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Was macht die Atomkraft so gefährlich?

1986 kam es zu dem bis jetzt größten Unfall in einem Atomkraftwerk (AKW) in Tschernobyl. Um dieses AKW gibt es immer noch eine Sperrzone von 30 Kilometern. Niemand darf diese Zone betreten, weil das schwere gesundheitliche Folgen haben könnte. Doch warum ist das so? Was ist daran gefährlich? Warum ist es nach über 30 Jahren noch immer verboten, in die Nähe von Tschernobyl zu gehen? Die Antwort lautet: Radioaktivität.

Was ist Radioaktivität?

Der Baum, der Tisch, die Wolken – alle Stoffe in unserer Natur sind aus verschiedenen chemischen Elementen zusammengesetzt (wie Eisen, Gold, Sauerstoff). Jedes Element besteht aus Atomen. Sie bestehen aus einem Atomkern und Elektronen (ein winziges, negativ geladenes Teilchen). Die meisten Elemente bleiben immer gleich, Holz bleibt Holz. Doch es gibt Elemente, die sich ständig verändern. Sie zerfallen und sind damit instabil. Diese instabilen Elemente werden „radioaktiv” genannt und zerfallen immer und immer wieder. So werden sie zu anderen Elementen, die meistens ebenfalls instabil und daher immer noch radioaktiv sind. Bei diesem Zerfall wird Energie freigesetzt: Die radioaktive Strahlung, die auch als ionisierende Strahlung bekannt ist.

Dr. Alex Rosen, Vorsitzender der Ärzte gegen den Atomkrieg und Kinderarzt erklärt in diesem Video, was es mit Radioaktivität auf sich hat und warum sie uns so gefährlich werden kann:


 

Radioaktivität im Alltag

Radioaktivität gibt es ganz natürlich in unserer Erdatmosphäre, auch im Alltag sind wir deshalb Strahlung ausgesetzt. Wir kriegen nur eine so geringe Strahlung ab, dass unser Körper sie noch abwehren kann. Hier ein paar Fakten, was in unserem Alltag alles wie stark strahlt:

Im Durchschnitt bekommt ein Mensch in Deutschland 2,1 Millisievert (mSv – die Einheit, mit der Strahlung gemessen wird) pro Jahr ab. Der Grenzwert für Arbeiter*innen, die mit Strahlung zu tun haben, beträgt 20 mSv im Jahr. Nicht nur Menschen, die in AKWs arbeiten, haben im Beruf mit Radioaktivität zu tun. Auch Mediziner*innen kommen mit Radioaktivität in Berührung. Zum einen wird in der Medizin mit Röntgenstrahlung gearbeitet, die den Körper durchleuchtet, damit festgestellt werden kann, ob etwas unnormal ist. Die Strahlung beim Röntgen kann zwischen 0,01 und 18 mSv betragen. Außerdem gibt es auch Behandlungen von Krebs, bei denen radioaktive Stoffe eingenommen werden, um Krebszellen zu zerstören.
Selbst unser Essen strahlt, um die 0,3 mSv pro Jahr. Kettenraucher*innen nehmen in ihrem Leben über 4000 Millisievert auf. Würde diese Dosis auf einmal aufgenommen werden, wäre das tödlich. Auch wer viel fliegt, vor allem längere Strecken, bekommt mehr Strahlung ab, beim Flugpersonal sind das ungefähr 2,3 Millisievert pro Jahr.

Was hat die Radioaktivität mit Atomkraftwerken zu tun?

Ein Atomkraftwerk erzeugt Strom mithilfe der Kernspaltung, bei der sehr viel Energie und damit Wärme erzeugt wird, was wiederum viel Strom erzeugt. Diese Kernspaltung findet in den Brennstäben statt, die aus vielen Uranplatten bestehen (mehr dazu hier). Uran ist von Natur aus radioaktiv. In dem Uran werden mithilfe von Neutronen (winzige Teilchen, die neutral geladen sind) die Atomkerne des Urans gespalten. Bei der Kernspaltung entstehen aus dem schweren Atomkern des Uran-235 zwei leichtere Atomkerne und neue Neutronen, die dann wieder weitere Kerne spalten. Bei der Spaltung wird nicht nur Wärmeenergie freigesetzt, sondern auch radioaktive Strahlung.

