Quelltext der Seite Radioaktiver Niederschlag

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'''Radioaktiver Niederschlag''' (auch aus dem Englischen '''Fallout''' oder '''Fall-out''' genannt) entsteht nach einer [[Kernwaffenexplosion]] oder nach einem schwerwiegenden [[Kernreaktor]]unfall. Eine bei jeder dieser Ursachen erfolgte [[Explosion]] transportiert [[Staub]] in die [[Erdatmosphäre|Atmosphäre]]. Dieser Staub verteilt sich in verschiedenen Schichten und mit verschiedenen Geschwindigkeiten und Richtungen als [[Aerosol]]. Daraus entstehender [[Niederschlag]] mit Staub als [[Kondensationskeim]] wird auf der Erdoberfläche festgestellt und gemessen. Die [[Radioaktivität]] der Staubpartikel bringt eine erhebliche radioaktive [[Strahlenbelastung]] und gegebenenfalls Vergiftung ([[Strahlenkrankheit]]) mit sich.

== Schwarzer Regen ==
Eine Sonderform von radioaktivem Niederschlag ist der ''Schwarze Regen'', der vor allem mit den [[Atombombenabwürfe auf Hiroshima und Nagasaki|Atombombenabwürfen auf Hiroshima und Nagasaki]] in Verbindung gebracht wird. Dieser hat unter anderem einen [[Schwarzer Regen (Roman, Ibuse)|gleichnamigen Roman]] geprägt; er wird auch in vielen anderen Erzählungen mit dem Thema [[Atomkrieg]] erwähnt.

Die beim Zünden einer Atomwaffe freigesetzte Energie [[Phasenübergang|verdampft]] alles in ihrem Umkreis und entzündet weiter Entferntes. Die dabei entstehende Asche bzw. [[Rauch]], hochgewirbelter Staub und der Wasserdampf vermischen sich mit den ebenfalls [[Sublimation (Physik)|sublimierten]] radioaktiven Resten der Waffe zu einer radioaktiven [[Wolke]], die sich beim Aufsteigen abkühlt und schließlich [[Regen|abregnet]]. Dieser radioaktive Regen ist aufgrund des hohen Aschegehalts schwarz.

== Washout ==
Der [[Wash out|''Washout'']] ist eine weitere Variante des radioaktiven Niederschlags. Beim Washout fallen radioaktive Teilchen von oben auf eine Wolkendecke oder 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 von der Quelle bei auftretenden Niederschlägen zur Ablagerung von [[Kontamination (Radioaktivität)|kontaminierten]] Teilchen kommt. Das verstärkt die Strahlenbelastung betroffener Lebewesen auch im Nahbereich.

== Zusammensetzung und Stärke ==

Zur Betrachtung von Stärke und Zusammensetzung radioaktiven Niederschlags müssen die entstandenen Mengen an Spaltprodukten (der Quellterm), die Explosionshöhe, die Verbreitung und Verteilung durch das lokale Wetter sowie die individuellen Eigenschaften der einzelnen Spaltprodukte berücksichtigt werden. Der Quellterm ist direkt proportional zum effektiv gespaltenen Uran bzw. Plutonium. Daher tragen Fusionsstufen für sich nur wenig zum Quellterm bei. Das Konzept der [[Salted bomb]] sieht die Erzeugung von besonders gefährlichen Aktivierungsprodukten wie [[Cobalt#Isotope|<sup>60</sup>Co]] vor, um die Umgebung möglichst effektiv zu kontaminieren.

* Bei einer klassischen [[Kernwaffentechnik#Spaltungsbombe oder Fissionsbombe|Kernspaltungsbombe]] auf Uran/Plutoniumbasis (Atombombe) entstehen proportional zur Sprengkraft Spaltprodukte, die dann als radioaktiver Niederschlag niedergehen und die Umgebung kontaminieren können.
* [[Kernwaffentechnik#Wasserstoffbombe|Zwei-Stufen-Kernwaffen]] nach dem [[Kernwaffentechnik#Teller-Ulam-Design|Teller-Ulam-Design]] erzeugen [[Kernwaffentechnik#Fusionssprengstoff|im Verhältnis zu ihrer Sprengkraft]] weniger radioaktive Spaltprodukte, da ein großer Teil der Sprengkraft durch die Fusionsreaktion bereitgestellt wird.
* Drei-Stufen-Kernwaffen mit einer Ummantelung aus <sup>238</sup>U erzeugen aufgrund ihrer Größe besonders viel Spaltprodukte.
* Bei einer [[Radiologische Waffe|schmutzigen Bombe]], die im engeren Sinne keine Kernwaffe ist, spricht man nicht von Fallout, sondern von lokaler Kontamination durch die beigesetzten radioaktiven Stoffe.

