Atomic Gardening History: Erfahren Sie mehr über das Bestrahlen von Samen

Atomic Gardening History: Erfahren Sie mehr über das Bestrahlen von Samen

Von: Tonya Barnett, (Autorin von FRESHCUTKY)

Das Konzept der atomaren Gartenarbeit mag so klingen, als ob es zu einem Science-Fiction-Roman gehört, aber die Gammastrahlen-Gartenarbeit ist ein sehr realer Teil der Geschichte. Ob Sie es glauben oder nicht, sowohl Wissenschaftler als auch Hausgärtner wurden ermutigt, die Kraft der Strahlung zu nutzen, um in ihren Gärten zu experimentieren. Mit Strahlung und Pflanzen, die mit dieser Technik hergestellt wurden, haben wir heute die Sorten von Obst und Gemüse in unseren Lebensmittelgeschäften verbessert.

Was ist Atomic Gardening?

Atomic Gardening oder Gamma Gardening ist der Prozess, bei dem Pflanzen oder Samen auf Feldern oder speziell angelegten Labors unterschiedlich starker Strahlung ausgesetzt wurden. Am häufigsten wurde eine Strahlungsquelle oben auf einem Turm platziert. Die Strahlung würde sich in einem Kreis nach außen ausbreiten. Um den Kreis herum wurden kantenförmige Pflanzungen vorgenommen, um sicherzustellen, dass jede Ernte während der Pflanzung unterschiedlich behandelt wurde.

Pflanzen würden für eine bestimmte Zeitdauer Strahlung erhalten. Dann würde die Strahlungsquelle in einen mit Blei ausgekleideten Raum in den Boden abgesenkt. Wenn es sicher war, konnten Wissenschaftler und Gärtner ins Feld gehen und die Auswirkungen der Strahlung auf die Pflanzen beobachten.

Während die Pflanzen, die der Strahlungsquelle am nächsten sind, am häufigsten vorkommen, beginnen die weiter entfernten Pflanzen zu mutieren. Einige dieser Mutationen würden sich später als vorteilhaft in Bezug auf Fruchtgröße, Form oder sogar Krankheitsresistenz erweisen.

Atomic Gardening Geschichte

In den 1950er und 1960er Jahren beliebt, experimentierten sowohl professionelle als auch Hausgärtner auf der ganzen Welt mit Gammastrahlen-Gartenarbeit. Eingeführt von Präsident Eisenhower und seinem Projekt „Atome für den Frieden“ konnten sogar zivile Gärtner Strahlungsquellen erhalten.

Als sich die Nachricht über mögliche Vorteile dieser genetischen Pflanzenmutationen ausbreitete, begannen einige, Samen zu bestrahlen und zu verkaufen, damit noch mehr Menschen die angeblichen Vorteile dieses Prozesses nutzen konnten. Bald bildeten sich Atomgartenorganisationen. Mit Hunderten von Mitgliedern auf der ganzen Welt versuchten alle, die nächste aufregende Entdeckung in der Pflanzenwissenschaft zu mutieren und zu züchten.

Obwohl Gamma-Gartenarbeit für einige heutige Pflanzenentdeckungen verantwortlich ist, darunter bestimmte Pfefferminzpflanzen und einige kommerzielle Grapefruits, verlor die Popularität in diesem Prozess schnell an Bodenhaftung. In der heutigen Welt wurde die durch Strahlung verursachte Bedarfsformulierung durch Laboratorien für genetische Veränderungen ersetzt.

Während Hausgärtner nicht mehr in der Lage sind, eine Strahlungsquelle zu erhalten, gibt es bis heute noch einige kleine staatliche Einrichtungen, die die Praxis der Bestrahlung von Gärten durchführen. Und es ist ein wunderbarer Teil unserer Gartengeschichte.

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Geschichte

Die IAEO wurde 1957 als Reaktion auf die tiefen Ängste und Erwartungen gegründet, die durch die Entdeckungen und vielfältigen Anwendungen der Nukleartechnologie entstehen. Die Entstehung der Agentur war die Ansprache von US-Präsident Eisenhower an die Generalversammlung der Vereinten Nationen am 8. Dezember 1953.

Die US-Ratifizierung des Statuts durch Präsident Eisenhower am 29. Juli 1957 markiert die offizielle Geburt der Internationalen Atomenergiebehörde. In der Pressekonferenz nach der Unterzeichnungszeremonie im Rosengarten des Weißen Hauses in Washington, DC, erinnerte Präsident Eisenhower im Dezember 1953 an die Generalversammlung der Vereinten Nationen, auf der er die Gründung der IAEO vorgeschlagen hatte.

