-e/!,aj~ O-ll1 z· ~(\.{(.\ }J fvllt l r-- TÜV Hannover/Sachsen-Anhalte.V. 1 Bereich Energie- und Systemtechnik TÜV NORD GRUPPE GK-100.07.2 Hannover, 30.04.98 ETS Revision 1 vom 18.5.98 Stellungnahme zu den Auswirkungen möglicher Verschmutzungen des Grundwassers auf die Langzeitsicherheit des Endlagers Konrad Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) als Antragsteller im Planfeststellungsverfahren Konrad hat dem Niedersächsischen Umweltministerium (MU) die Unterlage /1/ Prüfung und Bewertung einer möglichen Verschmutzung des Grundwassers durch bestimmte gefährliche Stoffe (ET-I8-94-REV-3), EU 509, Rev. 03, 30.03.1998, ( , vorgelegt. Das MU ,bat den Technischen Überwachungs-Verein Hannover/Sachsen- Anhalte.V. mit Schreiben vom 01.04.1998 (Az.: 402-40326/03-4/1; -4/2) im Rahmen der gutachterlichen Arbeiten zur Langzeitsicherheit um Kenntnisnahme und Durchsicht die- ser Unterlage sowie um Prüfung, ob die Ergebnisse des Gutachtenteils zur Langzeitsi- cherheit oder Teile davon vor dem Hintergrund dieser aktualisierten Antragsunterlage zu revidieren oder zu ergänzen sind. Das MU teilte außerdem mit. daß die Prüfung dieser Unterlage in wassertechtlicher Hinsicht unter Hinzuziehung des Niedersächsischen Lan- desamtes für Ökologie (NLÖ) durchgeführt wird. In der vorliegenden Stellungnahme beschreiben wir die von uns durchgeführten Prüfun:. gen und stellen deren Ergebnisse dar. Insofern ergänzen wir dadurch die Aussagen des Teils 2 unseres Gutachtens vom Juli 1997 /5/ und berücksichtigen die Unterl~ge de·s BfS /1/. die zum Zeitpunkt der Gutachtensabgabe noch f'!icht vorlag. In unserer Stellungnah~ me .behandeln wir keine wasserrechtlichen Fragestellungen. Umfang und Ergebn_isse der entsprechenden Prüfung durch das NLÖ sind uns nicht bekannt. ProJtktPSP-Element NAANNNNNNNNNNN Sk ObJ. Kenn. Funktion NNNNNN NNAAANN Komp. Baugr. AANNNA AANN Autoabe UA Lid. Nr. R1v. XAA XX AA NNNN NN JJ.1) ~ lf!K~ TÜV Hannover/Sachsen.Anhalte.V. Bereich Energie- und Systemtechnik ._ 2 - 1. ( Bisheriger Stand der Begutachtung In der Plausibilitätsbetrachtung zur Chemotoxizität radioaktiver Abfälle (EU 251) /3/ wer- den die Konzentrationen chemotoxischer Stoffe aus den Abfallgebinden nach Lösung in Tiefenwässern mit den Grenzkonzentrationen im Trinkwasser, z.B. nach der Trinkwas- serverordnung /4/, verglichen. Dabei wird angenommen, daß die Stoffe in 106 m3 Tiefen- wasser gelöst und während des Transports um den Faktor 103 verdünnt werden und an- schließend in das obertlächennahe Grundwasser gelangen. Die Schutzwirkung geologi- scher Barrieren. etwa Sorption oder Filterung, wird dabei nur in Einzelfällen berücksich- tigt. Unter Berücksichtigung des Verdünnungsfaktors 103 und der Transportzeit von min- destens 300000 Jahren aus de_m Endlager in die Biosphäre wird gezeigt, daß die einge- lagerten chemotoxischen bzw. wasserrechtlich relevanten Stoffe bis auf Konzentrationen verdünnt werden, die niedriger oder in der gleichen Größenordnung liegen als in ver- schiedenen wasserrechtlichen Verordnungen und Empfehlungen /4, 9, 10, 15/, im weite- ren Text „Regelwerk" genannt, festgelegt ist. In unserem Gutachten zur Langzeitsicherheit /5/ haben wir diese Vorgehensweise bewer- tet und sind wie der Antragsteller zu dem Ergebnis gekommen, daß sowohl für die anor- ganischen als auch für die organischen chemotoxischen Abfälle eine Mengenbeschrän- kung, die über den durch die Endlagerungsbedingungen (EU 11 7) /6/ vorgegebenen Umfang hinausgeht, nicht erforderlich ist. 2. ( . Neuer Sachstand Das BfS betrachtet in der eingangs genannten Unterlage eine mögliche Kontamination des Grundwassers durch das zusammen mit den radioaktiven Abfällen im Endlager Kon- rad eingelagerte Inventar an organischen und anorganischen nichtradioaktiven .Stoffen. Die Vorgehensweise des BfS lehnt_sich an eine Plausibilitätsbetrachtung zur Chemo- toxizität radioaktiver Abfälle {EU 251) /3/ an, zu der wir bereits in unserem Gutachten /5/ Stellung genommen haben. Das BfS hat in der nun vorliegenden Unterlage /1/ die Mög- lichkeit einer Verschmutzung des Grundwassers durch potentiell gefährliche Stoffe auch anhand der Grundwasserverordnung vom 18. M~rz 1997 /2/ bewertet. Der Antragsteller erläutert in seinem Arbeitsbericht EU 509 /1/ unter Verweis· auf die Aussagen im Plan /7/, daß das geplante Einlagerungsvolumen von 650000 m3 zu 98,2 % mit anorganischer und zu 1,8 % mit organischer Masse ausgefüllt wird. Seide Stoffarten (anorganische_wie organische Stoffe) enthalten Stoffe mit Gefahrenpote~tial, ·Eu;·so9.,-..,.,n/ ·_ im folgenden analog zu .den Ausführungen der EU 251 /3/ und der. :• . .. .'"(.·.~·. ... . ,,.. . . ,.cheinotoxische Stoffe" genannt, und weitere wasserrechtlichl elevante Stoffe;;.~~mtfolgen- .:·' · , den "wasserrechtlich relevante Stoffe" genannt. Iri der EU 509,/1/werden diesä'_ Stoffe·ats ·: . ~ organische oder anorganische Verbindungen bezeichnet. TÜV Hannover/Sachsen-Anhalt e. V. Bereich Energie- und Systemtechnik ·- 3 - ( ( In der EU 509 /1/ wird wie in der EU 251 /3/ angenommen. daß 9iese Stoffe in 106 m3 Konrad-Tiefenwässern gelöst und mit diesen Wässern transportiert werden, bis sie nach etwa 300000 Jahren die oberflächennahen Grundwasserstockwerke der Bio- sphäre erreichen. Filterungs-, Fällungsvorgänge oder andere Rückhaltemechanismen werden wie in der EU 251 /3/ nicht. Sorptionseffekte nur in Einzelfällen berücksichtigt. Radiolyse und mikrobielle Effekte werderr in dem Modell des BfS nicht berücksichtigt. In einem zusätzlichen Abschnitt wird eine natürliche Vorbelastung der Tiefenwässer geson- dert betrachtet. Der Antragsteller zeigt auf, daß die zu erwartende einlagerungsbedingte zusätzliche Belastung der Biosphäre weitgehend im Bereich der gemessenen natürlich bedingten Belastung des oberflächennahen Grundwassers oder teils mehrere Zehnerpo- tenzen darunter liegt. Die Verdünnung der Tiefenwässer auf ihrem Wege zur Biosphäre wird in dem Bericht ·EU 509 /1 / mit dem Faktor 104 bei Untersättigung, mit 103 bei Sätti- gung angenommen. Der Zahlenwert 104 leitet sich her aus der rechnerischen Konzen- trationsabnahme langlebiger Nuklide auf dem Weg vom Endlager über die verschiede- nen Ausbreitungspfade zum Quartär. In der EU 251 /3/ war der Antragsteller von einem Faktor 103 ausgegangen, der sich rechnerisch aus einer notwendigen Verdünnung der salinaren Tiefenwässer auf Salzkonzentrationen ergibt, die nach der Trinkwasserverord- nung /4/ zulässig wären. Aus der Palette organischer Verbindungen, die der Antragsteller bereits in der EU 251 /3/ dargestellt hatte, werden in der EU 509 /1/ die organischen chemotoxischen Stoffe und Verbindungen ausgewählt, die zur Endlagerung kommen und deren Konzentrationen vom Regelwerk begrenzt sind. Für diese ausgewählten Stoffe wird die jeweilige kumulier- te Masse angegeben. Die Ar.gaben zu den Stoffdaten und die Aussagen zur möglichen Gefährdung sind gegenüber der Unterlage EU 251 /3/ grundlegend überarbeitet. Zur Bewertung der anorganischen Stoffe, die in das Endlager. eingebracht wer~en, zieht der Antragsteller in der EU 509 /1/ die oben genannte Verdünnung der Tiefenwäs- ser aus dem Endlagerbereich auf ihrem Weg in die oberflächennahen Grundwässer der Biosphäre heran. Es wird angenommen, daß sich die anorganischen Schadstoffe in 106 m3 Tiefenwässem vollständig lösen. Nach der Anwendung des Verdünnungsfaktors werden die errechneten Konzentrationen mit den Grenzwerten des Regelwerks sowie mit gemessenen Konzentrationen der betrachteten Stoffe im derzeitigen- quartären Grund- wasser /11, 12/ verglichen. Der Antragsteller stellt dar, daß die Grenzkonzentrationen der Regelwerke nicht überschritten werd~n. wobei die realen Barriereeigenschaften des Deckgebirges bei der Berechnung und Prognose in wenigen Fällen berücksichtigt wer- den.- Die betrachteten anorganischen Stoffe gelangen i~ so niedriger. Konzentra~ion in das oberflächennahe Grundwasser, daß eine Gefahr der Beeinträchtigung der (?iosphäre~-- -nach seiner Ansicht nicht gegeben ist.