Und was ist daran so schlimm? Bei einem AKW besteht die Gefahr, dass es zu einem GAU (“größter anzunehmende Unfall“) oder zu einem Super-GAU kommt. Einen GAU nennt man einen schweren Unfall, der innerhalb des AKWs stattfindet, bei dem aber keine Radioaktivität in die Außenwelt gelangt. Bei einem Super-GAU tritt genau das ein: Die Radioaktivität gelangt in die Umwelt und stellt eine Gefahr für Menschen, Tiere und Umwelt dar. Beide Bezeichnungen beschreiben die mögliche Situation eines sehr großen, unkontrollierbaren Unfalls, der vor allem bei einem Ausfall des Kühlsystems passieren kann. Funktioniert das Kühlsystem nicht mehr, kommt es zur Kernschmelze. Die Brennstäbe im Reaktor werden nicht mehr gekühlt und erhitzen sich, bis sie schmelzen. Die geschmolzene Masse kann sich dann durch die Schutzhülle des Reaktors fressen und gelangt so in die Außenwelt. Außerdem entsteht durch die Hitze ein sehr hoher Druck im Reaktor, sodass dieser explodieren kann. In diesem Fall gelangen radioaktiver Dampf und strahlende Partikel nach außen. Diese Partikel sind chemische, radioaktive Stoffe, die auch ziemlich chemisch klingen: Cäsium-134, Cäsium-137, Jod-129, Jod-131, Plutonium und Strontium-90.

Radioaktive Strahlung gelangt bei einem Super-GAU in sehr hohen, sehr gefährlichen Mengen in die Außenwelt. Wenn sich ein Mensch ohne Schutzanzug bei einem Unfall in der unmittelbaren Nähe des Reaktors befindet, stirbt er innerhalb weniger Tage an der hohen Menge an Strahlung. Tiere und Menschen bekommen die gesundheitsschädlichen radioaktiven Strahlen ab. Menschen, die in der Umgebung leben, haben eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken. Bei Tieren kommt es auch zu Krebs und die nächste Generation wird sehr wahrscheinlich Missbildungen haben. Die Umwelt ist verseucht, Boden und Wasser sind radioaktiv verstrahlt. Isst ein Mensch zum Beispiel einen Pilz aus einem radioaktiv verseuchten Wald, nimmt der Mensch die gefährliche Strahlung in sich auf und es kann zu Krebs kommen. Diese Gefahr bleibt über mehrere Jahrzehnte bestehen, da Radioaktivität sehr lange braucht, bis sie aufhört, gefährlich zu sein. Sie hört erst auf, wenn der Stoff zu einem Stoff zerfallen ist, der nicht mehr instabil ist.

Warum ist Radioaktivität gefährlich?

Bei dem Zerfall von radioaktiven Stoffen wie Uran entstehen andere radioaktive Elemente. Je nach dem, in was für ein Element der radioaktive Stoff zerfällt, hat dieses Element eine bestimmte Art von Radioaktivität: Es gibt den Alpha-Zerfall, Beta- Zerfall und die Gammastrahlung.
(Alpha-Zerfall: Bei dieser Art des Zerfalls entsteht ein Heliumkern, die Strahlung hat keine große Reichweite. Beta- Zerfall: Beim Zerfall entstehen Elektronen, keine große Reichweite, aber mehr als Alpha-Strahler. Gammastrahlung sind elektromagnetische Wellen, sie gehen durch Körper durch und sind sehr schwer abschirmbar).

