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Gefahren der Radioaktivität

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Dai Awmzeitalter hat viele Gesichter; das gilt gerade auch für die nuklearen Energien. Zu den Gefahren, die bis jetzt aus den Atomwaffenversuchen resultieren, haben Biochemiker, Aerzte und Biologen in den letzten Jahren Stellung genommen. Hier soll im folgenden ein Teilbereich der Fragen behandelt werden, von einem österreichischen Physiker, im Zusammenhang mit der Errichtung des ersten österreichischen Atomreaktors. Zwei Dinge sind hier wohl festzuhalten: Es besteht einerseits kein Anlaß zur Panik oder übertriebenen Befürchtung angesichts kontrollierter industrieller Versuche und Verwertung der nuklearen Energien. Ebenso aber gilt: die Sorge in bezug auf die Wirkungen radioaktiver Strahlungen heutiger Atomwaffen soll dadurch nicht aus der Welt geschaffen werden. Die öffentliche Meinung darüber darf sich solange nicht beruhigen lassen, bis internationale Vereinbarungen diesen Schrecken gebannt haben. „Die Furche"

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Dai Awmzeitalter hat viele Gesichter; das gilt gerade auch für die nuklearen Energien. Zu den Gefahren, die bis jetzt aus den Atomwaffenversuchen resultieren, haben Biochemiker, Aerzte und Biologen in den letzten Jahren Stellung genommen. Hier soll im folgenden ein Teilbereich der Fragen behandelt werden, von einem österreichischen Physiker, im Zusammenhang mit der Errichtung des ersten österreichischen Atomreaktors. Zwei Dinge sind hier wohl festzuhalten: Es besteht einerseits kein Anlaß zur Panik oder übertriebenen Befürchtung angesichts kontrollierter industrieller Versuche und Verwertung der nuklearen Energien. Ebenso aber gilt: die Sorge in bezug auf die Wirkungen radioaktiver Strahlungen heutiger Atomwaffen soll dadurch nicht aus der Welt geschaffen werden. Die öffentliche Meinung darüber darf sich solange nicht beruhigen lassen, bis internationale Vereinbarungen diesen Schrecken gebannt haben. „Die Furche"

Während in den westlichen Industriestaaten, insbesondere in England, die Nutzung der Atomkraft als Energiequelle in vollem Gange ist, beginnt man auch in Oesterreich nach langer Ueberlegung mit dem Bau von Versuchsanlagen auf dem Atomenergiesektor. In den meisten Ländern hat die Atomenergieentwicklung den Charakter eines nationalen Unternehmens, dem höchstes öffentliches Interesse zukommt. Dies geht nur zum Teil auf damit verknüpfte militärische Entwicklungen zurück; die englischen Atomkraftwerke sind für die Briten das Symbol einer Grbßleistung, für die sie in der ganzen Welt als führend anerkannt werden. Die Industrien weitteifern in ihren Bemühungen, den Anschluß an dieses neue Aufgabengebiet zu finden, und die sonst sehr wache oppositionelle Kritik behandelt diese Angelegenheiten mit derselben Reserve wie andere Unternehmungen von weittragender Bedeutung.

Im Gegensatz dazu wurde und wird die Entwicklung auf dem Atomsektor in Oesterreich von vielen Seiten durch mehr oder weniger sachliche Hinweise auf die Gefahren der Radioaktivität im allgemeinen und der Aufstellung von Atomreaktoren im besonderen begleitet. Darum mag es nützlich sein, durch eine kurze zahlenmäßige Gegenüberstellung die Dinge ins richtige Licht zu setzen. Unsachliche Nachrichten können so entkräftet und die wirklichen Probleme aufgezeigt werden, welche mit dieser Entwicklung verknüpft sind und dringend nach sachkundigen und verantwortungsvollen Entscheidungen sowie einer internationalen Koordination der Bemühungen verlangen.