"Tatsächlich haben wir nur eine Hoffnung kristallisiert, die sich in vielen Köpfen an vielen Orten entwickelt hat. Die Spaltung des Atoms kann zur Vereinigung der gesamten geteilten Welt führen."

Die IAEO ist eng mit der Nukleartechnologie und ihren umstrittenen Anwendungen verbunden, entweder als Waffe oder als praktisches und nützliches Instrument. Die Ideen, die Präsident Eisenhower 1953 in seiner Rede zum Ausdruck brachte, prägten das IAEO-Statut, das 81 Nationen im Oktober 1956 einstimmig verabschiedeten.

Die Agentur wurde als weltweite "Atoms for Peace" -Organisation innerhalb der Familie der Vereinten Nationen gegründet. Von Anfang an erhielt es das Mandat, mit seinen Mitgliedstaaten und mehreren Partnern weltweit zusammenzuarbeiten, um sichere und friedliche Nukleartechnologien zu fördern. Die Ziele der Doppelmission der IAEO - Förderung und Kontrolle des Atoms - sind in Artikel II des IAEO-Statuts definiert.

„Die Agentur wird versuchen, den Beitrag der Atomenergie zu Frieden, Gesundheit und Wohlstand auf der ganzen Welt zu beschleunigen und zu erweitern. Sie stellt so weit wie möglich sicher, dass die von ihr oder auf deren Ersuchen oder unter ihrer Aufsicht oder Kontrolle geleistete Hilfe nicht so eingesetzt wird, dass sie einen militärischen Zweck fördert. “

Im Oktober 1957 beschlossen die Delegierten der Ersten Generalkonferenz, den Sitz der IAEO in Wien zu errichten. Bis zur Eröffnung des Vienna International Centre im August 1979 diente das alte Grand Hotel neben der Wiener Oper als temporärer Sitz der Agentur.

Die IAEO verfügt außerdem über zwei Regionalbüros in Toronto (Kanada) (seit 1979) und Tokio (Japan) (seit 1984) sowie zwei Verbindungsbüros in New York (USA) (seit 1957) und Genf (Schweiz) (seitdem) 1965). Die Agentur betreibt in Wien und Seibersdorf, Österreich, auf Nukleartechnik spezialisierte Labors, die 1961 und seit 1961 in Monaco eröffnet wurden.


Anfängerleitfaden: Wie Atomkraft funktioniert

Atomkraft

Das weltweit erste große Kernkraftwerk wurde 1956 in der Calder Hall in Cumbria, England, eröffnet und produzierte 47 Jahre lang Strom.

Die Kernenergie wird aus Uran erzeugt, einem Metall, das in großen Mengen als Erz abgebaut wird. Kanada, Australien und Kasachstan liefern mehr als die Hälfte der weltweiten Lieferungen.

Kernreaktoren arbeiten ähnlich wie andere Kraftwerke, verwenden jedoch keine Kohle oder Gas zur Wärmeerzeugung, sondern Kernspaltungsreaktionen. In den meisten Fällen wandelt Wärme aus den Kernreaktionen Wasser in Dampf um, der Turbinen antreibt, die Strom erzeugen.

Es gibt verschiedene Arten oder Isotope von Uran, und der in Kernkraftwerken verwendete Typ wird Uran-235 genannt, da diese Atome am einfachsten in zwei Teile geteilt werden können. Da Uran-235 ziemlich selten ist und weniger als 1% des natürlichen Urans ausmacht, muss es angereichert werden, bis der Kraftstoff 2-3% enthält.

In einem Kernreaktor sind Uranstäbe in Bündeln angeordnet und in einen riesigen Druckwassertank getaucht. Wenn der Reaktor läuft, treffen Hochgeschwindigkeitsteilchen, sogenannte Neutronen, auf die Uranatome und bewirken, dass sie sich in einem als Kernspaltung bekannten Prozess spalten. Der Prozess setzt viel Energie und mehr Neutronen frei, die andere Uranatome spalten und eine Kettenreaktion auslösen. Die Energie erwärmt das Wasser, das zu einem Dampferzeuger geleitet wird.

Um sicherzustellen, dass das Kraftwerk nicht überhitzt, werden Steuerstäbe aus einem Material, das Neutronen absorbiert, in den Reaktor abgesenkt. Der gesamte Reaktor ist von einem dicken Betonschild umgeben, der verhindert, dass Strahlung in die Umgebung entweicht.

