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Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft kerntechnischer Anlagen

Teil II RADIOAKTIVE STOFFE AUS KERNTECHNISCHEN ANLAGEN UND

1.2 Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft kerntechnischer Anlagen

Bearbeitet vom Bundesamt für Strahlenschutz, Institut für Strahlenhygiene, Neuherberg

Die nuklidspezifisch nachgewiesenen Aktivitätsableitungen werden vom Betreiber vierteljährlich und jährlich dokumentiert und an die zuständige Aufsichtsbehörde übermittelt. Aus der lückenlosen Bilanzierung der Ableitungen radioaktiver Stoffe wird die Strahlenexposition der Bevölkerung in der Umgebung der kerntechnischen Anlagen ermittelt und die Einhaltung der Dosisgrenzwerte des § 45 StrlSchV überprüft. Auf die Bestimmung der Strahlenexposition aus den Emissionsdaten muss deshalb zurückgegriffen werden, weil die Aktivitätskonzentrationen der aus kerntechnischen Anlagen abgeleiteten Radionuklide in den Umweltmedien Luft und Wasser und in Nahrungsmitteln im Allgemeinen so gering sind, dass sie messtechnisch nicht nachgewiesen werden können. Die jährlichen Emissionsraten sind dagegen genügend genau erfassbar (Tabellen 1 bis 8).

Die bilanzierten Jahreswerte der Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft der Kernkraftwerke im Jahr 1998 sind in Tabelle 1 für die Nuklidgruppen radioaktive Edelgase und Aerosole (Halbwertszeit > 8 Tage), sowie für die Radionuklide Jod-131, Kohlenstoff-14 (14CO2-Anteil) und Tritium aufgeführt. Die Jahresableitungen von MZFR, KNK und AVR sind in den Ableitungswerten der Forschungszentren Karlsruhe und Jülich enthalten (Tabelle 5). Die einzelnen in einer Nuklidgruppe zusammengefassten Radionuklide zeigen entsprechend ihrer chemisch-physikalischen Natur in den Umweltmedien und im menschlichen Körper unterschiedliches Verhalten. Daher ist für die Berechnung der Strahlendosis die Kenntnis der Zusammensetzung des abgeleiteten Nuklidgemisches erforderlich. Die aufgrund von Einzelnuklidmessungen ermittelte Zusammensetzung der 1998 abgeleiteten Edelgase ist aus Tabelle 2 zu ersehen. Tabelle 3 enthält die Zusammensetzung der aerosolgebundenen Radionuklide einschließ-lich der β-Strahler Strontium-89 und -90 sowie der α-Strahler Plutonium-238, -239, -240, Americi-um-241, Curium-242 und -244.

Tabelle 4 zeigt die zeitliche Entwicklung der jährlichen Gesamtemissionsraten für Edelgase und I-131 mit der Abluft der Kernkraftwerke (ohne Forschungszentren) in den alten Ländern der Bundesrepublik Deutschland. Die Summe der Jahresableitungen radioaktiver Edelgase war 1998 mit 2,7•1013 Becquerel niedriger als 1997 mit 3,8•1013 Becquerel. Die Gesamtableitung an I-131 lag 1998 mit 1,8•108 Becquerel unter dem Vorjahreswert von 3,0•108 Becquerel.

In Tabelle 5 sind die Angaben über die Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft aus den For-schungszentren Karlsruhe, Jülich, Rossendorf, Geesthacht und dem Hahn-Meitner-Institut Berlin im Jahr 1998 zusammengefasst. Die Ableitungen radioaktiver Stoffe aus den übrigen Forschungsreaktoren (Tabelle 6) betragen im Mittel nur einige Prozent der Ableitungen von Kernkraftwerken.

Die Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft aus dem Endlager Morsleben ist in Tabelle 7 zusammen-gestellt. Am Schacht Bartensleben werden jährlich etwa 1 Milliarde m3 Abwetter aus dem untertägigen Kontrollbereich abgegeben. Die Ableitungswerte für radioaktive Stoffe liegen z.T. um Größenordnungen unterhalb der genehmigten Werte.

