriu D. und Melintescu A. (2010): Tritium. In: Atwood D.A., Radionuclides in the Environment, S. 47-63.

Povinec P.P., Kwong L. W., Kaizer J., Molnár M., Nies H., Palcsu L., Papp L., Pham M.K. and Jean-Baptiste P. (2017): Impact of the Fukushima accident on tritium, radiocarbon and radiocesium levels in seawater of the western North Pacific Ocean: A comparison with pre-Fukushima situation.