In Großbritannien liefern Kernkraftwerke 19% unseres Stroms und machen 3,5% unseres gesamten Energieverbrauchs aus. Alle bis auf einen dieser Reaktoren sollen bis 2023 geschlossen werden.

Einige Gruppen lehnen Kernkraftwerke ab, weil sie radioaktive Abfälle produzieren und bei einem Unfall radioaktives Material freisetzen könnten. Kernkraftwerke setzen jedoch keine Treibhausgase frei, wodurch Kohle- und Gaskraftwerke zur globalen Erwärmung beitragen. Ohne Kernkraftwerke wären die Kohlenstoffemissionen Großbritanniens um 5 bis 12% höher als sie sind.

1957 ereignete sich in Windscale in West Cumbria der weltweit erste Atomunfall. Ein Brand im Reaktor verursachte eine Freisetzung von Radioaktivität, was zu einem Verbot des Milchverkaufs von nahe gelegenen Farmen führte. Die Seite wurde später in Sellafield umbenannt. Moderne Reaktoren sind so ausgelegt, dass sie automatisch abschalten. Der schlimmste Atomunfall der Geschichte ereignete sich 1986 in Tschernobyl, als dort ein Reaktor explodierte, bei dem sofort Zehntausende Menschen ums Leben kamen und Hunderttausende mehr der Strahlung ausgesetzt wurden.

Im Januar bekräftigte die Regierung ihre Pläne zum Ausbau der Kernenergie in Großbritannien, um die strengen Ziele zur Reduzierung der Kohlendioxidemissionen zu erreichen.

Atomwaffen

Es gibt zwei Haupttypen von Kernwaffen: Atombomben, die durch Spaltungsreaktionen ähnlich denen in Kernreaktoren angetrieben werden, und Wasserstoffbomben, die ihre Explosionskraft aus Fusionsreaktionen ableiten.

Die erste Atombombe wurde am Ende des Zweiten Weltkriegs im Rahmen des Manhattan-Projekts im Los Alamos National Laboratory in Amerika hergestellt. Eine Atombombe verwendet konventionelle Sprengstoffe, um zwei Klumpen spaltbaren Materials, normalerweise Uran-235 oder Plutonium-239, zusammenzuschlagen. Dadurch entsteht eine so genannte kritische Masse an Kernmaterial, die ihre Energie sofort freisetzt, wenn sich Atome in einer unkontrollierten Kettenreaktion aufspalten.

Atombomben setzen enorme Stoßwellen und hohe Neutronen- und Gammastrahlung frei. In Atombomben ist Uran viel mehr als Brennstoff mit etwa 85% Uran-235 angereichert.

Am 6. August 1945 wurde eine Atombombe namens Little Boy auf die japanische Stadt Hiroshima abgeworfen, drei Tage später folgte eine weitere mit dem Namen Fat Man auf Nagasaki.

Wasserstoff oder thermonukleare Bomben funktionieren fast umgekehrt wie Atombomben. Ein Großteil ihrer Explosionskraft beruht auf der Verschmelzung von Wasserstoffatomen zu schwereren Heliumatomen, die weitaus mehr Energie freisetzen als eine Spaltbombe. Es werden zwei Arten oder Isotope von Wasserstoff verwendet - Deuterium und Tritium. Ein Deuteriumatom ist dasselbe wie ein Wasserstoffatom, außer dass das erstere ein zusätzliches Neutron in seinem Kern hat. Ein Tritiumatom hat zwei zusätzliche Neutronen.

Eine Wasserstoffbombe hat eine eingebaute Atombombe, die benötigt wird, um die Fusionsreaktion auszulösen. Wasserstoffbomben wurden noch nie im Krieg eingesetzt und sind tausendmal stärker als Atombomben.

Der erste Test einer Wasserstoffbombe fand in Enewatak statt, einem Atoll im Pazifik. Es setzte einen drei Meilen breiten Feuerball und eine Pilzwolke frei, die sich auf fast 60.000 Fuß erhob und dabei eine Insel zerstörte.

Atommüll

Eines der größten Probleme der Nuklearindustrie ist die Frage, was mit den von ihr erzeugten radioaktiven Abfällen zu tun ist. Ein Teil davon wird für Hunderttausende von Jahren radioaktiv und gefährlich bleiben.

Hochgradige Abfälle sind am gefährlichsten, da sie durch Behälter schmelzen können und so radioaktiv sind, dass sie tödlich wären, wenn jemand einige Tage in der Nähe wäre. Diese Art von Abfall macht nur 0,3% des gesamten britischen Atommüllvolumens aus, bei dem es sich hauptsächlich um Abfälle aus abgebrannten Brennstäben handelt. Die größten Mengen radioaktiver Abfälle bestehen aus Kernbrennstoffbehältern, Reaktorkomponenten und Uran.