9G-/21 353210/HEIRB/004900 B3012550 Vorläufiger Quellterm LWR-Brennstoff zur Beschreibung der Korrosion im integrierten Nahfeldmodell Bestandteil des Auftrages PSP Element: 213 532 100 “Erstellung eines integrierten Nahfeldmodells von Gebinden hochradioaktiver Abfälle im Salzstock Gorleben: Geochemisch Fundierter Quellterm für HAW-Glas, abgebrannte Brennelemente und Zement” Auftragnehmer: Forschungszentrum Karlsruhe - Institut für Nukleare Entsorgungstechnik Postfach 3640, D-76021 Karlsruhe Verfasser: @ine.fzk.de Karlsruhe den IS.Aug. 1998 Die Studie wurde im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz erstellt. Das BfS behält sich alle Rechte vor. Insbesondere darf die Studie nur mit Zustimmung des BfS zitiert, ganz oder teilweise vervielfältigt bzw. Dritten zugänglich gemacht werden. Sie gibt die Meinung und Auffassung des Auftragnehmers wieder und muß nicht in jedem Falle mit der Meinung des BfS übereinstimmen. 2 Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS................................................................................................................ 2 ZusammEnfassunG........................................................................................................... 3 EInLEItunG........................................................................................................................3 mECHAnIstIsCHE BAsIs DEs QuELLtERms................................................................ 7 Rolle der Brennstoffhülle als mechanische Barriere:...................................................11 Die Zircaloyhülle als Quelle für Radionuklidfreisetzung............................................... 11 Die Brennstofftablette als Quelle der Radionuklidfreisetzung...................................... 14 freisetzung von Rissen und freien Oberflächen..................................................... 14 Korngrenzen.........................................................................................................14 Gemeinsame Erfassung der freisetzung aus Korngrenzen und von Rißoberflächen 15 Radionuklidfreisetzung aus der Brennstoffmatrix........................................................ 16 Validität von modellen zur Korrosion der Brennstoffmatrix....................................... 16 Langzeitextrapolation: das Problem der Radiolyse..................................................19 QuantIfIZIERunG DEs QuELLtERms...................................................................................24 Quantifizierung des labilen Radionuklidinventars ........................................................ 26 Korrosionsrate für Zircaloy....................................................................................... 31 Korrosionsrate der strukturteile.................................................................................33 Korrosionsrate der Brennstoffmatrix.......................................................................... 33 Effekt der Oberflächenentwicklung........................................................................ 34 Langfristige Entwicklung des Laugenvolumens im Behälter........................................ 37 Langfristige Entwicklung des Redoxzustandes an den Einlagerungsorten................... 40 sCHLußfOLGERunG........................................................................................................................................... 