Der Vertrag über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen (Kernwaffenteststopp-Vertrag: CTBT) und seine Überwachung Der Vertrag über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen ( CTBT ) ist eines der zentralen internationalen Abkommen zur Verhinderung der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Der CTBT wurde 1996 zur Unterzeichnung ausgelegt. Von den 44 Staaten ( sog. Annex 2-Staaten), die den Vertrag ratifizieren müssen, bevor er in Kraft treten kann, fehlen bis heute drei Länder, die den Vertrag noch unterzeichnen und ratifizieren müssen. Mit der De-Ratifizierung des Vertrages durch Russland Ende 2023 sind es nunmehr sechs Länder, die den Kernwaffenteststopp-Vertrag zwar unterschrieben, jedoch nicht ratifiziert haben. Die Organisation zur Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) überwacht die Einhaltung des Vertrags mit seismischen Messungen, Radioaktivitätsmessungen und Spezialmikrophonen in den Ozeanen und der Atmosphäre. Mehrere Dutzend untereinander vernetzte Messstationen weltweit können geringste Spuren von Radioaktivität in der Luft erfassen. Das BfS beteiligt sich mit Radioaktivitätsüberwachungen an der Kontrolle und betreibt die einzige Station für hochempfindliche Radioaktivitätsmessungen in Mitteleuropa auf dem Schauinsland bei Freiburg. Der umfassende Kernwaffenteststopp-Vertrag ( engl. Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty , CTBT ) ist eines der zentralen internationalen Abkommen zur Verhinderung der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Obwohl er noch nicht in Kraft getreten ist, wird seit über 2 Jahrzehnten ein weltweites Messnetz zu Überwachung des Teststopps aufgebaut und erfolgreich betrieben. Der Kernwaffenteststopp-Vertrag Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Der Kernwaffenteststopp-Vertrag Anzahl der weltweit durchgeführten Kernwaffen-Versuche bis 2022. Seit 2017 wurden keine Kernwaffenversuche mehr durchgeführt. Beginn der Kernwaffentests Mit dem sogenannten "Trinity"-Test am 16. Juli 1945 in den USA wurde zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte eine Nuklearwaffe gezündet. Einen Monat später erfolgte der erste militärische Einsatz durch die Abwürfe der Nuklearwaffen über Hiroshima und Nagasaki am Ende des zweiten Weltkrieges. Trotz früher Überlegungen zu einer internationalen Kontrolle von spaltbarem Material für den Bau von Kernwaffen erlangten weitere Nationen die Fähigkeit zur Herstellung dieser Waffen (Sowjetunion: 1949, Vereinigtes Königreich: 1952). In den 1950er Jahren begannen die USA und die Sowjetunion mit dem Testen sogenannter thermonuklearer Waffen (umgangssprachlich "Wasserstoffbomben"), die eine höhere Sprengkraft besitzen und entsprechend größere Mengen an radioaktivem Fallout produzieren. Partieller Teststopp-Vertrag Unter anderem führte die Kritik an diesen Tests dazu, dass sich 1963 die USA , die Sowjetunion und das Vereinigte Königreich über ein Verbot von Tests in der Atmosphäre, unter Wasser und im Weltraum verständigten. Dies wurde in einem internationalen Vertrag, dem partiellen Teststopp-Vertrag niedergelegt ( engl. Partial Nuclear Test-Ban Treaty , PTBT). Frankreich (erster Test 1960) und China (erster Test 1964) unterschrieben diesen Vertrag jedoch nicht und führten noch bis 1980 Kernwaffentests in der Atmosphäre durch. Vom partiellen zum umfassenden Teststopp Das Internationale Messnetz IMS Quelle: CTBTO https://www.ctbto.org/map/ Die Unterzeichnerstaaten des PTBT hielten sich an die Vertragsregeln, wodurch die Zahl der atmosphärischen (oberirdischen) Tests, und der damit verbundene radioaktive Fallout verringert werden konnte. Die Gesamtzahl aller Atomwaffen-Tests verringerte sich jedoch nicht, sie wurden jetzt nur mehrheitlich unter der Erdoberfläche durchgeführt. Bis heute wurden über 2.000 Kernwaffentests gezählt. Auf diplomatischer Ebene wurde nach dem Inkrafttreten des PTBT über einen umfassenden Teststopp-Vertrag diskutiert und 1976 die sogenannte " Group of Scientific Experts " (GSE) eingerichtet. Ihre Aufgabe war es zu klären, ob und wie die Einhaltung eines solchen Vertrags geprüft werden kann, denn ein verlässliches Verifikationssystem ist eine entscheidende Voraussetzung