Heutzutage wird hochgradiger Abfall behandelt, indem er mehrere Jahre in Wasser gekühlt und dann in ein geschmolzenes Glas gemischt wird, das in Stahlbehälter gegossen wird. Diese Kanister werden dann in einem mit Beton ausgekleideten Gebäude gelagert.

Dies ist jedoch nur eine vorübergehende Maßnahme. Wissenschaftler wissen, dass sie irgendwann einen Weg finden müssen, um Atommüll für Tausende von Jahren sicher zu lagern. Einige Länder wie Amerika und Finnland planen, Atommüll in tiefen unterirdischen Bunkern zu lagern. Damit dies sicher ist, müssen Wissenschaftler sicherstellen, dass das Material niemals austreten und die Wasserversorgung verunreinigen oder an die Oberfläche steigen kann.

Großbritannien verfügt bereits über mehr als 100.000 Tonnen radioaktiver Abfälle mit höherer Aktivität, die gelagert werden müssen. In Drigg in Cumbria werden bereits große Mengen an schwachem Abfall in Betongewölben gelagert. Andere Pläne zur Entsorgung von Atommüll beinhalteten das Abladen auf See und das Sprengen in den Weltraum.


Teilchenphysik

Einer der wichtigsten Zweige der zeitgenössischen Physik ist die Untersuchung der grundlegenden subatomaren Bestandteile der Materie, der Elementarteilchen. Dieses Gebiet, auch Hochenergiephysik genannt, entstand in den 1930er Jahren aus den sich entwickelnden experimentellen Bereichen der Kern- und Kosmischen Strahlenphysik. Zunächst untersuchten die Forscher kosmische Strahlen, die außerirdischen Strahlungen mit sehr hoher Energie, die auf die Erde fallen und in der Atmosphäre interagieren (siehe unten Die Methodik der Physik). Nach dem Zweiten Weltkrieg begannen die Wissenschaftler jedoch allmählich, energiereiche Teilchenbeschleuniger zu verwenden, um subatomare Teilchen für Studien bereitzustellen. Die Quantenfeldtheorie, eine Verallgemeinerung der QED auf andere Arten von Kraftfeldern, ist für die Analyse der Hochenergiephysik von wesentlicher Bedeutung. Subatomare Teilchen können nicht als winzige Analoga gewöhnlicher materieller Objekte wie Billardkugeln dargestellt werden, da sie Eigenschaften haben, die aus klassischer Sicht widersprüchlich erscheinen. Das heißt, während sie Ladung, Spin, Masse, Magnetismus und andere komplexe Eigenschaften besitzen, werden sie dennoch als punktförmig angesehen.

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelte sich ein kohärentes Bild der zugrunde liegenden Materieschichten, an denen zwei Arten von subatomaren Teilchen beteiligt waren: Fermionen (Baryonen und Leptonen), die einen ungeraden halbintegralen Drehimpuls aufweisen (Spin 1 /2 , 3 /2 ) und bilden gewöhnliche Materie und Bosonen (Gluonen, Mesonen und Photonen), die integrale Spins haben und die fundamentalen Kräfte der Physik vermitteln. Es wird angenommen, dass Leptonen (z. B. Elektronen, Myonen, Taus), Gluonen und Photonen wirklich fundamentale Teilchen sind. Es wird angenommen, dass Baryonen (z. B. Neutronen, Protonen) und Mesonen (z. B. Pionen, Kaonen), die zusammen als Hadronen bekannt sind, aus unteilbaren Elementen gebildet werden, die als Quarks bekannt sind und niemals isoliert wurden.

Quarks gibt es in sechs Arten oder „Geschmacksrichtungen“ und sie haben passende Antiteilchen, die als Antiquarks bekannt sind. Quarks haben Ladungen, die entweder zwei Drittel oder ein Drittel der Ladung des Elektrons negativ sind, während Antiquarks die entgegengesetzten Ladungen haben. Wie Quarks hat jedes Lepton ein Antiteilchen mit Eigenschaften, die denen seines Partners entsprechen (das Antiteilchen des negativ geladenen Elektrons ist das positive Elektron oder das Positron des Neutrinos ist das Antineutrino). Zusätzlich zu ihren elektrischen und magnetischen Eigenschaften sind Quarks sowohl an der starken Kraft (die sie zusammenhält) als auch an der schwachen Kraft (die bestimmten Formen der Radioaktivität zugrunde liegt) beteiligt, während Leptonen nur an der schwachen Kraft beteiligt sind.