Bei den kernbrennstoffverarbeitenden Betrieben werden die mit der Abluft emittierten α-strahlenden Aerosole ermittelt (Tabelle 8). Die abgeleitete α-Aktivität lag 1998 mit insgesamt 6,3•105 Becquerel etwa in gleicher Höhe wie 1997 mit 6,4•105 Becquerel.

Die für das Jahr 1998 ermittelten Werte für die Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft aus kerntech-nischen Anlagen entsprechen in der Summe etwa den Werten der vorhergehenden Jahre, wenn auch Einzelwerte je nach den betrieblichen Bedingungen erheblich voneinander abweichen können; sie unterschreiten im Allgemeinen deutlich die entsprechenden Genehmigungswerte, wie beispielsweise für Kernkraftwerke der Vergleich zwischen den Werten der Tabelle 1 und üblichen Genehmigungswerten von ca. 1015 Becquerel für Edelgase, ca. 3•1010 Bq für Aerosole und ca. 1010 Bq für I-131 zeigt.

Die im Rahmen der Emissionsüberwachung ermittelten jährlichen Ableitungen radioaktiver Stoffe dienen als Grundlage für die Berechnung der Strahlenexposition der Bevölkerung in der Umgebung der kerntechnischen Anlagen. Maß des Strahlenrisikos ist nicht die abgeleitete Aktivität, sondern die

effek 140 effek

-Tabelle 1 Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft aus Kernkraftwerken im Jahr 1998 in Becquerel

Kernkraftwerk Edelgase Aerosole a) Jod-131 14CO2 Tritium

Kahl b) - 8,1E04 - -

-Rheinsberg c) n.n. 1,2E06 - -

-Gundremmingen A d) - 1,3E06 - - 7,3E10

Lingen d) - 4,7E03 - 6,1E08 2,5E08

Obrigheim 2,6E11 2,3E06 3,2E05 1,1E10 1,2E11

Stade 1,3E12 8,6E05 2,3E05 1,5E10 5,9E11

Würgassen e) - 4,1E07 - 5,4E08 7,0E09

Greifswald c) - 3,3E07 - - 2,2E09

Biblis A 1,5E12 7,0E06 5,4E04 7,1E09 1,8E11

Biblis B 2,6E12 5,6E06 6,1E06 3,3E10 2,6E11

Neckar 1 7,5E11 4,5E05 2,0E05 7,4E09 2,1E11

Brunsbüttel 2,8E12 1,3E08 1,1E07 1,1E11 4,6E10

Isar 1 7,8E11 5,9E06 7,7E07 2,7E11 1,7E11

Unterweser 3,4E12 1,7E06 n.n. 4,9E10 4,5E11

Philippsburg 1 6,7E11 6,9E06 2,7E07 5,9E11 6,4E10

Grafenrheinfeld 6,2E10 1,6E06 n.n. 5,2E10 3,0E11

Krümmel 4,3E11 3,2E07 4,8E07 2,1E11 3,2E10

Gundremmingen B und C 1,7E10 3,7E05 2,3E06 1,3E12 1,0E12

Grohnde 6,8E11 1,8E06 2,9E05 3,5E10 3,3E11

Hamm-Uentrop f) - n.n. - 9,3E06 2,2E09

Philippsburg 2 1,3E11 2,0E05 1,9E05 9,1E10 1,2E12

Mülheim-Kärlich g) n.n. n.n. n.n. 3,1E09 6,7E10

Brokdorf 9,5E12 6,6E04 3,9E06 5,2E10 3,1E11

Isar 2 2,9E11 n.n. n.n. 5,0E11 9,9E11

Emsland 1,9E12 7,1E04 9,3E05 3,2E11 1,9E12

Neckar 2 3,1E11 2,2E05 1,2E05 8,7E10 2,2E11

a) Halbwertszeit > 8 Tage, ohne Jod-131, einschließlich Strontium und α-Strahler b) Betrieb beendet 1985

c) Betrieb beendet 1990 d) Betrieb beendet 1977 e) Betrieb beendet 1994 f) Betrieb beendet 1988 g) 1998 nicht in Betrieb

n.n.: nicht nachgewiesen (kleiner oder gleich Nachweisgrenze)