Zunächst muß die Gefährdung durch radioaktive Strahlung in einen weiteren Rahmen eingeordnet werden. Es ist gleichgültig, ob Strahlung vom Niederschlag nach Atombombenversuchen oder von der kosmischen Höhenstrahlung herrührt oder bei einer Röntgenuntersuchung unseren Körper durchdringt. In allen Fällen beruht die Wirkung auf der Ionisation, die die Strahlung hervorruft, das heißt auf der Bildung elektronisch geladener Teilchen aus den neutralen Molekülen des Gewebes, des Wassers, der Luft. Als Maß für alle diese Strahlenwirkungen wird daher auch eine bestimmte, in Luft gebildete Menge elektronischer Ladung herangezogen; die Einheit dieser Strahlungsdosis wird als „Röntgen" (meist „r“) bezeichnet*.

Die schädliche Wirkung ionisierender Strahlung auf einen Organismus beruht auf zwei Vorgängen: 1. Direktes Auftreffen eines Strahlungsteilchens, z. B. Elektrons, auf ein Molekül: eine Bindung im Molekül wird gesprengt, seine biologische Wirksamkeit damit meist grundlegend geändert. 2. Einwirkung der Strahlung auf das in allen Geweben reichlich vorhandene Wasser. Es kommt zur Bildung von chemisch aggressiven „Radikalen“, welche ihrerseits organische Substanz zu schädigen vermögen. Der größere Teil der Strahlungswirkung erfolgt auf diesem chemischen Umweg. Da in der Zelle auch auf anderem Weg Radikale entstehen und durch vorhandene Schutzsubstanzen in einem gewissen Umfang abgefangen werden können, spielt es für die praktische Auswirkung einer bestimmten Strahlendosis eine große Rolle, ob diese binnen kurzer Zeit verabreicht wurde oder über einen langen Zeitraum verteilt ist, so daß die natürlichen Abwehr- und Regenerationsmechanismen wirksam werden können. Eine künstliche Vermehrung dieser Schutzstoffe vor der Bestrahlung hat sich im Tierversuch als recht wirksam erwiesen.

Bei Menschen liegt die kritische Dosis für kurzzeitige Bestrahlung bei etwa 25 r. Bei ihrer Uefeerschreittipg irrten, zunächst vorübergehende Veränderungen im Blutbild auf;, Mit 'žttnėhmen der Dosis häufen sich die Krankheitssymptome, wobei die blutbildenden Gewebe des Knochenmarks meist die entscheidende Rolle spielen. Bei 400 r, innerhalb kurzer Zeit verabreicht, führt die Strahlenkrankheit bereits bei etwa 50 Prozent der Fälle zum Tod. Da Zellen im Teilungszustand am empfindlichsten für Strahlungseinwirkungen sind, ist ein in schneller Teilung begriffenes Gewebe (Knochenmark, Lymphknoten, Embryonen) besonders für akute Strahlungsschädigung anfällig.

Völlig anders verhält sich die Strahlungswirkung bei Verteilung über lange Zeiträume. Hier treten zunächst keine merklichen Effekte auf, erst bei Tierversuchen mit einer Gesamtdosis von mehreren hundert r zeigt sich eine statistisch merkliche Zunahme der Leukämien und Karzinombildungen.

Von diesem unmittelbaren somatischen Effekt auf das bestrahlte Individuum ist die genetische Schädigung streng zu unterscheiden: die Bestrahlung führt zu einer Erhöhung der Mutationshäufigkeit in den Keimzellen. Derartige Mutationen erfolgen zwar richtungslos, sind aber bei hochdifferenzierten Lebewesen fast immer als nachteilig anzunehmen. Sie sind aber meist rezessiv vererbbar, treten also im Erscheinungsbild der Nachkommenschaft zunächst nicht auf.