Die räumliche Verteilung der Spaltprodukte unterscheidet sich maßgeblich, wenn eine Kernwaffe unterirdisch, am Boden oder in großer Höhe gezündet wird. Erreicht eine unterirdische Explosion nicht die Oberfläche, so entsteht kein radioaktiver Niederschlag. Langfristig können aber die mobilen Elemente, d.&nbsp;h. die Edelgase und einige andere Elemente, die sich nicht chemisch im Erdreich binden, an die Oberfläche gelangen. Bei einer bodennahen Zündung wird ein großer Teil der radioaktiven Stoffe lokal abgelagert. Ein beträchtlicher Teil gelangt auch in die Atmosphäre, von wo er durch Winde und Niederschläge verteilt wird. Dabei gilt: Je höher die radioaktive Wolke aufsteigt, desto weiter verteilt sich der radioaktive Niederschlag. Da die Menge gleich bleibt, bedeutet dies eine großflächigere, aber lokal weniger intensive Strahlenbelastung. 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.

Die Zusammensetzung des radioaktiven Niederschlags ist vielfältig. Wesentlich sind die Produkte, die aus der Spaltung von [[Uran]] oder [[Plutonium]] entstehen. Bekannte Spaltprodukte sind [[Isotop]]e der Elemente [[Caesium]], [[Iod]] und [[Strontium]].
Von besonderem Interesse sind die Isotope Iod-131 und Caesium-137. Ersteres, da es aufgrund der eher kurzen Halbwertszeit von 8 Tagen und der einfachen Aufnahme in den menschlichen Körper über die Atemluft in den ersten Wochen zu hohen Strahlendosen in der Schilddrüse führen kann. Zweiteres, da es wegen seiner Halbwertszeit von 30 Jahren langfristig mit hoher Intensität strahlt, sodass schon verhältnismäßig geringe Mengen eine gesundheitliche Gefährdung darstellen können.

Ursprünglich nicht radioaktive Elemente, die durch [[Neutroneneinfang]] in instabile Isotope verwandelt werden, können zum radioaktiven Niederschlag beitragen. Bei [[Wasserstoffbombe]]nexplosionen wird radioaktives [[Tritium]] freigesetzt.

== Verteilung ==
=== Verteilung bei Nuklearwaffen ===
Der radioaktive Niederschlag einer Atombombe kann sich über einige tausend Quadratkilometer große Gebiete verteilen. Seine Menge, Zusammensetzung und räumliche Verteilung hängt von vielen Faktoren ab:

* Wetterlage (Windverhältnisse, Luftfeuchtigkeit, Regen zum Zeitpunkt der Zündung, Lufttemperatur bzw. thermische Bedingungen u.&nbsp;v.&nbsp;m.)
* Zündungshöhe der Atombombe (die [[Hiroshima-Bombe]] wurde 580 Meter über Grund gezündet, die [[Nagasaki-Bombe]] 550 Meter über Grund)
* Explosionsstärke der Atombombe (zwei identisch konstruierte Atombomben können recht verschiedene Explosionsstärken haben)

Daneben erhöht jede oberirdische Atombombenzündung (siehe auch [[Atombombentest]]) auch die radioaktive Belastung weltweit, da Elemente mit [[Halbwertszeit]]en von mehreren Jahren sich über die Erde verteilen. Die sogenannte [[Natürliche Radioaktivität#Weitere künstliche Quellen|Hintergrundstrahlung]] ist durch Kernwaffentests bis heute erhöht.

Besonders in den 1950er- und 1960er-Jahren war der weltweite radioaktive Niederschlag durch die oberirdischen [[Atomwaffentest]]s der [[USA]] und [[Sowjetunion]] beträchtlich, so dass die oberirdischen Tests aus Strahlenschutz-Gründen durch eine [[Vertrag über das Verbot von Kernwaffenversuchen in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser|Konvention von 1963]] eingestellt wurden. China führte seinen letzten [[Atombombentest#Testorte|oberirdischen Atombombentest 1980]] durch.

