Überwachte Umweltparameter

Immissionen sind in die Umwelt eingetragene Schadstoffe, die analytisch erfasst werden können. Um deren Schadwirkung erkennen zu können, sind Messungen notwendig. Mit den Messungen der Immissions­überwachung kerntechnischer Anlagen können deshalb radioaktive Stoffe künstlichen Ursprungs bereits deutlich unterhalb einer schädlichen Konzentration nachgewiesen werden. Die dafür not­wendigen physikalischen und radiochemischen Verfahren und deren Qualität sind weitestgehend vorgeschrieben.

Neben direktmessenden Verfahren ohne besondere Probenaufbereitung (TLD und In-Situ) kommen auch Labormessungen zum Einsatz. Der NLWKN unterhält dafür auch ein radiochemisches Laboratorium, das ständig Probenentnahmen und Analysen von festgelegten Umweltbereichen zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt sicherstellt. Ziel ist es, den Verlauf der Radioaktivität in der Umwelt zu erfassen um bei Freisetzungen eine Gefahren­ab­schätzung für die Bevölkerung erzielen zu können. Die Messungen erfolgen immer unter der Annahme, dass radioaktive Stoffe künstlichen Ursprungs gefunden werden. Diese Annahme kann nur durch genaue Messwerte verworfen oder auch bestätigt werden.

Die kontinuierliche Durchführung von festgelegten Messprogrammen mit vorgeschriebenen Probenentnahmezeiträumen und einer verglei­chenden Berichtspflicht führt zu einer umfassenden, transparenten Umgebungs­überwachung.

Auszüge und Bewertungen der Umgebungsüberwachung der Bundes­länder finden sich in den Jahresberichten „Umweltradioaktivität und Strahlen­belastung“ des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.

Luft / äußere Strahlung (Direktstrahlung)

Zu einer möglichen Strahlenexposition der Bevölkerung in der Umgebung kann die Direkt­strahlung (z.B. Gammastrahlung) über den Luftpfad einen relevanten Dosisanteil durch äußere Bestrahlung beitragen. Deshalb wird die Direktstrahlung am Zaun der kerntechnischen Anlagen und in der weiteren Umgebung unter Beachtung ortsspezifischer Gegebenheiten überwacht. Insbesondere werden die Gammaortsdosis und –dosisleistung sowie die Neutronenortsdosis gemessen.

Für die Bestimmung der Ortsdosis werden Festkörperdosimeter (Thermo­lumines­zenz­dosimeter – TLD) eingesetzt, die an festen Messpunkten exponiert und im Routinebetrieb halbjährlich ausgewertet werden.

Die Neutronenortsdosimeter befinden sich im Zentrum einer 300-mm-Polyethylenkugel. Mit den aus den Halbjahres­werten erzeugten und auf 365 Tage normierten Jahreswerten werden Jahresreihen erstellt, mit denen sich der Dosisverlauf über mehrere Jahre darstellen und verfolgen lässt. Über diesen langfristigen Vergleich kann ein möglicher Beitrag einer kerntech­nischen Anlage zum Aktivitäts-
inventar der Umwelt im Routine­betrieb sowie auch in Störfall-/Unfall­situationen ermittelt werden.

Bodenoberfläche (Kontaminationsmessungen)

Für Störfall-/Unfallsituationen sehen die Messprogramme u.a. auch Kontaminations­direktmessungen der Bodenoberfläche durch In-Situ-Gammaspektrometrie vor. Es handelt sich dabei um eine Schnell­­mess­methode zur Ermittlung des Radionuklid­gehalts von gammaaktiven Nukliden auf und im Boden sowie der nuklidspezifischen Einzelbei­träge zur Ortsdosisleistung. Mit In-situ-Mes­sungen lassen sich Kontami­nationen von Boden und Bewuchs schnell bestimmen. Über­sichts­messungen bei großräumigen Frei­setzun­gen sind möglich. Im bestim­mungs­ge­mäßen Routine­­betrieb werden an einzelnen Messpunkten fortlaufend Kurzzeitmessungen als halbjährliches Training durchgeführt. So werden nach und nach alle Messpunkte angefahren und dort die Daten der natürlichen Umweltradioaktivität ermittelt.