Da Mutationen auch normalerweise infolge chemischer Effekte und natürlicher Strahlungseinflüsse mit einer gewissen Häufigkeit auftreten, ist die entscheidende Frage: Welche Bestrahlungsdosis führt •zum Beispiel zu einer Verdopplung der natürlichen Mutationshäufigkeit? Hierüber kann für den Menschen nur eine ungefähre Aussage gemacht werden. Im allgemeinen wird etwa 40 r pro Generation als Verdopplungsdosis der Mutationshäufigkeit angenommen. Soweit man bisher weiß, ist die Zahl der durch Strahlung induzierten Mutationen der angewandten Dosis genau proportional, das heißt, auch die kleinste Zunahme der Bestrahlung führt im Laufe vieler Generationen zu einer leichten Zunahme erblicher Schäden und soll daher vermieden werden. Maßgebend hierfür ist nur die durchschnittliche, von einer Gesamtbevölkerung empfangene Strahlungsdosis.

Die künstliche Erhöhung der Radioaktivität der Atmosphäre und Erdoberfläche infolge der Atombombenversuche hat im Laufe der letzten Jahre zu einer zusätzlichen Strahlungsbelastung der menschlichen Keimzellen geführt. Einer natürlichen Strahlungsbelastung der Keimzellen pro Generation (mit 30 Jahren angenommen) von 3 r steht eine Belastung durch diese Testexplosionen von 0,01 r gegenüber, falls die Versuche mit Ende 1958 beendet worden wären. Sollten sie im bisherigen Ausmaß weiter durchgeführt werden, so würde daraus eine Strahlungsdosis pro Generation von etwa 0,1 r resultieren. Diese Gegenüberstellung will in keiner Weise die Harmlosigkeit der Atombombenexperimente beweisen, da ja, wie erwähnt, auch die geringste zusätzliche Belastung genetische Folgen hat und daher gerade aus solchen Gründen vermieden werden soll. Aber man kann auch nicht behaupten, daß -- der unerfreuliche Fall der Fortsetzung dieser Versuche vorausgesetzt — eine Erhöhung der natürlichen Strahlungsbelastung um 3 Prozent, das sind etwa 0,3 Prozent der Mutationsverdopplungsdosis, eine alarmierende und die Zukunft der Menschheit bedrohende Situation darstellt. Vergleichsweise beträgt derzeit in einigen hochzivilisierten Staaten die durchschnittliche Strahlungsbelastung der Bevölkerung durch röntgendiagnostische Maßnahmen zwischen 20 und 135 Prozent des natürlichen Strahlungsniveaus.

Hinsichtlich der Verseuchung von Wasser und Nahrungsmitteln mit Spuren künstlicher radioaktiver Elemente spielt das radioaktive Strontium die größte Rolle. Seine Aufnahme und Speicherung in den Knochen führt auf Grund der bisherigen Atombombenexplosionen im Laufe eines 70jährigen Lebens zu einer Erhöhung der Strahlungsdosis für das Knochenmark um zirka zehn Prozent der natürlichen Belastung. Im Falle einer Fortsetzung dieser Versuche würde sie etwa die Höhe der natürlichen Belastung erreichen. Daraus wird gelegentlich die Behauptung abgeleitet, jede Erhöhung der Radioaktivität der Erdoberfläche führe zu Leukämie und Krebs von soundso vielen Menschen. Dies beruht auf der unbewiesenen Hypothese, daß auch hinsichtlich der direkten somatischen Schädigung des bestrahlten Individuums kein unterer Schwellenwert der Empfindlichkeit besteht und auch kleine Dosen mit entsprechender Wahrscheinlichkeit zu Erkrankungen führen. Gegen diese Annahme sprechen alle bisher bei langzeitlicher Bestrahlung von Tieren gewonnenen Erfahrungen. Dabei zeigt sich erst bei einer Gesamtdosis von einigen hundert r eine merkliche Zunahme der Erkran- küngencasrbtvi'