Tabelle 2 Ableitung radioaktiver Edelgase mit der Abluft aus Kernkraftwerken im Jahr 1998 in Becquerel

Radio-nuklid

Kahl/

Rheinsberg

Gundrem-mingen A/

Lingen

Obrigheim Würgas-sen

Stade Greifs-wald

Biblis A Biblis B

Ar-41 7,0E10 1,1E12 4,6E10 5,0E10

Kr-85m 3,2E08 2,4E09

Kr-85 1,7E11 1,1E12 1,3E12

Kr-87 1,7E07

Kr-88 2,5E07 6,5E08

Kr-89

Xe-131m 2,2E11 1,6E11

Xe-133m 1,8E09 5,9E09

Xe-133 1,5E11 3,7E10 1,7E11 9,7E11

Xe-135m 9,2E06 2,8E08

Xe-135 3,8E10 2,9E10 1,7E10 5,0E10

Xe-137 3,1E07

Xe-138

Radio-nuklid

Neckar 1 Bruns-büttel

Isar 1 Unterweser Philipps-burg 1

Grafen-rheinfeld

Krümmel Gundrem-mingen B, C

Ar-41 6,0E11 9,3E10 2,7 E08 2,3E12 5,5E10 3,0E09

Kr-85m 1,0E09 5,1E09 7,4E08 5,9E10

Kr-85 1,2E10 6,8E11 1,1E12 1,1E10 3,3E08

Kr-87 3,0E09 4,8E08 2,3E09 1,4E09

Kr-88 4,0E09 2,0E10 5,9E07 8,0E08

Kr-89 1,3E10

Xe-131m 3,0E09 6,9E10

Xe-133m 5,2E10 9,0E08

Xe-133 8,0E10 5,2E11 4,6E09 3,1E10 6,4E09 1,1E11 1,2E10

Xe-135m 6,0E09 2,0E11 6,4E10 2,5E11 9,0E10

Xe-135 4,1E10 1,9E12 2,0E10 3,6E11 2,2E11 1,5E09

Xe-137 1,1E09 1,4E09

Xe-138 2,4E08 1,4E10

Sonstige 5,4E09

Radio-nuklid

Grohnde Hamm-Uentrop

Philipps-burg 2

Mülheim-Kärlich

Brokdorf Isar 2 Emsland Neckar 2

Ar-41 6,8E09 1,1E11 1,9E11 1,1E11 1,0E11 8,4E10

Kr-85m 2,0E09 1,0E09 3,2E10 1,1E07 1,5E09

Kr-85 6,3E10 4,5E12 7,9E10 2,2E11 1,9E11

Kr-87 1,7E10 6,8E07 5,7E08

Kr-88 8,0E08 1,5E08 1,7E09

Kr-89 3,2E08 8,3E08

Xe-131m 2,2E10 1,0E11 2,0E11 3,6E09

Xe-133m 1,1E10 7,5E09 5,1E08 1,1E10

Xe-133 3,5E11 4,5E09 4,5E12 5,0E08 1,3E12 2,1E10

Xe-135m 1,4E10 2,9E08 6,3E08

Xe-135 2,3E11 1,2E10 1,7E11 7,7E07 5,0E10 4,6E09

Xe-137 5,0E07 9,1E08

Xe-138 1,3E08 1,6E09

Wird kein Zahlenwert angegeben, liegt die Aktivitätsabgabe unterhalb der Nachweisgrenze

142

-Tabelle 3 Ableitung radioaktiver Aerosole mit der Abluft aus Kernkraftwerken im Jahr 1998 in Becquerel (Jod-131: Tabelle 1)

