Kraftwerk Farge-Gefahren der offenen Kohlelagerung! Radioaktivität und Kohle
Kraftwerk Farge-Gefahren der offenen Kohlelagerung!
Radioaktivität und Kohle
Uran und Thorium sind natürlich in der Erdkruste vorkommende radioaktive Metalle. Ihr geogenes („erdbürtiges“) Vorkommen beträgt je nach Beschaffenheit des Untergrundes im Mittel 2 – 3 g Uran/t bzw. 12 – 15 g Thorium/t. Die nachfolgenden Betrachtungen beziehen sich aus Gründen der Vereinfachung nur auf das Uran-238. Zieht man noch Thorium-232 und dessen Zerfallsprodukte hinzu, ergibt sich daraus noch ein weitaus größeres Risiko.
Aufgrund des gegebenen hohen Risikos einer radioaktiven Belastung der Bevölkerung im Umfeld des Kraftwerks Farge ist es notwendig, die Ist-Situation zu erfassen und eine Prognose für die zukünftig zu erwartenden Belastungen zu erstellen.
Als Basis-Bezugswert ist in der Region – an Referenzorten ohne Belastung durch den Betrieb des Kraftwerkes Farge – die natürliche Radioaktivität zu ermitteln. Dazu sind genormte Messungen in den oberen Bodenschichten vorzunehmen.
Sodann ist die Belastung durch den Betrieb des bestehenden Kohlelagers und der Kraftwerksblöcke zu ermitteln. Dabei ist einerseits der Eintrag über den Staubpfad und andererseits über das Niederschlagswasser in den Boden und das Grundwasser zu ermitteln.
Für die Ermittlung der Prognosewerte sind Herkunft und Qualität der Kohle realitätsnah zu betrachten.
Eigenschaften der radioaktiven Stoffe
Das natürliche Uran-238 liegt meist als Uranoxid, eingeschlossen in Silikat-Molekülen, vor – also z.B. in Sanden und Kiesen. Wird das Material nicht bewegt, ist es relativ ortsfest und wenig reaktiv. Jedoch bleiben radioaktive Elemente wie das Uran-238 nicht in ihrer ursprünglichen Menge bestehen. Durch den radioaktiven Zerfall gemäß ihrer Halbwertzeit sind im Laufe der Erdgeschichte viele weitere radioaktive Stoffe entstanden.
Die aktuell vorhandene Konzentration im Boden hängt allerdings davon ab, wie schnell ein Stoff in andere Stoffe weiter zerfällt und ob diese am Ort des Zerfalls bleiben oder wegen ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften z.B. als gasförmige Zerfallsprodukte entweichen bzw. in andere Stoffe infiltrieren oder von Wasser gelöst transportiert werden und z.B. versickern.
Es sind bei den Zerfallsprodukten grob drei Stoffgruppen / Stoffe zu unterscheiden: Schwermetalle (wie Uran, Thorium, Palladium, Blei usw.), das Element Radium als Erdalkalimetall (verwandt mit dem lebenswichtigen Calcium) und das Edelgas Radon (verwandt mit den Edelgasen Helium, Neon und Argon).
Reaktionsfreudiges Radium
Radium ist als unedles Erdalkalimetall sehr reaktiv und damit gut wasserlöslich. Nur in kalkhaltigem Wasser kann es eine in Wasser schwer lösliche Form bilden, die sich an anderer Stelle anreichern kann. Besonders kritisch sind Situationen zu betrachten, in denen bei Wasseransammlungen am Boden dieses längere Zeit stehen bleibt, bevor es abgepumpt wird. Hier kann es durch Absetzen von Aufschlämmungen oder Schwebstoffen zu einer deutlichen Anreicherung von Radium-226 kommen.
Wegen der Verwandtschaft mit Calcium kann der Körper Radium in den Knochen einbauen, wo dann die ionisierende Strahlung wirksam wird.
Bewegliches Edelgas Radon
Radon als Edelgas ist sehr beständig und es existieren nur sehr wenige chemische Verbindungen. Allerdings ist Radon das schwerste von allen Edelgasen und fällt damit etwas aus der Reihe. Besonders auffällig ist seine gute Löslichkeit in Wasser. Bei 25°C lösen sich in einem Liter Wasser 224 cm3 (im Vergleich lösen sich von Sauerstoff z.B. bei 25°C nur 28 cm3 in Wasser). Je tiefer die Temperaturen sinken, desto besser wird die Löslichkeit von Gasen in Wasser. Bei 0°C lösen sich 510 g Radon in einem Liter Wasser. Die ausgeprägteste Eigenschaft des Radons ist seine gute Haftung an Kohle (die Filtereigenschaft und Aufnahmefähigkeit von Aktivkohle wird z.B. bei der Trinkwasseraufbereitung genutzt).
Früher wurden Edelgase aus der Luft gewonnen, in dem man sie an Aktivkohle anlagerte und dann durch Erwärmen nach und nach von der Kohle wieder abtrennte, …“ denn die Adsorbierbarkeit der Edelgase an Aktivkohle nimmt mit steigendem Atomgewicht, … stark zu“.
Quelle: HOLLEMANN-WIBERG Lehrbuch der Chemie, 1958, S. 73
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