Baryonen wie Neutronen und Protonen werden durch Kombination von drei Quarks gebildet. Baryonen haben also eine Ladung von -1, 0 oder 1. Mesonen, die Teilchen, die die starke Kraft im Atomkern vermitteln, bestehen aus einem Quark und ein Antiquark alle bekannten Mesonen haben eine Ladung von –2, –1, 0, 1 oder 2. Die meisten möglichen Quarkkombinationen oder Hadronen haben eine sehr kurze Lebensdauer, und viele von ihnen wurden nie gesehen, obwohl zusätzliche wurden mit jeder neuen Generation leistungsstärkerer Teilchenbeschleuniger beobachtet.

Die Quantenfelder, durch die Quarks und Leptonen miteinander und mit sich selbst interagieren, bestehen aus partikelähnlichen Objekten, die Quanten genannt werden (von denen die Quantenmechanik ihren Namen herleitet). Die ersten bekannten Quanten waren diejenigen des elektromagnetischen Feldes, sie werden auch Photonen genannt, weil Licht aus ihnen besteht. Eine moderne einheitliche Theorie schwacher und elektromagnetischer Wechselwirkungen, die als elektroschwache Theorie bekannt ist, schlägt vor, dass die schwache Kraft den Austausch von Teilchen beinhaltet, die etwa 100-mal so massereich sind wie Protonen. Diese massiven Quanten wurden beobachtet - nämlich zwei geladene Teilchen, W + und W - und ein neutrales, W 0.


So funktioniert die radioaktive Reinigung

Japan, das bereits im März 2011 von der Zerstörung eines Erdbebens und eines Tsunamis heimgesucht wurde, sah sich auf seinem Weg zur Genesung einer weiteren gewaltigen Hürde gegenüber: der Sanierung des beschädigten Kernkraftwerks Fukushima Daiichi. Nachdem das Erdbeben und der darauf folgende Tsunami die Kühlsysteme der Anlage beschädigt hatten, arbeiteten die Anlagenbetreiber unermüdlich daran, die Kernschmelze in Fukushima Daiichi zu begrenzen und die Freisetzung von radioaktivem Material in die Umgebung zu beschränken.

Das Reinigen von radioaktivem Material kann unter keinen Umständen ein kompliziertes und teures Unterfangen sein, und Fukushima Daiichi wird keine Ausnahme sein. Hidehiko Nishiyama, ein Sprecher der japanischen Agentur für nukleare Sicherheit, hat bereits angekündigt, dass es Monate dauern wird, bis die Agentur die Situation im Werk vollständig unter Kontrolle hat, und einige Experten schätzen, dass die Aufräumarbeiten Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern könnten. Darüber hinaus könnten die Kosten für die Sanierung leicht über die Kosten für den Bau des Kraftwerks hinausgehen [Quelle: Klotz].

Um zu verstehen, warum die Reinigung radioaktiver Stoffe so mühsam und kostspielig ist, ist es hilfreich zu wissen, warum radioaktives Material überhaupt so gefährlich ist. Radioaktives Material ist im Gegensatz zu den meisten anderen Stoffen von Natur aus instabil. Im Laufe der Zeit emittieren die Kerne radioaktiver Atome das, was als bekannt ist ionisierende Strahlung, die in drei Hauptformen kommen kann: Alpha-Partikel, Beta-Partikel und gamma Strahlen. Unter bestimmten Umständen kann jeder der drei Menschen Schaden zufügen, Elektronen aus Atomen stehlen und chemische Bindungen zerstören. Im Gegensatz zu Alpha- und Betateilchen können Gammastrahlen jedoch direkt durch den Körper gelangen und dabei Chaos anrichten. In der Tat können fehlerhafte Versuche des Körpers, diesen Schaden zu reparieren, zu Krebszellen führen.

Uran und sein Nebenprodukt Plutonium erzeugen beide Gammastrahlen in für den Menschen äußerst gefährlichen Mengen - selbst eine kurze Exposition gegenüber einer kleinen Menge Plutonium kann sich beispielsweise als tödlich erweisen -, aber ohne sie wäre Atomkraft unmöglich. Dank strenger Sicherheitsstandards und -mechanismen kommen Arbeiter in Kernkraftwerken (und überall dort, wo mit radioaktivem Material umgegangen wird) jedoch sehr selten mit schädlichen Strahlungswerten in Kontakt.