dafür, dass sich Staaten völkerrechtlich an ein Verbot binden. Über die Möglichkeiten und Grenzen der Verifikation (wissenschaftliche Nachweisführung) liefen die Meinungen zunächst weit auseinander. Umfassender Kernwaffenteststopp-Vertrag Es dauerte bis zum Ende des Kalten Krieges, bis formelle Verhandlungen bei den Vereinten Nationen in der Genfer Abrüstungskonferenz aufgenommen wurde. Die Beratungen, an denen auch Experten des BfS maßgeblich beteiligt waren, konnten bereits zwei Jahre später abgeschlossen und der umfassende Kernwaffenteststopp-Vertrag (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty, CTBT ) 1996 zur Unterzeichnung ausgelegt werden. Die Verhandlungsparteien wollten sicherstellen, dass die Unterzeichner des Vertrags erst dann bindende Verpflichtungen eingehen, wenn alle Staaten mit nukleartechnischen Einrichtungen – und damit der theoretischen Fähigkeit zum Kernwaffenbau - beigetreten sind. Daher enthält das Dokument eine Liste mit 44 Staaten ( sog. Annex 2-Staaten), die den Vertrag ratifizieren müssen, bevor er in Kraft tritt. Bis heute fehlen von diesen 44 Staaten drei, die den Vertrag vor Inkrafttreten unterzeichnen und ratifizieren müssen (Indien, Nordkorea, Pakistan) sowie seit 2023, mit der De-Ratifizierung des Vertrages in Russland, sechs Länder, die den Vertrag zwar unterschrieben, jedoch noch nicht ratifiziert haben (Ägypten, China, Iran, Israel, USA, Russland). Umsetzung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Wenn der Zeitpunkt des Inkrafttretens erreicht wird, muss die Verifikation des Verbots sofort möglich sein. Daher wurde in Wien die sogenannte Vorbereitende Kommission für den CTBT gegründet, deren Aufgabe insbesondere der Aufbau eines internationalen Monitoring-Netzwerks mit 337 Messstationen ist. Mit Hilfe dieses Messnetzes kann die Vertragseinhaltung verlässlich überwacht werden. Daneben bereitet die Organisation zur Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) Vor-Ort-Inspektionen konzeptionell vor, entwickelt dafür Messmethoden und führt Übungen durch. Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Die Organisation zur Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) überwacht die Einhaltung des Vertrages mit seismischen Messungen, Radioaktivitätsmessungen und Spezialmikrophonen in den Ozeanen und der Atmosphäre. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) beteiligt sich mit Messungen radiaktiver Stoffe in der Atmosphäre an der Kontrolle und unterstützt das Auswärtige Amt durch fachliche Auswertung und Bewertung der Daten. Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags Die CTBTO ist als internationales Netzwerk darauf ausgerichtet, weltweit geheime Kernwaffentests aufzuspüren. Seismische Messungen können einen ersten Hinweis auf einen unterirdischen Atomwaffentest geben. Mit einer zeitlichen Verzögerung können bei einem Atomwaffentest entstehende radioaktive Edelgase durch das Erdreich in die Atmosphäre gelangen. Wenn dies geschieht, lassen sich diese Gase mit den hoch empfindlichen Radioaktivitätsmessstationen der CTBTO nachweisen und auf einen Atomwaffentest zurückführen. Mehrere Dutzend dieser untereinander vernetzten Messstationen weltweit können geringste Spuren von Radioaktivität in der Luft erfassen. Das Bundesamt für Strahlenschutz betreibt die einzige Station für hochempfindliche Radioaktivitätsmessungen in Mitteleuropa auf dem Schauinsland bei Freiburg. Weltweites Überwachungssystem Die Vertragsorganisation mit Sitz in Wien baut zurzeit mit Hilfe der Signatarstaaten ein weltweites Überwachungssystem mit einem Netz von 321 Messstationen und 16 Laboren auf. Es ist in der Lage, eine nukleare Explosion an jedem Ort der Erde mit hoher Wahrscheinlichkeit zu entdecken, zu identifizieren und auch zu lokalisieren. Dieses System beruht auf 170 Seismographen in der Erde, 11 Unterwassermikrophonen in den Ozeanen, 60 Infraschallmikrophonen in der Atmosphäre und 80 Spurenmessstationen für Radioaktivität in der Luft Eine dieser Spurenmessstationen ist die Station Schauinsland des BfS (Radionuklidstation RN33). Zur Qualitätssicherung werden die 80 Radionuklidstationen durch 16 Radionuklidlaboratorien ergänzt. Die Bedeutung von Radioaktivitätsmessungen Die drei