42 BIBLIOGRaPHIE.................................................................................................................43 3 Zusammenfassung verschiedenen Die mechanismen Auflösung der von abgebrannten Kernbrennstoffen und der freisetzung von Radionukliden werden im Hinblick auf ihre Relevanz für Endlagerorte und -Konzepte quantifiziert. Es dabei wird zwischen im salzstock Gorleben mechanismen langfristigen der Radionuklidfreisetzung aus Brennstoffmatrix, Hüllrohrmatrix und strukturteilen und instantaner freisetzung unterschieden. Die wichtigste geochemische Randbedingung für die Auflösung der Brennstoffmatrix ist das Redoxpotential des zutretenden wäßrigen mediums. Das Redoxpotential wird vor allem durch Behälterkorrosion und durch Radiolyse beeinflußt. Demgegenüber spielen temperatur und pH-Wert eine nur untergeordnete Rolle. Die größte unsicherheit besteht darin, die Brennstoffkorrosion Wirkungvonradiolytischer vorhersagenzukönnen. Oxidation Obwohl auf aufgrund die zeitlich abnehmender Radiolyseeffekte mit einer zeitlichen Abnahme der Raten der Brennstoffkorrosion zu rechnen ist, kann man diesen Effekt noch nicht quantifizieren, sodaß derzeit konservativ mit konstanten Langzeitraten der Brennstoffkorrosion gerechnet werden muß. Im Vergleich der Einlagerungskonzepte „Polluxbehälter-streckenlagerung“ und „Endlagerbüchse in Bohrloch“ sind die instantanen freisetzungsterme identisch. Diese bestimmen die toxizität potentieller freisetzungen über viele tausend Jahre. Wesentliche unterschiede betreffen die Langzeitkorrosionsraten, die bei der Endlagerbüchse bei 10-4 a-1, beim Polluxbehälter 10-5-10-6 a-1 liegen. Der unterschied rührt daraus, daß bei der Endlagerbüchse nicht sicher ist, ob reduzierende Bedingungen langfristig aufrechterhalten werden können. Einleitung seit der Änderung des Atomgesetzes im Jahre 1994 ist die direkte Endlagerung abgebrannter Kernbrennstoffe ein gleichberechtigter Entsorgungsweg. Die abgebrannten Brennelemente werden für die Endlagerung zerlegt. Die gezogenen
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität der Bundeswehr München, Institut für Angewandte Physik und Messtechnik (LRT2) durchgeführt. Das Hauptziel des LET-Verbundes liegt in der Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses der erhöhten relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) von dicht ionisierender Strahlung, also von Strahlung mit hohem LET (Linear Energy Transfer) im Vergleich zu Niedrig-LET-Strahlung. Insbesondere sollen Modelle zur Vorhersage der RBW in Abhängigkeit der von Ionen induzierten Ionisierungsdichte, also von LET und Teilchenenergien, anhand neuartiger experimenteller Ansätze validiert und ggf. verbessert werden. Das Arbeitsprogramm zielt auf ein enges Netzwerk zwischen der Gewinnung neuer strahlenbiologischer Daten für Bestrahlung mit fokussierten Niedrig-LET-Protonen oder weiteren leichten Ionensorten (Deuteronen, He- und Li-Ionen) an der Ionenmikrostrahlanlage SNAKE und für homogene Bestrahlung mit den gleichen Ionen, um einen direkten Vergleich mit Schwerionenbestrahlungen bei gleicher mittlerer Dosis zu erhalten. Damit wird die Weiterentwicklung und Validierung von Computermodellen zur Berechnung von RBW in Abhängigkeit des LET und der Ionengeschwindigkeit ermöglicht. Die Gewinnung von strahlenbiologisch relevanten Daten soll in enger Zusammenarbeit zwischen der Strahlenbiologischen Gruppe des Klinikums rechts der Isar der TU München und dem Institut für Angewandte Physik und Messtechnik der UniBwM erfolgen. Die Modellierung wird in enger Zusammenarbeit mit der GSI, Darmstadt und dem HHZM, München durchgeführt. Ergebnisse der Forschungsarbeiten werden eine noch präzisere Beschreibung der Wirkung von Hoch-LET-Strahlung erlauben, die sowohl für die Tumortherapie mit Ionenstrahlen als auch für die Abschätzung der Schädigungswirkung von Hoch-LET-Strahlung bei Strahlenunfällen, für das fliegende Personal und im Rahmen der bemannten Raumfahrt relevant sind. In einem interdisziplinären Ansatz zwischen Biologie und Physik sollen Doktoranden und Post-Doktoranden in einem für die Medizin und den Strahlenschutz höchst relevanten Forschungsfeld ausgebildet und qualifiziert werden.