Diese Einrichtungen können jedoch nicht für immer betrieben werden, und dann ist eine radioaktive Reinigung erforderlich. Tatsächlich ist es in einer Vielzahl von Situationen erforderlich, nicht nur in Kernschmelzen. Stilllegung einer Atomwaffe? Entsorgung radioaktiver medizinischer Abfälle? Sie müssen die schwere Prüfung durchlaufen, bei der es sich um eine radioaktive Säuberung handelt. Bevor der Prozess beginnen kann, benötigen die Besatzungen die Ausrüstung, um die Arbeit zu erledigen. Wir werden herausfinden, an welche vertrauenswürdigen Werkzeugtechniker sich als Nächstes wenden.

Werkzeuge des radioaktiven Handels

Wie Ihnen jede an der Bereinigung beteiligte Behörde mitteilt, hat Sicherheit oberste Priorität. Dementsprechend tragen alle Mitarbeiter, die unter potenziell schädlichen Strahlungswerten arbeiten, dicke Vinyl-Schutzanzüge, Masken und Gummistiefel, die mindestens einen Prozentsatz der schädlichen Strahlung blockieren können.

Anstatt sich zum Schutz auf Sicherheitsausrüstung zu verlassen, würden die Arbeitnehmer die Strahlung natürlich lieber ganz vermeiden, wann immer dies möglich ist. Zu diesem Zweck tragen die Besatzungen häufig Geigerzähler, die ihnen sowohl die Richtung als auch die Intensität einer Strahlungsquelle geben. Darüber hinaus dürfen Arbeitnehmer tragen Dosimetertragbare Geräte, die die Menge der Strahlenbelastung verfolgen, die Arbeiter während ihrer Schicht erhalten. Diese Geräte erweisen sich als besonders hilfreich, wenn die Mitarbeiter wissen, dass sie intensive Strahlendosen erhalten, und eine Warnung benötigen, um die Stelle zu verlassen, sobald sich die Dosierung schädlichen Werten nähert.

Je nach Art der Operation können die Besatzungsgrößen stark variieren. In Fukushima Daiichi bemühte sich ein relativ kleines Team von 300 Arbeitern, das Kraftwerk zu stabilisieren, damit größere Aufräumarbeiten beginnen konnten [Quelle: Boyle]. Nach der Katastrophe von Tschernobyl, die allgemein als der schlimmste Unfall in einem Kernkraftwerk angesehen wird, waren rund 600.000 Arbeiter an der Sanierung beteiligt, und die Gebiete rund um das Kraftwerk sind erst jetzt für kurze Zeit sicher zu besichtigen [Quelle : US NRC].

Interessanterweise verwenden Dekontaminationsteams häufig dieselben Mops, Besen, Schaufeln und Bürsten, um ihre Arbeiten auszuführen, die Sie möglicherweise in einem örtlichen Baumarkt finden.

Zum Glück müssen menschliche Arbeiter nicht jeden Aspekt einer Strahlenreinigung behandeln. Zum Beispiel hat Deutschland zwei Roboter freiwillig zur Stabilisierung und letztendlich Dekontamination von Fukushima Daiichi eingesetzt. Andere Roboter können alles erledigen, von der Demontage von Atombomben bis zur Reparatur von blockierten Geräten in hochradioaktiven Umgebungen. In einigen Fällen werden die Roboter selbst so kontaminiert, dass sie schließlich als radioaktiver Abfall verschrottet werden.

Beim Umgang mit abgebrannten Brennstäben sind sowohl Wärme als auch Strahlung ein Problem. Daher verwenden die Arbeiter eine ganze Menge Wasser, um solche Materialien zu kühlen und ihre Strahlung zu unterdrücken, manchmal jahrelang. Zusammen mit Wasser erweisen sich Beton, Glas und Schmutz als ziemlich effektiv bei der Lagerung von radioaktivem Material, insbesondere in Kombination mit Sicherheitsbehältern und Lagereinrichtungen.

Wenn Sie wie viele Menschen sind, haben Sie alle Arten von antibakteriellen Seifen und Reinigungsmitteln in Ihrem Haushalt. Es ist also etwas ironisch, dass Wissenschaftler einen Weg gefunden haben, die berüchtigten Bakterien zu nutzen E coli die Umwelt zu scheuern. Durch die Kombination der Bakterien mit Inositphosphaten - einem landwirtschaftlichen Abfallmaterial - können Wissenschaftler zunächst Uran an die Phosphate binden und dann das Uran ernten, um es aus der Umwelt zu entfernen. Als zusätzlichen Vorteil produziert das Verfahren Uran fast so billig wie der traditionelle Bergbau.