Während der weltweiten oberirdischen Kernwaffenversuche von 1954 bis 1966 wurde auf dem Boden der alten Bundesländer ein Fallout von 2500 [[Becquerel (Einheit)|Becquerel]] pro Quadratmeter <sup>90</sup>[[Strontium]] und 4000 Becquerel pro Quadratmeter [[Caesium#Caesium_137|<sup>137</sup>Caesium]] gemessen. Ein Großteil der Ablagerungen ist auch heute noch vorhanden.

=== Verteilung bei Kernkraft-Unfällen ===
==== Tschernobyl ====

Die [[Katastrophe von Tschernobyl]] von 1986 hat auch einen Fallout erzeugt, der in Mitteleuropa niederging und bis heute messbar ist. In [[Oberschleißheim|Neuherberg]] bei München maß die [[Helmholtz Zentrum München|Gesellschaft für Strahlenforschung]] am 26. April 1986 19.000 Becquerel pro Quadratmeter für [[Caesium#Caesium_137|<sup>137</sup>Caesium]] – fast fünfmal so viel wie durch die Kernwaffentests. Außerdem lagerten sich pro Quadratmeter 210 Becquerel <sup>90</sup>[[Strontium|Sr]] ab. <sup>90</sup>Sr ist ein [[Betastrahlung|Betastrahler]] mit einer [[Zerfallsenergie]] von 0,546&nbsp;[[Elektronenvolt|MeV]] und zerfällt mit einer [[Halbwertzeit]] von 28,78 Jahren zu <sup>90</sup>Y, das wiederum unter Betazerfall zum stabilen <sup>90</sup>Zr zerfällt. <sup>90</sup>Sr ist ein häufig auftretendes Spaltprodukt bei der [[Kernspaltung]] von [[Uran]], zum Beispiel von <sup>235</sup>U in [[Kernkraftwerk]]en.

Ursache der großräumigen Verfrachtung war der heftige [[Graphit]]brand im Tschernobyl-Reaktor, der die radioaktiven Teilchen hoch in die Atmosphäre hinauf beförderte. Ein zwar sehr großer, aber relativ gesehen recht geringer Anteil des Fallouts ging auf die umliegenden Regionen der [[Ukraine]], von [[Belarus]] und Russland nieder. Die Bevölkerung im unmittelbaren Nahbereich des Kernkraftwerks hatte insofern Glück, dass der Wind vor der [[Evakuierung]] von Städten wie Pripjat vor allem dünnbesiedelte Gebiete bestrich.

In Tschernobyl gab es eine sehr hohe Freisetzung, die sich stark über den Erdball ausbreitete. Bei den im Westen gängigen Leichtwasser-Reaktoren ist infolge des vorhandenen [[Containment (Nukleartechnik)|Containments]] in der Regel 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.

==== Fukushima ====
Die [[Strahlungsbelastung durch die Nuklearunfälle von Fukushima]] ist ein wesentlicher Teil [[Nuklearkatastrophe von Fukushima|dieser Nuklearkatastrophe]].

=== Verteilung radioaktiver Partikel durch Brände ===
Während der [[Wald- und Torfbrände in Russland 2010]] warnte das [[Katastrophenschutzministerium der Russischen Föderation|Katastrophenschutzministerium]] in [[Moskau]] davor, dass die Brände auf die Region [[Oblast Brjansk|Brjansk]], besonders im Süden im Distrikt [[Nowosybkow]] übergehen, die bei der [[Katastrophe von Tschernobyl|Tschernobyl-Katastrophe]] im April 1986 schwer verseucht wurden. Im schlimmsten Fall würden so erneut radioaktive Stoffe freigesetzt. Minister [[Sergei Kuschugetowitsch Schoigu|Sergei Schoigu]] warnte, dass, sollte dort ein Feuer ausbrechen, radioaktive Partikel mit dem Rauch emporsteigen und so weitere Gebiete durch radioaktiven Niederschlag verstrahlt werden könnten.<ref>[http://www.spiegel.de/panorama/0,1518,710412,00.html Waldbrand-Katastrophe: Minister fürchtet Freisetzung radioaktiver Stoffe bei Tschernobyl], Spiegel Online vom 5. August 2010.</ref>

Beim ersten britischen Kernwaffentest, der [[Operation Hurricane (Australien)|Operation Hurricane]], entzündeten 1952 glühende kleine Metallreste ''[[Spinifex]]''-Gras, das auf der Insel wuchs. Die bei der Explosion entstandene atomare Wolke erreichte eine Höhe von 4500 Metern.