Radio-nuklid

Kahl Rheins-berg

Gund-

remmin-gen A

Lingen Obrig-heim

Würgas-sen

Stade Greifs-wald

Biblis A

Cr-51 6,6E04

Mn-54 3,8E03 3,7E03 2,0E03

Fe-59 Co-57

Co-58 1,8E05

Co-60 7,0E04 3,4E05 9,4E05 4,5E02 1,3E06 1,8E07 5,8E05 3,1E07 3,6E05

Zn-65 Sr-89

Sr-90 1,9E04 4,4E03 2,0E05 5,7E05

Zr-95 9,7E03

Nb-95 1,2E04 3,7E04

Ru-103 Ru-106

Ag-110m 3,2E05 9,2E04

Sb-124 Sb-125

Te-123m 6,6E06

Cs-134

Cs-137 1,1E04 8,3E05 3,1E05 4,2E03 3,9E05 2,3E07 1,5E05 1,2E06

Ba-140 La-140 Ce-141 Ce-144

Eu-152 6,1E03

Eu-154

Pu-238+Am-241 5,5E03 5,1E03

Pu-239+Pu-240 1,2E04 1,5E04

Pu-241 Cm-242

Cm-244 3,4E03

U234/238 7,2E01

Fortsetzung Tabelle 3

Radio-nuklid

Biblis B Neckar 1

Bruns-büttel

Isar 1 Unter-weser

Philipps-burg 1

Grafen-

rhein-feld

Krüm-mel

Gundrem-mingen

B, C

Cr-51 3,9E06 5,6E05 5,3E04

Mn-54 2,1E07 9,6E04 2,8E05 1,7E06

Fe-59 2,7E06 1,7E04 3,0E04

Co-57

Co-58 6,8E04 1,4E04 2,5E06 6,1E04 8,0E04 5,1E04

Co-60 1,6E06 7,6E04 6,5E07 4,7E06 1,7E06 4,8E06 1,4E06 2,7E07 3,7E05

Zn-65 1,9E07 3,4E05 6,0E05 1,6E06

Sr-89 1,3E06 2,6E05 2,0E05 7,7E05

Sr-90 6,4E04 1,4E05

Zr-95 5,3E04 8,8E03

Nb-95 1,3E04 3,6E05 4,6E04 4,2E04

Ru-103 8,5E04

Ru-106 1,6E05

Ag-110m 4,2E03

Sb-124 2,0E06 3,6E05 4,5E05

Sb-125 8,2E05

Te-123m 1,6E06

Cs-134 8,5E04 2,6E05

Cs-137 1,6E05 8,9E06 8,9E03 2,3E05 1,4E05

Ba-140 4,0E05 1,5E05 4,9E05

La-140 8,6E04 4,2E04 1,8E04

Ce-141 1,3E05 1,5E05 5,0E04 1,6E03

Ce-144 Eu-152 Eu-154

Pu-238+Am-241 Pu-239+Pu-240 Pu-241 Cm-242 Cm-244

Sonstige 2,5E04

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-Fortsetzung Tabelle 3

Radio-nuklid

Grohnde Hamm-Uentrop

Philipps-burg 2

Mülheim-Kärlich

Brokdorf Isar 2 Emsland Neckar 2 Cr-51

Mn-54 1,6E04

Fe-59 Co-57

Co-58 7,3E03

Co-60 1,8E06 1,1E05 6,6E04 3,9E04 1,7E05

Zn-65 Sr-89 Sr-90 Zr-95

Nb-95 8,9E03 3,2E04

Ru-103 Ru-106

Ag-110m 4,1E04 7,9E03

Sb-124 2,3E04

Sb-125 Te-123m Cs-134

Cs-137 4,1E04

Ba-140 La-140 Ce-141 Ce-144 Eu-152 Eu-154

Pu-238+Am-241 Pu-239+Pu-240 Pu-241 Cm-242 Cm-244

Wird kein Zahlenwert angegeben, liegt die Aktivitätsabgabe unterhalb der Nachweisgrenze