Radioaktivität auffegen

Stellen Sie sich vor, Sie fegen Ihren Küchenboden und müssen dann nicht nur den Schmutz wegwerfen, den Sie aufgeräumt haben, sondern auch den Besen, die Kehrschaufel und sogar den Mülleimer, in den Sie alles geworfen haben. Dieses Szenario gibt Ihnen einen Einblick in die Schwierigkeit und die Kosten der Reinigung von Radioaktivitätsarbeitern, die sich mit der Strahlungsquelle und allem, was diese Quelle kontaminiert hat, befassen müssen. So schwierig der Prozess auch sein mag, er ist nicht immer kompliziert. In vielen Fällen haben die Arbeiter die Aufgabe, einfache Aufgaben wie das Auffegen von schwach radioaktivem Material, das Abwischen von Oberflächen mit dekontaminierenden Chemikalien und das Sammeln von Abfällen zur Entsorgung zu erledigen.

Ein großer Teil der Herausforderung ergibt sich aus der Tatsache, dass sich radioaktives Material auf verschiedene Weise in die Umwelt ausbreiten kann - insbesondere wenn etwas schief geht -, was die Reinigung exponentiell erschwert. Beispielsweise können radioaktive Partikel in das Grundwasser eindringen, in nahe gelegene Seen, Flüsse und Ozeane fließen, durch die Atmosphäre schweben und sogar Nutztiere und Nutzpflanzen kontaminieren. Jede Art von Umweltverschmutzung erfordert eine andere Reaktion.

Wenn radioaktives Material das Grundwasser kontaminiert, überwachen Organisationen wie die US-Umweltschutzbehörde (EPA) den Bau von Grundwassergewinnungs- und -aufbereitungsanlagen. Wenn der Boden selbst kontaminiert ist, muss er möglicherweise extrahiert und in einem Sicherheitsbehälter vergraben oder sogar in Beton eingeschlossen werden. Wenn sich radioaktives Material in große Gewässer oder in die Atmosphäre ausbreitet, kann eine Dekontamination unmöglich sein. In solchen Fällen werden Fisch, Vieh und Erzeugnisse engmaschig auf erhöhte Radioaktivität überwacht.

Unabhängig von der Art der Kontamination ist das Aufwischen radioaktiver Stoffe eine gefährliche Aufgabe, und Geduld ist manchmal der beste Ansatz, um einen Standort sicher zu dekontaminieren. Sämtliches radioaktives Material zerfällt im Laufe der Zeit und zerfällt schließlich in stabile und sichere Tochterelemente. Und während dieser Prozess für hochradioaktive Abfälle Tausende von Jahren dauert, tritt er für niedriggradige Abfälle wie Sicherheitsausrüstung und Wasser, die in einem Kernkraftwerk verwendet werden, viel schneller auf. Dementsprechend werden Abfälle häufig an dem Ort gelagert, an dem sie jahrelang oder sogar jahrzehntelang erzeugt wurden, bevor sie ordnungsgemäß entsorgt wurden.

Weil das Reinigen von radioaktivem Material so gefährlich ist, ist es weltweit stark reguliert. In den Vereinigten Staaten legen Bundesbehörden wie die EPA, das Energieministerium und das Nuclear Regulatory Committee Sicherheitsrichtlinien fest, erteilen Lizenzen für den Betrieb von Kernkraftwerken und überwachen alle Aufräumarbeiten.

Bis heute ist die Tschernobyl-Katastrophe von 1986 die größte Katastrophe in der Geschichte der Kernenergie, bei der Dutzende von Arbeitern intensiver Strahlung ausgesetzt sind. Innerhalb weniger Wochen waren 28 von ihnen nach der Entwicklung eines akuten Strahlensyndroms (ARS) gestorben.

Personen mit ARS entwickeln sofort Symptome wie Übelkeit, Erbrechen und Durchfall, gefolgt von einer Phase scheinbar perfekter Gesundheit. In Kürze kehren die Opfer jedoch in einen schweren Krankheitszustand zurück, der je nach Strahlungsmenge, die eine Person erhalten hat, häufig zum Tod führen kann. Weil ARS so verheerend ist, gehen die Arbeiter bei der Arbeit mit Kernmaterial äußerst vorsichtig vor.