Das Projekt "Hitzebständige Mikrosiebe aus Glimmer und ihr Einsatz im Umweltschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachbereich Chemie - Analytische Chemie und Radiochemie, Fachgebiet Radiochemie durchgeführt. Nachdem die Herstellung hitzebestaendiger Mikrosiebe aus Glimmer durch Bestrahlung mit Schwerionen am UNILAC bei der GSI (Darmstadt) und anschliessende Aetzung im Laboratorium in Marburg grundsaetzlich beherrscht wird, sollen jetzt anwendungsspezifisch Mikrosiebe zum Einsatz im Umweltschutz entwickelt werden: In Zusammenarbeit mit der NUKEM (Hanau) wird die Abluft aus einem im Betrieb befindlichen Sinterofen gereinigt. Die Abluft ist 300-500 Grad Celsius heiss und mit allen moeglichen radioaktiven Aerosolpartikeln beladen. Mit 3-5 hintereinandergeschalteten Mikrosieben (Kantenlaengen der Loecher werden immer kleiner, startend von k=15 mue bis k annaehernd 0.2 mue) in einem 'Kaskadenimpaktor' kann bis zu 99,5 Prozent der Radioaktivitaet abgeschieden werden. Wenn man die Eingangsloecher durch Aetzen in NaOH abrundet, erhaelt man auch eine Fraktionierung nach Korngroessen auf den verschiedenen Mikrosieben. Die abgeschiedenen Aerosole liegen flach auf der Glimmeroberflaeche und erlauben eine einfache Analyse mit alpha-Spektrographie oder Bestimmung der Korngroessen mittels Raster-Elektronenmikroskopaufnahmen.
Das Projekt "Kinetik und Mechanismen der Saeureerzeugung in Wolken und Niederschlaegen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. General Information: The research proposed herein will be conducted in collaboration with research groups at Leeds University and at C.E.R.L. where pulse techniques are in use for the study of radical reactions. The overall aim is to unravel the details of the radical chain oxidation mechanism for so2 in aqueous solution. It will be assumed that oh radicals are generated by photolysis of iron (iii)-hydroxyl ion complexes. The reaction of oh with sulfite and bisulfite then initiates the chain. Oxy-sulfur radicals so3, SO4 and SO5 have been proposed as intermediates in the overall reaction and their roles will have to be elucidated. The work at Mainz will concentrate on the identification of reaction intermediates by radical scavenging techniques, using chromatographic equipment for the determination of products. This involves the development of new analytical procedures. Two lines of research will be persued: one is to quantify the effectiveness of iron (iii) ion complexes as a photolytic source of oh by measuring the associated quantum yields. The other line of work will be devoted to the occurrence of so4 as an intermediate in the oxidation chain and conceivable reactions generating it. Achievements: The transition metal (specially manganese) catalysed mechanism may play a major role in the oxidation of sulphur dioxide in polluted boundary layer clouds, but uncertainties exist concerning the mechanisms and rates of these processes. Research was carried out in order to characterize the reactions of the free radicals involved in the chain mechanism and to investigate the photolysis of iron (III) hydrated complexes as a possible source of hydroxyl radicals. A good understanding of these processes is needed to assess their actual impact on sulphur dioxide oxidation in clouds over continents. A large number of reactions of the SO3(-), SO4(-) and SO5(-) radicals relevant to the oxidation of sulphur dioxide and sulphuric acid in cloud water chemistry have been investigated, using pulse radiolysis and laser photolysis methods. The data obtained have contributed to the identification and characterization of the individual reactions participating in the radical induced chain oxidation of sulphite to sulphate in aqueous solution. The mechanism for the oxidation of formaldehyde to formic acid by the hydroxyl radical has been established. The primary reaction between the hydroxyl radical and hydrated formaldehyde yields the hydrated formyl radical. The subsequent reactions of this radical, self reaction, reaction with oxygen and H2O2 were found to yield formic acid. This in cloud formation of formic acid could significantly contribute to the acidity of precipitation at remote sites. The reaction of formaldehyde with hydroxyl and sulphate radicals may play an important role in inhibiting the chain process of converting sulphur (IV) into sulphur (VI)...