Tabelle 4 Ableitung radioaktiver Edelgase und von Jod-131 mit der Abluft der Kernkraftwerke in der Bundesrepublik Deutschland (alte Bundesländer, ohne Forschungszentren) in den Jahren 1988 bis 1998

Jahr Edelgase Bq Jod-131 Bq

1988 1,4 E14 7,8 E08

1989 8,4 E13 5,7 E08

1990 5,2 E13 2,7 E08

1991 3,2 E13 3,4 E08

1992 4,4 E13 5,2 E08

1993 2,8 E13 3,9 E08

1994 4,2 E13 8,0 E08

1995 9,8 E13 5,5 E08

1996 6,2 E13 3,4 E08

1997 3,8 E13 3,0 E08

1998 2,7 E13 1,8 E08

Tabelle 5 Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft aus Forschungszentren im Jahr 1998 in Becquerel

Forschungszentrum Edelgase Aerosole a)

Jod-131 Jod-129 Kohlenstoff-14 Tritium Strontium-90 Forschungszentrum

Karls-ruhe (einschl.

Wiederauf-arbeitungsanlage) 3,6E12 1,9E07b) 4,7E06 2,9E06 9,2E10 4,3E12 8,9E05 Forschungszentrum Jülich

(einschl. Versuchsreaktor

AVR) 5,2E11 2,7E04 1,0E08 - 6,9E10 3,8E12 5,8E02

Forschungszentrum

Ros-sendorf 6,7E09 4,3E05 n.n. n.n. 6,5E09 5,5E10 3,0E04

GKSS-Forschungszentrum

Geesthacht 5,3E12 8,4E04 8,6E04 - 1,6E09 4,4E10 n.n.

Hahn-Meitner-Institut Berlin (einschl. Zentralstelle für

radioaktive Abfälle) 1,4E11 4,9E02 2,3E05 - 1,9E09 3,2E10

-a) Halbwertszeit > 8 d

b) davon α-Strahler: 2,9 E05 Becquerel

n.n.: nicht nachgewiesen (kleiner oder gleich Nachweisgrenze)

Tabelle 6 Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft aus Forschungsreaktoren im Jahr 1998 in Becquerel

Forschungsreaktor Edelgase Aerosole Jod-131 Kohlenstoff-14 Tritium

Braunschweig n.n. 9,5E03 n.n. 1,3E08 8,8E09

Garching 4,5E11 3,2E03 3,5E04 1,6E08 2,2E10

Hannover - - - -

-Heidelberg 5,6E09 2,8E04 - 1,7E06 1,9E07

Mainz 1,0E11 n.n. n.n. -

-Die Jahresableitungen von FRJ1, FRJ2, RFR, FRG1, FRG2 und BER II sind in den Ableitungen der Forschungs-zentren Karlsruhe, Jülich, Rossendorf, Geesthacht und des Hahn-Meitner-Instituts Berlin enthalten (Tab. 5). Der Forschungsreaktor Braunschweig wurde Ende 1995 endgültig abgeschaltet, der Forschungsreaktor Hannover Ende 1996.

Tabelle 7 Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Abluft aus dem Endlager Morsleben, 1998

Nuklid Bq

Tritium 2,2E10

Kohlenstoff-14 1,3E09

langlebige Aerosole 2,2E06

Radon-Folgeprodukte 1,0E10

Tabelle 8 Ableitung radioaktiver Stoffe (αααα-Aktivität) mit der Abluft aus kernbrennstoffverarbei-tenden Betrieben im Jahr 1998

Betrieb Bq

NUKEM GmbH (Hanau) a) 2,9E05

SIEMENS AG

Brennelementewerk Hanau - Betriebsteil MOX-Verarbeitung a) - Betriebsteil Uran-Verarbeitung a) - Betriebsteil Sonderfertigung Karlstein a)

<2,4E04

<2,5E05 - b)

ANF GmbH (Lingen) <1,6E04

URENCO D (Gronau) 5,0E04

a) Brennelementeproduktion eingestellt

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