Entsorgung radioaktiver Abfälle

Die Dekontamination eines Standorts wie Fukushima Daiichi ist erst dann wirklich abgeschlossen, wenn das radioaktive Material des Standorts sicher entsorgt wurde. Beispielsweise bleiben verbrauchte Kernbrennstäbe Tausende von Jahren lang gefährlich, nachdem sie aus einem Kraftwerk entfernt wurden [Quelle: US-EPA]. Und während Wissenschaftler und Forscher unermüdlich daran arbeiten, Wege zu finden, um die Gefahr durch die ständig wachsenden Mengen an Atommüll zu neutralisieren, die jedes Jahr anfallen, besteht die einzige Möglichkeit, diese zu lagern. Aber wo? Immerhin steigt das Volumen radioaktiver Abfälle von Sekunde zu Sekunde. Experten prognostizieren für die nächsten zwei Jahrzehnte die Erzeugung weiterer 400.000 Tonnen (363.000 Tonnen) [Quelle: World Nuclear Association].

Bei abfallemittierender Strahlung mit geringer Strahlung unterscheidet sich der Entsorgungsprozess nicht wesentlich von der Müllabfuhr auf die örtliche Deponie. Während Ingenieure darauf achten müssen, dass sich solche Materialien unter keinen Umständen verteilen oder die lokale Wasserversorgung verunreinigen, befinden sich diese Entsorgungsstellen normalerweise in der Nähe der Oberfläche.

Anlagen, in denen hochradioaktive Abfälle gelagert werden sollen, sind dagegen wesentlich robuster. Die Yucca Mountain-Anlage in Nevada kostete beispielsweise mehr als 13 Milliarden US-Dollar für den Bau und die Lagerung radioaktiver Stoffe unter der Erde in einem Netz von abgeschirmten Tunneln, aber Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger diskutieren immer noch über ihre Fähigkeit, ihre Fracht sicher einzudämmen [Quellen: Associated Press, Eureka County].

Der Bau eines Endlagers für nukleare Abfälle ist nur der erste Schritt zur Entsorgung von hochradioaktivem Material. Als nächstes muss das Material für den Transport in speziell entworfene Metallfässer gegeben werden. Da während des Transports alle Arten von Unfällen auftreten können, sind die Fässer so ausgelegt, dass sie allen Stürzen von 9 Metern bis zu Bränden von 802 Grad Celsius standhalten [Quelle: Eureka County]. Diese Fässer aus Edelstahl, Titan und anderen Legierungen machen sich dann auf den Weg vom Ursprungsort zum Endlager für Atommüll, wo die Fässer Tausende von Jahren verbleiben können.

Nicht alle Länder entscheiden sich dafür, hochgradige Atommülls zu lagern, wie dies in den USA der Fall ist. Stattdessen wird der Brennstoff wiederaufbereitet und zur Stromerzeugung wiederverwendet. Durch die Wiederaufbereitung entfällt jedoch nicht die Notwendigkeit, Kernmaterial zu lagern, und die Entsorgung ist für jedes Land, das Atomkraft nutzt, ein kritisches Thema

Wie Sie sich vorstellen können, ist das Aufräumen und Entsorgen von Atommüll ein kostspieliges Unterfangen. Die britische Nuclear Decommissioning Authority schätzte, dass die Kosten für die Reinigung aller 20 radioaktiven Standorte des Landes beispielsweise 160 Milliarden US-Dollar übersteigen würden [Quelle: Macalister]. Befürworter der Kernenergie sagen jedoch, dass der Zugang zu einer zuverlässigen, sauberen und reichlich vorhandenen Energiequelle die mit der Wartung und Reinigung von Kernenergieanlagen verbundenen Kosten mehr als rechtfertigt.

Wir alle wissen, dass Strahlung schädlich ist, aber die Realität ist, dass wir uns einer gewissen Exposition nicht entziehen können. Aber wie viel Strahlung braucht es, um jemandem Schaden zuzufügen? Hintergrundstrahlung und Röntgenstrahlung liefern viel zu wenig Strahlung, um Schaden zu verursachen, ebenso wie das Leben in der Nähe eines Kernkraftwerks oder das einstündige Gehen um den Ort der Katastrophe von Tschernobyl. In Wirklichkeit erhalten nur Besatzungen, die direkt mit radioaktivem Material arbeiten, jemals genug Strahlung, um ihre Gesundheit zu gefährden, und selbst dann nur in seltenen Fällen. Die Techniker, die an der Stabilisierung des Werks in Fukushima Daiichi arbeiteten, erkannten jedoch, dass sie direkt in Gefahr waren, und drängten weiter vorwärts, um die wahre Tapferkeit für ihr Land zu demonstrieren.


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