Jede dieser Arten hat andere Eigenschaften. Schützen müssen wir uns vor allen, da sie alle ähnlich schädigend für unseren Körper sind. Es gibt keine Grenzwerte unterhalb denen Strahlung ungefährlich ist.

Wie wirkt Radioaktivität auf unseren Körper?

Nehmen wir als Beispiel Jod-131, ein Beta –Strahler. Das Jod entsteht dadurch, dass ein Urankern zerfällt. Und auch das Jod zerfällt weiter in Einzelteile, wodurch Elektronen frei werden. Unser Körper braucht Jod zum Aufbau der Schilddrüsenhormone und nimmt daher auch das radioaktive Jod-131 auf, wenn es in der Luft liegt. Gelangt das radioaktive Jod ins Gewebe, richtet es großen Schaden an: Die Elektronen, die vom Jod herausgeschossen werden, zerstören die Moleküle in den Zellen. Dabei können freie Radikale entstehen, das sind aggressive Molekülreste, die andere Zellen beschädigen und zerstören können. Diese Schäden und Zerstörungen führen zu Krebs. Schilddrüsenkrebs ist die häufigste Folge, wenn ein Mensch mit zu viel Strahlung in Kontakt kommt.

Durch die Strahlung und freie Radikale kann die DNA geschädigt und verändert werden. Werden Körperzellen angegriffen, führt das zu einem erhöhten Krebsrisiko. Denn wenn Gene kaputtgehen, die die Entstehung von Zellen kontrollieren, kann es zu unkontrolliertem Wachstum und somit zu Krebsgeschwüren kommen. Sind Keimzellen (Spermien, Eizellen) betroffen, kann es zu Fehlbildungen in der nächsten Generation kommen.

Die bekannteste Spätfolge bei Menschen, die hoher Strahlung ausgesetzt waren, ist Blutkrebs. Die radioaktiven Stoffe Strontium-90 und Cäsium-137 werden häufig über die Nahrung und eingeatmete Partikel aus der Luft vom Körper in Knochen und Muskelgewebe eingelagert. Das passiert, weil der Körper es für Kalzium hält (denn der chemische Aufbau ist ähnlich). Im Knochenmark gibt es Zellen, die die Blutkörperchen bilden. Sind diese Zellen beschädigt, geraten die Blutkörperchen außer Kontrolle und so kann es zu Blutkrebs kommen.

Wer zu hoher Strahlung ausgesetzt ist, wie Menschen, die direkt nach der Katastrophe von Tschernobyl beim Aufräumen halfen, kann an der Strahlenkrankheit erkranken. Sie entsteht, wenn der Körper die Schäden nicht mehr selbst in den Griff kriegt. Es kann zu unterschiedlichen Symptomen kommen: Kopfschmerzen, Appetitlosigkeit, Übelkeit, Erbrechen, Ermüdung. Im schlimmsten Fall zu Haarausfall, Blutungen, zerstörtem Knochenmark, Koma und dem Tod. Bei früher Behandlung kann man sich von der Krankheit erholen, aber das Immunsystem ist für immer geschwächt.

Außer radioaktivem Jod, Cäsium und Strontium gibt es auch Plutonium, einer der giftigsten und langlebigsten Stoffe auf der Erde. Es kann eingeatmet werden und gelangt in die Lunge. Kleinste Mengen an eingeatmetem Plutonium können schon zu Lungenkrebs führen. Die Verweilzeit in der Lunge kann zwischen 100 und 10.000 Tagen betragen. Plutonium kann auch über die Nahrung aufgenommen werden. Ein Teil davon kann in Knochen oder Leber gelangen. Die Zeit, die Plutonium im Knochen bleibt, kann etwa fünfzig bis hundert Jahre sein, in der Leber bleibt es zwanzig bis vierzig Jahre. Das erklärt z.B., warum Menschen, die nach Kontakt mit zu viel Radioaktivität zunächst gesund geblieben sind, noch nach Jahrzehnten durch die aufgenommenen radioaktiven Stoffe schlimm erkranken können.