Radioaktivität: Der Weg der Isotope

Ein Erdbeben und der folgende Tsunami haben im März 2011 das japanische Kernkraftwerk Fukushima Dai-Ichi stark beschädigt. In den ersten Wochen zeigten Messungen, wie radioaktive Partikel aus dem Kraftwerk über die Luft verteilt wurden. Nun präsentieren Forscher eine Simulation, die den Weg der strahlenden Teilchen im Pazifik nachzeichnet, die entweder aus der Luft oder über direkte Einleitung ins Ozeanwasser gelangten. „Nach unseren Modellrechnungen dürfte das radioaktive Wasser schon jetzt über nahezu den gesamten Nordpazifik verteilt worden sein“, sagt Erik Behrens vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Geomar in Kiel und Erstautor der Studie. Durch die Vermischung mit dem Meerwasser habe die Konzentration der Radionuklide deutlich abgenommen, schreiben die Wissenschaftler im Fachmagazin „Environmental Research Letters“. Sie liege überall deutlich unter dem Grenzwert für Trinkwasser.

„Unser Modell hat eine räumliche Auflösung von etwa zehn mal zehn Kilometern“, erläutert der Leiter des Teams, Claus Böning. Für Studien an Ozeanströmungen sei das ungewöhnlich präzise und komme der Realität recht nahe. Der Analyse zufolge wird die Ausbreitung der Schadstoffe nicht nur durch die Hauptströmung im Nordwestpazifik, dem Kuroshio, bestimmt, sondern auch von intensiven und veränderlichen Wirbeln. Gemeinsam mit heftigen Winterstürmen haben diese dazu geführt, dass die radioaktiven Partikel mittlerweile stark verdünnt wurden.

Im Video können Sie in einer Simulation des Geomar sehen, wie sich das radioaktive Cäsium-137 im Wasser ausbreitet:

Basis der Simulation, die mit dem Radionuklid Cäsium-137 gerechnet wurde, sind laut Böning offizielle Angaben zur ausgetretenen Radioaktivität in den ersten Wochen nach der Havarie. „Natürlich gibt es da eine Unsicherheit“, sagt er. „Wenn in Wirklichkeit dreimal so viel Radioaktivität ins Wasser gelangte, dann ist die von uns simulierte Konzentration auch etwa dreimal so groß.“ Auf der anderen Seite habe es 2011 Radioaktivitätsmessungen von amerikanischen und japanischen Forschern im offenen Pazifik gegeben, die mit den modellierten Werten weitgehend übereinstimmten. Aktuelle Werte aus diesem Jahr, die das Resultat bestätigen könnten, gebe es keine.

So bleibt vorerst nur die Simulation – mit undramatischen Daten. Binnen zwei Jahren nehme die Radioaktivität ab auf höchstens 10 Becquerel pro Kubikmeter Wasser, schreiben die Forscher. In den nächsten vier bis sieben Jahren werde der Wert dank Verdünnung auf 1 bis 2 Becquerel pro Kubikmeter sinken. Das wäre dann immer noch doppelt so viel wie vor der Katastrophe von Fukushima.

Was das praktisch bedeutet, beschreibt Böning am Beispiel der Ostsee. „Die im Frühjahr 2011 in den Pazifik geflossene Menge an Radioaktivität war mindestens dreimal so groß wie die Menge, die 1986 nach der Katastrophe von Tschernobyl in die Ostsee gelangte.“ Während die Ostsee kaum Wasseraustausch mit der Nordsee habe, ermögliche der Pazifik aufgrund seines riesigen Volumens eine rasche Verdünnung. „Die simulierten Werte für den Nordpazifik liegen durchweg alle unter denen, die noch heute in der Ostsee gemessen werden, 26 Jahre nach Tschernobyl.“ Und selbst die seien unbedenklich.

Anders verhalte es sich mit den Meerestieren, die vor einem Jahr nahe am Unglücksort Fukushima lebten. „Damals war die Konzentration radioaktiver Substanzen viel höher“, sagt der Forscher. Vieles von dem, was die Tiere damals aufgenommen haben, gelangte in die Nahrungskette. „Der Fischfang im offenen Pazifik ist aber kein Problem.“