=== Verteilung radioaktiver Partikel durch Wind ===
Radioaktiver Staub kann auch ohne Feuchtigkeit alleine durch Luftbewegungen große Gebiete kontaminieren. Eine solche Katastrophe ereignete sich beispielsweise 1967 bis 1968 um den ausgetrockneten [[Karatschai-See]], der zuvor jahrelang als Lagerstätte für [[Radioaktiver Abfall|radioaktiven Abfall]] aus der [[Kerntechnische Anlage Majak|kerntechnischen Anlage Majak]] genutzt wurde. Nach einer Trockenheit trug der Wind radioaktiven Staub von der trockengefallenen, früher vom See bedeckten Fläche weg und belastete eine halbe Million Menschen sowie eine Fläche von etwa 1.800&nbsp;km² mit einer Aktivität von 600&nbsp;[[Curie (Einheit)|Curie]] (22&nbsp;[[Vorsätze für Maßeinheiten|Tera]]-Becquerel).<ref>Olaf M. Johannessen et al.: ''Radioactivity and Pollution in the Nordic Seas and Arctic.'' Springer 2010, ISBN 978-3-540-24232-1, {{Google Buch |BuchID=iLZEedlAucsC |Seite=39 |Hervorhebung="Lake Karachay"}}</ref><ref name="globalsecurity">[http://www.globalsecurity.org/wmd/world/russia/chelyabinsk-65_nuc.htm Production Association Mayak – Chelyabinsk-65/Ozersk], GlobalSecurity.org, abgerufen am 16. März 2011.</ref>

== Auswirkungen ==
Radioaktiver Niederschlag kann bei sehr hohen Dosen zur akuten und meist tödlichen [[Strahlenkrankheit]], oder längerfristig bei kleineren, aber adäquaten Dosen zu [[Leukämie]] und Krebs ([[Tumor]]en) führen.

Die [[Bürgerinitiative Umweltschutz Hannover|BIU]] veröffentlichte einen detaillierten Bericht über mögliche Auswirkungen von Kernschmelzunfällen bzw. deren radioaktiven Niederschlägen auf Menschen, Tiere und Pflanzen.<ref name="biu">[http://www.biu-hannover.de/atom/unsicher/teil2.htm Kernschmelzunfälle in deutschen Atomkraftwerken und ihre Auswirkungen auf Menschen und Umwelt], biu-hannover.de</ref> Der Bericht skizziert und kommentiert die Ergebnisse der „Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke“ – sowohl die der „Phase A“ als auch die der „Phase B“. Letztere stellten am 30. Juni 1989 der [[Bundesforschungsminister]] und die [[Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit]] der bundesdeutschen Öffentlichkeit vor.<ref name="biu" />

== Überwachung und Information ==
Das [[Bundesamt für Strahlenschutz]] (BfS) in Salzgitter informiert mit tagesaktuellen Messwerten über den Strahlenpegel im Niederschlag in Deutschland. Dazu dient das bundesweite [[ODL-Messnetz]], welches die Orts-[[Dosisleistung]] mit etwa 1700 Sonden detektiert. Die aktuellen Messwerte sind im Internet auf der Website des Bundesamtes für Strahlenschutz einsehbar.<ref>[http://odlinfo.bfs.de/ Radioaktivitätsmessnetz des Bundesamtes für Strahlenschutz], ODL Deutschland – Bundesamt für Strahlenschutz</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat|Nuclear fallout|Radioaktiver Niederschlag}}
* [http://www.atomwaffena-z.info/glossar/r/r-texte/artikel/c349dd6f78/radioaktiver-niederschlag.html Atomwaffen A–Z (Radioaktiver Niederschlag)]
* [http://www.j-schoenen.de/abc-manual/a/Fallout.html Medizinisches ABC-Manual] – umfangreiche Informationen zu Entstehung, Verteilung und gesundheitlichen Wirkungen von radioaktivem Fallout
* [http://ppalme.wordpress.com/2011/03/14/list-of-radiation-radioactive-nuclear-fallout-monitoring-websites/ ''List of Radiation Radioactive Nuclear Fallout Monitoring Websites''], ppalme.wordpress.com, 14. März 2011

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Radioaktivität]]
[[Kategorie:Niederschlag]]
[[Kategorie:Nuklearunfall]]
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