geophysikalischen Techniken - Seismik , Infraschall und Hydroakustik - können zeitnah Explosionen mit einer Stärke über 1 Kilotonne Trinitrotoluol (TNT) Äquivalent (Maßeinheit für die bei einer Explosion freiwerdende Energie) registrieren und lokalisieren. Die Radionuklid -Messtechnik hat anschließend die Aufgabe, den nuklearen Charakter einer Explosion zweifelsfrei nachzuweisen. Detoniert ein nuklearer Sprengkörper, dann entsteht eine Vielzahl radioaktiver Spaltprodukte . Die meisten so gebildeten Radionuklide kommen in der Natur nicht vor und unterscheiden sich auch deutlich in ihrer Zusammensetzung von Radioaktivität aus Kernkraftwerken. Eine Eingrenzung von Freisetzungsort und Freisetzungszeit ist zusätzlich mit Hilfe von atmosphärischen Ausbreitungsrechnungen möglich. Was wird gemessen? An allen im Endausbau des Messnetzes vorgesehenen 80 Radionuklidmessstationen wird die Luft auf Spuren von an Luftstaub gebundenen Gammastrahlern untersucht. An 40 der 80 Stationen, darunter auch auf der Station Schauinsland, wird zusätzlich nach radioaktiven Isotopen des Edelgases Xenon (Xenon-131m, Xenon-133, Xenon-133m und Xenon-135) gefahndet. Mindestanforderungen an die technische Ausstattung der Messstationen Aerosole Edelgase (radioaktives Xenon) Messtechnik Reinstgermaniumdetektor Reinstgermaniumdetektor oder Beta-/Gamma-Koinzidenz Luftdurchsatz mindestens 500 Kubikmeter pro Stunde mindestens 0,4 Kubikmeter pro Stunde Nachweisgrenze 10 bis 30 Microbecquerel pro Kubikmeter Luft bezogen auf Barium-140 1 Millibecquerel pro Kubikmeter Luft bezogen auf Xenon-133 Radioaktive Edelgase wurden in das Messnetz einbezogen, weil diese auch bei unterirdischen und verdeckten Kernwaffentests in die Atmosphäre entweichen können und damit das Risiko für einen potentiellen Vertragsbrecher erhöhen, entdeckt zu werden. Wichtig ist hierbei, dass anhand der isotopenspezifischen Messungen zwischen Radioaktivität aus zivilen Quellen und aus eventuellen Kernwaffentests - die eine Vertragsverletzung darstellen würden - unterschieden werden kann. Auswertung der Daten Sämtliche Messdaten werden über VPN oder ein satellitengestütztes Kommunikationssystem an das Internationale Datenzentrum ( IDC ) der CTBTO in Wien übermittelt. Dort werden sie ausgewertet, an die Unterzeichnerstaaten verteilt und archiviert. Stand: 04.08.2025
Abschätzung des Gesundheitsrisikos durch ionisierende Strahlung Erkrankungen ( z.B. Krebs) und Schäden, die von ionisierender Strahlung ausgelöst wurden, lassen sich vom Krankheitsbild her nicht von Erkrankungen unterscheiden, die spontan oder durch andere Ursachen entstanden sind. Eine mögliche Verursachung durch Strahlung kann daher nur festgestellt werden, wenn die Erkrankungen bei strahlenexponierten Personengruppen statistisch signifikant häufiger auftreten als bei nicht exponierten Kontrollgruppen. Zur Bestimmung des strahlenbedingten Krebsrisikos wurden epidemiologische Studien bei strahlenexponierten Personengruppen durchgeführt. Die Abschätzungen des genetischen Strahlenrisikos für den Menschen stammen aus tierexperimentellen Untersuchungen, da es für genetische Strahlenschäden keine gesicherten, am Menschen gewonnenen Erkenntnisse gibt. Wenn ionisierende Strahlung auf den menschlichen Körper trifft, können Schäden in einzelnen Zellen oder Geweben entstehen. Bei den Strahlenschäden unterscheidet man grundsätzlich zwischen deterministischen und stochastischen Schäden. Deterministische Strahlenschäden ( z. B. Hautrötungen oder Haarausfall) treten auf, wenn jemand eine Strahlendosis von mehr als ca. 500 Millisievert ( mSv ) erhalten hat. Bereits unterhalb dieses Schwellenwertes können stochastische Strahlenschäden auftreten. Dabei handelt es sich um Erkrankungen (z.B Krebs) und Schäden, die nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit entstehen. Im Folgenden wird beschrieben, wie man solche Wahrscheinlichkeiten – in der Epidemiologie auch "Risiken" genannt – schätzen kann. Eine große Herausforderung besteht darin, dass sich solche strahlenbedingten Erkrankungen ( z.B. Krebs) vom Krankheitsbild her nicht von Erkrankungen unterscheiden, die spontan oder durch andere Ursachen entstanden sind. Eine mögliche Verursachung durch Strahlung kann daher