Neutronen – die tückische Gefahr durch Bildung radioaktiver Aktivierungsprodukte

von Prof. Dr. Rolf Bertram, 25.04.2014

Die Unterschätzung radioaktiver Aktivierungsprodukte ist ein typisches Beispiel für Bewertungen von Situationen, bei denen die Ursachen und die messbaren Auswirkungen zeitlich weit auseinanderliegen. Nach jahrzehntelanger Einlagerung und wegen der Langlebigkeit von ¹⁴C kommt es zur Anreicherung und damit zu einer wachsenden Kontamination bodennaher Luftschichten durch ¹⁴C.
Die vom Inventar eines Castors ausgehende Strahlung wird nur unzureichend abgeschirmt. Dadurch existiert in der Umgebung eingelagerter Castoren ein Mischstrahlungsfeld von Neutronen- und Gammastrahlen, das auch in einem Abstand von einigen hundert Metern noch messbar ist.

Direkt an der Außenwandung von CASTORen ist ein Neutronenfluss mit einem hohen Anteil thermischer Neutronen festgestellt worden. Die Aufsummierung aller Außenflächen der über 100 eingelagerten Castoren (z.B. im Zwischenlager Gorleben) ergibt eine Abstrahlungsfläche, die die Größe eines Fußballfeldes übersteigt.
Die Intensität dieser thermischen Neutronen reicht aus, um mittels kernchemischer Reaktionen diverse radioaktive Aktivierungsprodukte in der Umgebungsluft zu produzieren. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Bildung von Radiokohlenstoff (¹⁴C), der durch eine sog. n,p-Reaktion aus dem Stickstoff der Luft entsteht:
¹⁴N (n, p) ¹⁴C

Diese in der Kernchemie übliche Schreibweise bedeutet: Unter Neutronenbestrahlung (n) wird nichtradioaktiver Stickstoff (¹⁴N) unter Emission von Protonen (p) zu radioaktivem Kohlenstoff (¹⁴C).
Eine weitere Ursache der Luftkontamination ist die Aktivierung von in der Luft befindlichen Schwebstoffteilchen. In normaler Umgebungsluft kann die Partikelzahl pro Kubikmeter Luft mehr als 1 Mio betragen. Neben der radioaktiven Verseuchung der Atemluft spielt die Boden- und Wasserverseuchung hervorgerufen durch aus bodennahen Luftschichten sedimentierende kontaminierte Partikel eine Rolle.
Eine ständige Überwachung der durch Neutronen ständig erzeugten Aktivierungsprodukte ist in der bisherigen Kontrollplanung nicht vorgesehen ist. Um das Ausmaß und damit die Schadwirkung dieser zweifelsfrei ablaufenden Prozesse abschätzen zu können, sind umfassende Untersuchungen dringend erforderlich.