Am Morgen des 26. April 1986 ereignete sich im Block 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl in der heutigen Ukraine eine Explosion des Reaktors, wodurch erhebliche Mengen radioaktiver Substanzen durch Brände und giftige Rauchschwaden in die Umgebung und Umwelt getragen wurden. Der Unfall von Tschernobyl gilt als eine der schwersten Reaktorkatastrophen der Geschichte. Noch heute ist das wissenschaftliches Interesse an der Überwachung der hohen Strahlenbelastung in der weiteren und näheren Umgebung groß.
Ein Wissenschaftler, der die kontaminierten Bereiche am Unfallort untersucht, ist Dr. Peter Martin von der University of Bristol in Großbritannien. Er gehört zu einem Projektteam, das RFA-Handanalysatoren innerhalb der Sperrzone von Tschernobyl einsetzt, um radioaktive Stoffe zu Forschungszwecken und zur Dekontaminierung zu messen.
Wir haben uns kürzlich mit Dr. Peter Martin unterhalten, um mehr über die Sperrzone, das Forschungsprojekt und den Nutzen der RFA bei der Umsetzung des Vorhaben zu erfahren.
Was ist die Sperrzone von Tschernobyl?
Die Sperrzone von Tschernobyl ist ein großes Sperrgebiet von 30 km rund um das Kernkraftwerk Tschernobyl, das am stärksten von der Strahlung und dem nuklearen Fallout der Explosion betroffen war.
Die 1986 kurz nach der Katastrophe errichtete Sperrzone soll den Zugang zu kontaminierten Bereichen verhindern und die Ausbreitung einer radioaktiven Kontamination (durch radioaktive Stoffe, die an Personen und und Gegenständen anhaften) reduzieren.
Heute ist die Sperrzone für einige Touristen zugängig und wird von Wissenschaftlern, wie Dr. Peter Martin, untersucht. Wir haben Dr. Peter Martin gefragt, wie die Zone aktuell aussieht.
„Beim Besuch der Sperrzone von Tschernobyl ist es, als ob alles gerade erst geendet hätte“, beschrieb er. „Die meisten Metallgegenstände sind rostig. Die Tier- und Pflanzenwelt hat sich erholt. Farbe beginnt, zurück in die Natur zu kehren. Fahrzeuge wurden auf der Straße zurückgelassen. Es ist ziemlich düster.“
Er erklärte, dass das Gebiet viel Abfall und Baumaterial enthält. Überall sind alte Metallstücken, zurückgelassene Fahrzeuge und verschüttete Kraft- und Brennstoffe, viele Materialien in der Sperrzone bleiben unbekannt und unerforscht. Doch es ist bekannt, dass das Gebiet nach wie vor hochradioaktiv ist.
Er erklärte die Schutzmaßnahmen, die Wissenschaftler einhalten, um die eigene Strahlenbelastung zu begrenzen.
„Wissenschaftler tragen Dosimeter, die die Strahlung messen“, sagte Dr. Peter Martin. „Sie tragen in Wirklichkeit viele Dosimeter zur Messung der Strahlenbelastung, einen für jede beteiligte Organisation (die Universität, die Sperrzone und das Werk von Tschernobyl). Ihre Strahlendosis wird streng überwacht.“
Kartierung der Strahlungsverteilung bei Kernkraftanlagen
Für das Projekt untersuchen Dr. Peter Martin und die anderen Forscher Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern von Kernkraftanlagen, um die Strahlungsverteilung zu kartieren. Sie wissen jedoch nicht, was sich in ihnen befindet, wofür sie verwendet wurden oder wie hoch die radioaktive Kontamination ist.
Aufgrund der nuklearen Explosion ist eine Stilllegung der Rohre nicht geplant. Stattdessen verwenden sie Kriechroboter, die in die Rohre gelangen, so einen wie in diesem Video hier:
Bei diesem Projekt spielen auch RFA-Handanalysatoren eine entscheidende Rolle, da sie dem Team helfen, die vor Ort gefundenen kontaminierten Materialien zu sortieren und zu trennen.
Überwachung der radioaktiven Kontamination mit RFA-Handanalysatoren in Tschernobyl
Die Hauptziele des Tschernobyl-Projekts sind die Messung und Reduzierung der radioaktiven Kontamination. Hierbei hat sich der RFA-Handanalysator als ein nützliches Gerät erwiesen.
„Die RFA ist sehr hilfreich, um Material zu analysieren, das für die Kontaminationsüberwachung entnommen wurde“, erklärt Peter. „Die elektronischen Geräte werden erst durch eine extrem hohe Strahlenbelastung beschädigt. Zudem sind die Strahlungswerte außerhalb des Kernreaktors nicht so kritisch. Mitten im Kraftwerk haben die Arbeiten zum Entfernen des Sarkophags im Kern begonnen. Es ist immer noch ein Ort mit hoher radioaktiver Strahlung.“
Peter Martin und sein Team verwendeten den Vanta RFA-Handanalysator, um verschiedene Gegenstände, Oberflächen und Böden in Tschernobyl vor Ort zu analysieren, um die Elementzusammensetzung und das Vorhandensein radioaktiver Elemente zu bestimmen.
