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Institut für

FI Fischereiökologie

Projekt

Modellierung der Effekte radioaktiver Stoffe auf Marine Organismen


Federführendes Institut FI Institut für Fischereiökologie

© Pedro Nogueira / Thünen-Institut
Modell eines für die Simulation mittels MCNPX entwickelten Fischauges: Hornhaut ‐ rot; Vorderkammer ‐ hellblau; Augenlinse ‐ grün, Glaskörper ‐ hellblau; Netzhaut und Aderhaut ‐ orange; Sklera ‐ rot; Haut ‐ rot; Wasser ‐ dunkelblau

Modellierung der Effekte radioaktiver Stoffe auf marine Organismen

Bislang ist die Berechnung der Strahlungsbelastung von Meerestieren recht ungenau. Mit anatomisch detaillierten Modellen für marine Referenzarten wollen wir sie erheblich verbessern.

Hintergrund und Zielsetzung

Im Jahr 2008 führte die Internationale Strahlenschutzkommission (ICRP) ein eigenes Strahlenschutzschema für die Umwelt ein. Zu diesem Zweck wurden Referenztiere und -pflanzen (RAP) definiert. Die Liste der RAP umfasst Hirsch, Ratte, Ente, Biene, Wurm, Kiefer und Gras für die terrestrische Umgebung; Forelle, Plattfisch, Krabbe, Frosch und Seegras für die aquatische Umgebung. In der ICRP-Publikation 108 wurden für alle RAP Berechnungsmodelle dargestellt, die zur Berechnung des absorbierten Anteils und der entsprechenden Dosiskoeffizienten für 75 Radionuklide verwendet wurden.

Basierend auf der Einfachheit, mit der die ersten Modelle die Strahlenwirkung auf Menschen berechneten/schätzen, wurden alle Modelle für RAP mit einfachen, meist ellipsoiden Körpern definiert. Dieser vereinfachende Ansatz ist in Bezug auf Zeit, Arbeits- und Kostenersparnis bei der Anwendung sehr effektiv, untergräbt jedoch die anatomische Genauigkeit der dosimetrischen Berechnungen.

In diesem Projekt werden wir anatomisch detaillierte Modelle für marine Referenzarten entwickeln. Diese ermöglichen eine Verbesserung der Dosisabschätzung.

Vorgehensweise

Wir entwickeln anatomisch detaillierte mathematische Modelle für marine Referenzarten. Zusammen mit Monte-Carlo-Codes für den Transport ionisierender Teilchen werden Dosis-Konversionskoeffizienten für typische Expositionsszenarien berechnet.

Daten und Methoden

Die Ergebnisse werden in Form von Dosis-Konversionskoeffizienten vorliegen, die für die Abschätzung der Dosis für Meeresarten in typischen Expositionsszenarien verwendet werden können.

Unsere Forschungsfragen

  • Wie kann die Abschätzung der Strahlungsdosis bei Meerestieren verbessert werden?
  • Wie lässt sich die Unsicherheit der Dosisabschätzung bei marinen Arten verringern?
  • Sind die marinen Arten geschützt?

Vorläufige Ergebnisse

Das erste Modell für eine Fischaugenlinse wurde erfolgreich abgeschlossen und veröffentlicht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Cs-137-Aktivitäten in der Ostsee kein Risiko für das Sehvermögen der Fische darstellen. 
Im Falle einer unvorhergesehenen Freisetzung von Radionukliden können die berechneten Konversionskoeffizienten schnell für eine Risikoabschätzung verwendet werden.

Neue Modelle für weitere Organe und Arten sind in Planung.

Zeitraum

Daueraufgabe 1.2015 - 12.2027

Weitere Projektdaten

Projektstatus: läuft

Publikationen

  1. 0

    Aust M-O, Nogueira P (2021) Radioaktive Stoffe in Fischen [online]. In: Umweltradioaktivität in der Bundesrepublik Deutschland : Bericht der Leitstellen des Bundes und des Bundesamtes für Strahlenschutz ; Stand 2021 ; Daten und Bewertung. Bonn: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU), pp 71-76, zu finden in <http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0221-2022010530428> [zitiert am 14.02.2022]

    https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn064570.pdf

  2. 1

    Nogueira P, Aust M-O (2021) Trübe Aussichten für Fische? Modellierung der Strahlungseffekte auf Fischaugen mittels Monte-Carlo-Simulation [online]. In: Umweltradioaktivität in der Bundesrepublik Deutschland : Bericht der Leitstellen des Bundes und des Bundesamtes für Strahlenschutz ; Stand 2021 ; Daten und Bewertung. Bonn: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU), pp 77-80, zu finden in <http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0221-2022010530428> [zitiert am 14.02.2022]

    https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn064572.pdf

  3. 2

    Nogueira P, Hiller M, Aust M-O (2019) Monte Carlo simulation of dose coefficients for a fish eye lens model exposed to monoenergetic electrons. J Environ Radioact 199-200:7-15, DOI:10.1016/j.jenvrad.2018.12.021

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