Radioaktiver Niederschlag

Radioaktiver Niederschlag (auch aus dem Englischen Fallout genannt) entsteht durch eine Kernwaffenexplosion oder durch einen schwerwiegenden Kernreaktorunfall. Sein Niedergang auf der Erdoberfläche bringt eine erhebliche Strahlenbelastung mit sich.

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Schwarzer Regen

Eine Sonderform von radioaktivem Niederschlag ist der Schwarze Regen, der vor allem mit den Atombombenabwürfen auf Hiroshima und Nagasaki in Verbindung gebracht wird. Dieser hat unter anderem einen gleichnamigen Roman geprägt, wird aber in vielen anderen Erzählungen mit dem Thema Nuklearkrieg ebenso erwähnt.

Beim Zünden einer Nuklearwaffe wird alles im Umkreis verdampft, weiter Entferntes entzündet sich und die dabei entstehende Asche bzw. Rauch, hochgewirbelter Staub und der Wasserdampf vermischen sich mit den ebenfalls sublimierten radioaktiven Resten der Waffe zu einer radioaktiven Wolke, die sich beim Aufsteigen abkühlt und schließlich abregnet. Dieser radioaktive Regen ist aufgrund des hohen Aschegehalts schwarz.

Washout

Der Washout ist eine weitere Variante des radioaktiven Niederschlags. Beim Washout fallen radioaktive Teilchen von oben auf eine Wolkendecke. Sie vereinigen sich mit den in der Wolke befindlichen Regentropfen und fallen zu Boden. Dieser Effekt kann dazu führen, dass es noch in großen Entfernungen vom Detonationspunkt bei auftretenden Regenschauern zur Ablagerung von verstrahlten Teilchen kommt.

Zusammensetzung und Stärke

Wesentlich für die Zusammensetzung und die Stärke des radioaktiven Niederschlages ist der Typ der Strahlungsquelle:

• Bei einer Kernwaffe auf Uran/Plutoniumbasis entsteht viel radioaktiver Niederschlag, der zwar verglichen mit anderen Atomwaffen nicht sehr radioaktiv ist, dessen Langzeitfolgen aber katastrophal sind.
• „Saubere“ Atomwaffen (nach dem Teller-Ulam-Design) erzeugen – im Verhältnis zu ihrer Sprengkraft – weniger radioaktiven Niederschlag, da bei diesem Konstruktionstyp viele nur sehr kurzlebige radioaktive Stoffe entstehen.
• Sogenannte „schmutzige“ Atomwaffen mit einer Ummantelung aus ²³⁸U erzeugen generell viel Fallout. (Anm.: Der landläufige Begriff „Schmutzige Bombe“ bezeichnet keine Kernwaffe, sondern eine konventionelle chemische Bombe, die radioaktives Material enthält und bei der Detonation ein Gebiet radioaktiv kontaminiert)

Die Explosionshöhe spielt eine entscheidende Rolle: Bei unterirdischen und atmosphärischen Explosionen wird weniger radioaktiver Niederschlag erzeugt als bei so genannten Bodenexplosionen. Besonders viel radioaktiver Niederschlag entsteht bei halbunterirdischen Explosionen, die zwar unterirdisch gezündet werden, bei denen aber die Wucht der Explosion den Boden bis zur Erdoberfläche durchschlägt, eine Erdfontäne erzeugt und einen Explosionskrater hinterlässt.

Eine Explosion nuklearen Ursprungs verteilt die Explosionsöfen und Haupthitzefelder anders als normale Explosionen wie z. B. Sprengstoffbomben (TNT) oder EMP-Bomben (Elektromagnetische Strahlenbomben, die Elektrogeräte zerstören). Bei diesen liegen die Punkte extrem nah aneinander und auf das Zentrum konzentriert. Bei Atomsprengungen verteilen sich die Punkte in einem Radius von 300m–1200m (Ältere–Neuere) womit mehrere Explosionen stattfinden und somit drastische Mengen an Fallout bis zu 13km in die Höhe geschleudert werden. Kommt nun das Wetter dazu, kann der Fallout (wie beim GAU im Kernkraftwerk Tschernobyl) über mehrere hunderte und tausende von Kilometer (je nach Wetterlage) um die Erde getrieben werden.