'Welche absehbaren Strahlungsgefahren sind nun mit den nichtmilitärischen Anwendungen der Atomenergie, vor allem der Errichtung von Atomkraftwerken bzw. größeren Experimentalstationen, verbunden? Die Abschirmung der radioaktives Material beinhaltenden Teile "des Reaktors kann in praktisch beliebigem Maß durchgeführt werden. Zum Schutze des mit Strahlungsquellen beschäftigten Personals wurden auf Grund der bestehenden Erfahrungen folgende Höchstbelastungsdosen für diesen Personenkreis international festgelegt: 0,3 r pro Woche, aber nicht mehr als 5 r pro Jahr und nicht mehr als 50 r bis zum 30. Lebensjahr. (Für größere Bevölkerungsgruppen beträgt die Höchstbelastungsdosis aus genetischen Gründen 10 r bis zum 30. Lebensjahr.) Die praktische Möglichkeit, diesen Schutz zu verwirklichen, weist zum Beispiel eine englische Statistik auf, wonach von 7000 Personen, die in Atomkraftanlagen beschäftigt waren, niemand die jährliche Toleranzdosis überschritten hat und die Durchschnittsbestrahlung bei einem Zehntel dieses Wertes lag.

Eine schwer vermeidbare Verseuchungsquelle besteht in der Aktivierung von Luft in irgendwelchen der Neutronenbestrahlung ausgesetzten Teilen des Reaktorkomplexes. Diese Luft wird daher — zum Beispiel bei dem jetzt in Seibersdorf im Bau befindlichen Versuchsreaktor — zunächst durch Filterung von allen aktivierten Staubteilchen befreit und dann, mit Rücksicht auf den vorhandenen Gehalt von radioaktivem Argon, durch einen hohen Rauchfang in die Atmosphäre entlassen. Die Höhe des Rauchfangs ist so bemessen, daß diese Strahlungsdosis für die umliegende Bevölkerung höchstens 0,1 Prozent der natürlichen Dosis beträgt. Die Abwässer dieser Anlage werden gesammelt und auf chemischem Weg von etwa vorhandener Radioaktivität befreit werden. Eine ständige Kontrolle sorgt dafür, daß abgelassene Wässer weniger Aktivität besitzen, als der Toleranzdosis für Trinkwasser entspricht. Als zusätzliche Kontrolle werden in der weiteren Umgebung des Geländes laufend Messungen der Radioaktivität von Wasser, Luft und Erdoberfläche durchgeführt.” Die' -prak-risehe Schwiw-gkeivdiiser Lieb fwatliurig'1lib iiaabei in ddFTnŽBhĮcHBfsEB fr Abtrennung der von Testexplosionen stammenden Spuren künstlicher Aktivität von der zirka hundertmal größeren und starken Schwankungen unterworfenen natürlich vorhandenen Radioaktivität.

Zahlreiche Sicherheits- und Abschaltmechanismen sind bei einem Reaktor eingebaut, um ein „Durchgehen“, das heißt eine plötzliche Ueberhitzung des Reaktors und die damit eventuell verbundene Zerstreuung von radioaktivem Material, zu verhindern. Obwohl ein gleichzeitiges Versagen aller dieser Vorkehrungen praktisch ausgeschlossen werden kann, pflegt man größere Anlagen in einen dichten Behälter (in Seibersdorf ein Betonzylinder) einzuschließen, dessen Konstruktion so bemessen ist, daß sie dem schlimmsten, irgendwie glaubhaften Unfall standzuhalten vermag.

Die Hauptmengen radioaktiven Materials fallen dort an, wo die ausgebrannten Uranstäbe der Reaktoren chemisch aufgearbeitet werden. Sobald ein nennenswerter Bruchteil der Stromerzeugung von Atomkraftwerken geliefert werden wird, wird die Beseitigung bzw. sichere Lagerung dieser Abfallstoffe ein zwar organisatorisch schwieriges, aber international sicher lösbares Problem darstellen. Würde zum Beispiel heute die gesamte Stromerzeugung Europas von Atomkraftwerken geliefert werden, so würden dabei pro Jahr etwa 20 Tonnen hochkonzentrierter radioaktiver Abfälle anfallen. Die Versenkung im Meer in korrosionsfesten Behältern oder ihre Lagerung in leeren Bergwerksstollen erscheinen als die derzeit gangbarsten Lösungen dieses Problems.

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