Link zu IMIS-Messstelle

Boden

Radioaktive Stoffe, die über den Luftpfad in Bodenkontakt geraten, werden dort aktiv gespeichert. Damit enthalten Böden Informationen über die Auswirkungen der Jahrzehnte währenden Nutzung von kerntechnischen Anlagen. Entscheidend ist, dass Böden dort analysiert werden, wo mit den höchsten Einträgen aus der jeweiligen kerntechnischen Anlage zu rechnen ist. Das sind die ungünstigsten Einwirkungsstellen, die fester Bestandteil von Messprogrammen sind. Abgesichert werden die Ergebnisse durch Messungen an Referenzmessstellen/ Referenzorten. Hier sollten nur künstliche radioaktive Stoffe aus den oberirdischen Atomwaffenexplosionen der 1960er Jahre und Einträge durch den Reaktorunfall in Tschernobyl auftreten. Die Jahresreihen der Überwachung von Böden zeigen, dass in absehbarer Zeit wieder das Niveau der Cäsium-Aktivitätskonzentrationen erreicht wird, welches vor dem Reaktorunfall in Tschernobyl ermittelt werden konnte.

Futtermittel

Der Bewuchs auf den ungünstigsten Einwirkungsstellen wird ebenso beprobt wie der darunter liegende Boden. Ziel ist es, einen aktuellen Eintrag zu erfassen und den Transport aus dem Boden in den Bewuchs zu verfolgen. Im Gegensatz zur Vermessung des Bodens kann beim Bewuchs nur eine Wachstumsperiode betrachtet werden. Wird eine Immission erkannt, lassen sich so Rückschlüsse auf den Transfer der radioaktiven Stoffe in den Menschen abschätzen. Wichtig ist dabei insbesondere die Aufnahme über den Weide-Kuh-Milch-Pfad.

Milch

Milch ist unter den Lebensmitteln nicht nur ernährungsphysiologisch bedeutsam. So enthält Milch die Elemente Iod und Calcium. Diese Elemente verhalten sich chemisch wie radioaktive Iod-Isotope (I-131, I-129) bzw. wie radioaktive Strontium-Isotope (Sr-89, Sr-90). Bei einem schwerwiegenden kerntechnischen Störfall können diese Isotope in die Umwelt gelangen. Somit ist die Beprobung von Milch wichtig für die Abschätzung einer Gefährdung der Bevölkerung. Radioaktivität, die über den Weide-Kuh-Milch-Pfad aufgenommen wird, kann für eine lange Zeit im menschlichen Körper verbleiben. Daher wird Kuhmilch von milchwirtschaftlichen Betrieben und Sammelmilch aus Molkereien mit örtlichem Bezug zum Überwachungsgebiet untersucht. Die sehr geringen Konzentrationen an Sr-90, welche aus den Kernwaffenversuchen der 1960er Jahre stammen, und radioaktives Cäsium (Cs-137), aus dem Reaktorunfall in Tschernobyl, zeigen, wie genau und zuverlässig die Analytik greift.

Nahrungsmittel pflanzlicher Herkunft

Zum Überwachungsprogramm gehört der Nachweis von Radioaktivität in den verfügbaren und bevorzugten landwirtschaftlichen Produkten der Umgebung kerntechnischer Anlagen. Über die Verzehrge­wohn­heiten von untersuchten landwirtschaftlichen Produkten wird eine Gefährdung der Bevölkerung durch radioaktive Immissionen abschätzbar.

Oberflächenwasser / Niederschlag / Trinkwasser / Sedimente / Fisch

Ohne Wasser lässt sich kein Kernkraftwerk betreiben. Da Wasser und Wasserläufe radioaktive Stoffe aufnehmen, aufkonzentrieren und auch abgeben können, spielt Wasser als möglicher Verbreitungsweg radioaktiver Stoffe eine zentrale Rolle.

Deshalb werden Regenwasser, Oberflächenwasser, Schwebstoffe in Gewässern, Gewässersedimente, Fische, Grundwasser, Trinkwasser, Klärschlämme und Wasser aus den Kühlwassereinlaufbauwerken und -auslaufbauwerken beprobt und gemessen.

Luft / Aerosole

Bei einem schwerwiegenden kerntechnischen Störfall könnten radioaktive Stoffe auch über den Luftpfad in die Umwelt freigesetzt werden. Zur Bestimmung des Gehaltes der Luft an radioaktiven Schwebteilchen und an radioaktivem gasförmigen Iod ist es deshalb vorgesehen, an festgelegten Messpunkten Filter mit diesen Luftbe­stand­teilen zu beaufschlagen und anschließend im radiochemi­schen Labor des NLWKN auszumessen.