Der RFA-Handanalysator ermöglicht eine sofortige Analyse vor Ort, wodurch weniger Proben an das Labor geschickt werden müssen. Während eines 5-tägigen Aufenthalts führt das Team in der Regel ungefähr 100 Analysen pro Tag durch. Angesichts der Planung, Logistik und Notwendigkeit, einige Proben zurückzusenden, besuchen Peter Martin und sein Team die Sperrzone zweimal im Jahr.
Peter Martin und sein Team verwenden einen Vanta Analysator im GeoChem (3 beams) Modus, um den Gehalt eines bestimmten Elements in Prozent zu messen. Einige chemische Elemente werden in Millionstel Teilchen (ppm) gemessen. Von besonderer Bedeutung in diesem Zusammenhang ist das Element Cäsium, deshalb wird es in Tausendstel Teilchen (ppt) gemessen.
Zu den analysierten Teilen gehören:
- Radioaktive Rohre
- Oberirdische Partikel: alles von Cäsium über Uran bis Plutonium
- Boden: Bewertung der Schwermetallbelastung
Wissenschaftler analysieren Böden mit RFA-Analysatoren in Tschernobyl
Um Böden zu analysieren, graben die Forscher 0,3 m tief. Die Strahlenbelastung ist in den ersten Zentimetern am höchsten.
Peter Martin erklärte: „Cäsium bleibt an den obersten Zentimetern hängen, fixiert von Tonmineralien. Es ist alles sehr klebrig.“
Kombination von RFA-Handanalysatoren und Laboranalysen zur Messung der radioaktiven Kontamination
Dank ihrer Standortunabhägigkeit sind RFA-Handanalysatoren nützliche Werkzeuge zur Messung von Gegenständen vor Ort, wie z. B. von Böden, Steinen, Stahl, Baumaterialien, Autos und aus dem Boden ragenden Metallteilen. Viele der getesteten Gegenstände können nicht einfach zurückgeschickt werden, wie z. B. zurückgelassene Hubschrauber und Rohrleitungen.
Wissenschaftler testen verschiedene Gegenstände vor Ort in Tschernobyl auf radioaktive Kontamination
Nach der Probenahme vor Ort wird eine kleinere Probe für umfangreichere Tests mit nach Großbritannien genommen. Es ist jedoch ein mühsamer Prozess, Proben außerhalb der Sperrzone zu entnehmen. Es dauert ca. 9 Monate, bis die Proben aus der Ukraine ausgeführt werden können.
Einige Proben blieben sogar am Flughafen zurück. Da radioaktives Material als Gefahrgut klassifiziert wird, müssen die Proben in einem speziellen Frachtflugzeug transportiert werden.
Um kontaminierte Proben aus der Sperrzone zu entnehmen, benötigt das Team zudem eine Sondergenehmigung, da das Entfernen dieser Gegenstände verboten ist. Nach erteilter Genehmigung werden die Proben nach Kiew versandt und dann nach Großbritannien exportiert.
Probenaufbereitung und Entsorgung von radioaktiven Gegenständen in Tschernobyl
Das Team von Peter Martin gibt Bodenproben mit Probeentnahmelöffeln in Einweg-Petrischalen. Dann legen sie die Proben auf eine ebene Fläche, um sie mit dem RFA-Analysator zu testen. Bei der Analyse von Metallproben, wie Baumaterialien, Rohrleitungen und Treppen, können sie den RFA-Analysator direkt an das Metall halten.
Zu den seltenen getesteten Gegenständen gehören Gasmasken und Regenstiefel, die oft einzeln im Boden vergraben waren. Sie haben die Erfahrung gemacht, dass diese Gegenstände radioaktives Material festhalten. Chemische Elemente, insbesondere Cäsium, bleiben einfach daran haften.
Wir haben Peter Martin nach dem Interessantesten gefragt, worauf er während seiner Arbeit gestoßen ist.
„In der Nähe von Kopachi zeigt das Dosimeter eine besonders hohe Strahlungsbelastung an“, antwortet Martin. „Man kann hochradioaktive Sandkörner entnehmen. Wir haben diesen schwarzen Sand auf Kaptonband gegeben. Die Körner geben innerhalb von 10 Minuten eine Strahlungsdosis für ein ganzes Jahr ab.“
Er erklärte: „Die Sandkörner sind eigentlich kleine Teile des Reaktors, die bei der Explosion dorthin getragen wurden und immer noch in der Umwelt zu finden sind. Einige Sandkörner bestehen aus Graphit, Kohlenstoff und Uran.“
Wenn solche hochradioaktiven Materialien gefunden werden, immobilisiert und entsorgt das Team diese auf Mülldeponien für radioaktive Abfälle.
Peter Martin erklärte: „Sie werden in einem riesigen Fass mit Beton vermischt und dann entsorgt.“
Unser Dank gilt Dr. Peter Martin und seinem Team, die diese Informationen mit dem Team von Olympus teilten.
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