Das Projekt "F+E-Programm zur Lagerung abgebrannter Brennelemente II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kraftwerk Union AG durchgeführt. Das Vorhaben ist als Fortschreibung von Teilen der Vorhaben KWA 1547 bzw. KWA 1859 zu sehen und umfasst schwerpunktmaessig die folgenden Arbeiten, die den aktuellen Kenntnisstand vertiefen bzw. erweitern sollen: - Fortfuehrung der regelmaessigen Untersuchungen ueber das Langzeit-Huellrohrverhalten bei Nasslagerung; - vertiefte Untersuchungen zur Radiolyse bei der Nasslagerung; - Spaltproduktfreisetzung aus defekten Brennstaeben bei der Nasslagerung; - Untersuchungen zur passiven Kuehlung von Nasslagerbecken; - Bestimmung des Tritium-Gehaltes in SWR Steuerstaeben.
Das Projekt "Sub project: Biogeochemistry of dissolved oxygen, phosphate, and sulfate in ultra-oligotrophic South Pacific Gyre (IODP Expedition 329) sediments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie durchgeführt. Die den ultra-oligotrophen Wässern des Südpazifischen Wirbel unterliegenden Sedimente zeichnen sich durch extrem niedrige Akumulationsraten, Zelldichten und geringe mikrobielle Aktivität aus. Mittels Bohrungen beprobte die IODP Expedition 329 'South Pacific Gyre Microbiology' diese riesige, unerforschte Region des Ozeanbodens um die Rolle der Ozeanographie als kontrollierender Faktor der Variation in den Habitaten der Sedimente zu erforschen, die Hypothese dass von Photosynthese unabhängiges Leben existiert (z.B. basierend auf Radiolyse von Wasser) zu testen, und um die extrem niedrige biologische Aktivität zu quantifizieren. Wir schlagen vor, die Prozesse welche die Biogeochemie von biologisch essentiellen Stoffen wie gelöster Sauerstoff, Phosphat, und Sulfat kontrollieren an Porenwasser- und Sedimentproben welche während der IODP Expedition 329 gesammelt wurden zu erforschen. Mittels Experimenten mit multiplen Radiotracern werden wir die Raten und Reaktionspfade von Kohlenstoff- und Phosphatumsatz sowie deren Aufnahme bestimmen. Weiter verwenden wir die Isotopenzusammensetzung (16O, 17O and 18O) von im Porenwasser gelöstem Sauerstoff als Fingerabdruck von mikrobieller Aktivität im Sediment. Denselben Ansatz benützen wir ferner um die Hypothese, dass Radiolyse von Wasser eine Quelle von Wasserstoff und Sauerstoff in tief vergrabenen Sedimenten ist, zu testen. Ferner werden wir die Schwefel- und Sauerstoffisotopenzusammensetzung von Sulfat dazu verwenden, um das beobachtete Verschwinden dieses Ions besser zu verstehen.