Die Zusammensetzung des radioaktiven Niederschlags ist vielfältig. Wesentlich sind die Produkte, die aus der Spaltung von Uran oder Plutonium entstehen. Bekannte Spaltprodukte sind auch Isotope der Elemente Cäsium und Strontium. Ein Teil der Spaltprodukte ist gasförmig, weshalb auch bei vollständig unterirdischen Explosionen radioaktiver Niederschlag entsteht. Ursprünglich nicht radioaktive Elemente, die durch Neutronenabsorption in instabile Isotope verwandelt werden, tragen zum radioaktiven Niederschlag bei. Im Fall von Wasserstoffbombenexplosionen kann Tritium entstehen.

Verteilung bei Nuklearwaffen

Je nach Wetterlage, Windverhältnissen, Menge des radioaktiven Niederschlags und Explosionsstärke der Atombombe kann der Niederschlag auf sehr unterschiedliche, bis einige tausend Kilometer große Gebiete verteilt sein. Daneben erhöht sich auch die radioaktive Belastung weltweit, da Elemente mit Halbwertszeiten von mehreren Jahren gleichmäßig über die Erde verteilt werden. Vom radioaktiven Niederschlag betroffene Gebiete erreichen eine der "Vordetonationsstrahlung" teilweise entsprechende Sicherheit erst wieder nach 30 bis 50 Jahren. Besonders in den fünfziger und sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts war der weltweite radioaktive Niederschlag durch die oberirdischen Atomwaffentests der Sowjetunion und USA beträchtlich, so dass die oberirdischen Tests aus Strahlenschutz-Gründen durch eine Konvention von 1963 eingestellt wurden. Seither fanden nur noch unterirdische Tests statt.

Während der weltweiten oberirdischen Kernwaffenversuche von 1954 bis 1966 wurde auf dem Boden der alten Bundesländer ein Fallout von 2500 Becquerel pro Quadratmeter Strontium-90 und 4000 Becquerel pro Quadratmeter Cäsium-137 gemessen. Ein Großteil der Ablagerungen ist auch heute noch vorhanden.

Verteilung bei Kernkraft-Unfällen

Die Katastrophe von Tschernobyl von 1986 hat auch in Mitteleuropa deutlich messbaren Fallout erzeugt. Am Messort Neuherberg bei München wurde am 26. April 1986 mit 19000 Becquerel pro Quadratmeter fünfmal soviel an Cäsium-137 abgeschieden wie durch die Kernwaffentests. Außerdem lagerten sich pro Quadratmeter 210 Becquerel Strontium-90 ab. Ursache der grossräumigen Verfrachtung war der heftige Graphitbrand im Tschernobyl-Reaktor, der die Radioaktivität hoch in die Atmosphäre hinauf beförderte. Einen zwar immer noch sehr grossen, aber dadurch doch etwas geringeren Anteil des Fallouts erhielten die an den Reaktor angrenzenden Regionen der Ukraine, Weißrusslands und Russlands. Die Bevölkerung im unmittelbaren Nahbereich des Meilers schliesslich hatte insofern Glück, dass der Wind vor der Evakuation von Städten wie Pripjat vor allem bevölkerungsschwächere Gebiete bestrich.

Zusammengefasst ist zu sagen, dass in Tschernobyl eine sehr hohe Freisetzung erfolgte, die sich aber stark über den Erdball ausbreitete. Bei den im Westen gängigen Leichtwasser-Reaktoren ist infolge des vorhandenen Containments in der Regel (nicht immer) mit einer geringeren Freisetzung zu rechnen. Diese bleibt aber infolge der hier fehlenden Brand-Thermik relativ bodennah (unsichtbare Wolke) und kann damit zu höheren Strahlendosen in der Nah-Umgebung führen als in Tschernobyl.

Auswirkungen

Radioaktiver Niederschlag führt bei sehr hohen Dosen zur akuten und meist tödlichen Strahlenkrankheit, oder längerfristig bei kleineren, aber adäquaten Dosen zu Leukämie und Krebs.

Weblinks

• Atomwaffen A-Z Radioaktiver Niederschlag