Das Projekt "EpiRadBio: Krebsrisko nach Exposition mit ionisierender Strahlung mit Dosen in der Größenordnung von oder geringer als 100 mSv" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) - Institut für Strahlenschutz (ISS) durchgeführt. Neuere epidemiologische Studien geben Hinweise, dass das Krebsrisiko nach Expositionen, die den Dosisgrenzwerten für beruflich strahlenexponierte Personen entsprechen, höher sein könnten als gegenwärtig von der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) angenommen (Highlight: Krebsrisiko nach Exposition mit niedrigen Dosen. Die Höhe der Strahlenrisiken einzelner Krebstypen und -lokalisationen und ihre Abhängigkeiten von Strahlenart und individuellen Faktoren sind im Wesentlichen unbekannt. Der innovative Forschungsansatz des Projektes kombiniert Epidemiologie und Strahlenbiologie, um Krebsrisiken nach Expositionen mit niedrigen Dosen oder Dosisraten zu erfassen. Schlüsselfaktoren der Karzinogenese nach Strahlenexposition wie die genomische Instabilität werden in Krebsgeweben und Blutproben von Mitgliedern der französischen Kohorte von Hämangiomapatienten und der Kohorte der Majak Arbeiter, und von ukrainischen Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall analysiert. Der interzelluläre Signalaustausch nach Exposition mit niedriger Dosis und sein Einfluss auf Apoptosis, genomische Instabilität und Zellproliferation und -differenzierung werden mit Zellkulturen und dreidimensionalen Gewebemodellen untersucht. Dies schließt Experimente mit Stammzellen ein, die aus gesundem menschlichem Brustgewebe isoliert werden sollen. Die Ergebnisse der strahlenbiologischen Experimente werden in Modelle der Karzinogenese nach Strahlenexposition integriert. Mit diesen Modellen werden Daten der folgenden strahlenepidemiologischen Kohorten analysiert: Atombombenüberlebende von Hiroshima und Nagasaki, französische, schwedische und italienische Schilddrüsenkrebspatienten, Majak Arbeiter, schwedische Hämangiomapatienten, ukrainische Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall und beruflich strahlenexponierte Personen in Großbritannien. In den Kohorten werden Krebsrisiken für die weibliche Brust, die Lunge, die Schilddrüse und den Verdauungstrakt nach Exposition mit niedrig-LET Strahlung (externe Gammastrahlung oder interne Strahlung von inkorporiertem 131I) und für die Lunge nach Exposition mit hoch-LET Strahlung (Alpha-Strahlung von inkorporiertem Plutonium) analysiert. Basierend auf den Analysen der strahlen-epidemiologischen Daten werden Lebenszeitrisiken in Abhängigkeit von individuellen Risikofaktoren berechnet. Mögliche Anwendungen liegen in einer Überprüfung geltender Dosisgrenzwerte und in einer Optimierung von medizinischen Strahlenanwendungen.
Das Projekt "Nachweis von Zwischenprodukten und Zwischenschritten sehr schnell ablaufender chemischer Reaktionen mit Hilfe der Pulsradiolyse und Blitzphotolyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH durchgeführt. Die Methode der Pulsradiolyse und Blitzphotolyse eignet sich im Prinzip zur Untersuchung der Eigenschaften von Radikalen, Radikalionen, Elektronen in Loesungen und elektronisch angeregten Zustaenden sowie der durch diese Teilchen ausgeloesten chemischen Prozesse. Mit ihr gelingt es, die Zwischenstufen sehr schnell ablaufender chemischer Reaktionen (Bruchteile von Sekunden) aufzuklaeren. Daher eignet sich die Methode unter anderem auch als Nachweisverfahren von Zwischenschritten umweltrelevanter Reaktionen. Beispiele aus der aktuellen Arbeit sind die Aufklaerung des Abbaus von organischen Halogenverbindungen oder die Aufklaerung anomaler Oxydationsstufen von Metallen, die Ursache fuer die Toxiditaet von metallorganischen Verbindungen sein koennen.
Das Projekt "Wasserstoffreisetzung aus Oberflaechen und Gebaeudestrukturen innerhalb des Sicherheitsbehaelters des KKW Muelheim-Kaerlich bei dem Auslegungsstoerfall 'Kuehlmittelverlust'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bonnenberg und Drescher durchgeführt. Bei dem Auslegungsstoerfall muss im Sicherheitsbehaelter die freigesetzte Aktivitaet zurueckgehalten werden, um die Stoerfalldosis in der Umgebung so gering wie moeglich zu halten. Eine zu hohe H2-Bildungsrate macht u.U. eine zu fruehe Spuelung des Behaelters erforderlich. Es war nachzuweisen, dass die Korrosion von metallischen Oberflaechen oder Metallen in Anstrichen innerhalb des Sicherheitsbehaelters keinen wesentlichen H2-Beitrag liefern. Ausgehend vom vorhandenen, theoretischen Kenntnisstand wurde die H2-Menge durch Zn und Al berechnet. Die zusaetzliche Menge ist aber klein gegenueber der Metall-Wasser-Reaktion und der Radiolyse. Dadurch ist die Rueckhaltefunktion des Sicherheitsbehaelters weiterhin voll gewaehrleistet.
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