nur festgestellt werden, wenn die Erkrankungen bei strahlenexponierten Personengruppen statistisch signifikant und über verschiedene Personengruppen hinweg konsistent häufiger auftreten als bei nicht exponierten Kontrollgruppen und sich ein Zusammenhang zwischen der Dosis und der Höhe des Erkrankungsrisikos ( Dosis -Wirkungs-Beziehung) nachweisen lässt. Abschätzung des Krebsrisikos Zur Bestimmung des strahlenbedingten Krebsrisikos wurden wichtige epidemiologische Studien vor allem bei folgenden Personengruppen durchgeführt: Überlebende der Atombombenexplosionen von Hiroshima und Nagasaki , Patienten, die zur Diagnostik und Therapie bestrahlt wurden ( z.B. die kanadische Fluoroskopie- Kohorte ), beruflich strahlenexponierte Personen ( z.B. die Wismut Uranbergarbeiter- Kohorte ), Bewohner in der Umgebung kerntechnischer Anlagen ( z.B. Hanford ( USA ), Mayak (Russland)), Bewohner aus der Umgebung havarierter Kernkraftwerke (Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) und Fukushima) und Personen, die bei den Aufräumarbeiten eingesetzt wurden oder werden, Personen, die von oberirdischen Atombombentests betroffen waren ( z.B. Bewohner in der Nähe des ehem. Atomwaffentestgeländes Semipalatinsk (Kasachstan)). Die wichtigsten Daten für die Abschätzungen des strahlenbedingten Krebsrisikos sind die Daten der japanischen Atombombenüberlebenden. Diese Gruppe war mit einer hohen Dosisrate exponiert (die gesamte Dosis im Bruchteil einer Sekunde), die Dosis war aber nur bei einem kleinen Prozentsatz der Betroffenen hoch. Das Krebsrisiko lässt sich anhand der oben genannten Studienpopulationen schätzen. Es setzt sich aus zwei Komponenten zusammen: dem "spontanen" Krebsrisiko in einer Population, also dem allgemeinen Risiko ohne Strahlenexposition an Krebs zu erkranken, und dem strahleninduzierten Krebsrisiko. Letzteres beschreibt Krebsfälle, die ohne Strahlenexposition nicht entstanden wären. Für beide Komponenten werden Modelle angenommen und geschätzt. Für die Schätzung der Dosis-Wirkungs-Beziehung wird typischerweise ein lineares Modell ohne Schwellenwert angenommen. D. h. man nimmt an, dass mit einer Erhöhung der Strahlendosis sich auch das Krebsrisiko proportional erhöht und dass es keinen Schwellenwert gibt, unterhalb dessen Strahlung nicht schädlich ist. Oft will man Aussagen zum Strahlenrisiko nicht nur für eine Studienpopulation ( z.B. die Atombombenüberlebenden), sondern auch für andere Populationen ( z.B. die deutsche Bevölkerung) treffen. Dann muss das in einer Studienpopulation ermittelte Strahlenrisiko auf das Strahlenrisiko der Zielpopulation übertragen werden. Für die relativ niedrigen Strahlenbelastungen, wie sie heute in der Umwelt und am Arbeitsplatz auftreten, ist eine weitere Extrapolation von den Befunden bei den japanischen Atombombenüberlebenden notwendig: Die epidemiologischen Befunde, die hauptsächlich für hohe Dosisraten vorliegen, werden auf die Expositionssituationen bei niedrigen Dosen und chronischer Exposition übertragen. Hierzu gibt es verschiedene Ansätze: Die ICRP empfiehlt im Bereich niedriger Dosen und chronischer Belastungen die Risikokoeffizienten durch den Faktor 2 zu teilen. Die ICRP geht nämlich davon aus, dass eine über einen längeren Zeitraum verteilte Dosis weniger wirksam ist als eine gleich hohe Dosis , die aus kurzzeitiger Belastung resultiert. Damit soll insbesondere die Reparatur- und Erholungskapazität von bestrahlten Zellen bei niedrigen Werten der Dosis und der Dosisleistung berücksichtigt werden. Die Reduktion ergibt sich nicht unmittelbar aus den Beobachtungsdaten für Krebserkrankungen bei Menschen und beruht auf Modellannahmen, aufbauend auf laborexperimentellen Erkenntnissen. Das BfS sieht die wissenschaftliche Begründung für diese Reduktion der Risikokoeffizienten für niedrige Dosen und chronische Expositionen als nicht ausreichend an. Risikoschätzungen sind grundsätzlich mit Unsicherheiten behaftet. Dies hat mehrere Gründe: Zum einen handelt es sich bei einer Studienpopulation nur um einen begrenzten Personenkreis, der nicht zwangsläufig repräsentativ für die interessierende Zielpopulation sein muss. Zum anderen werden für die Modelle und die Risikoübertragungen viele Annahmen getroffen. Des Weiteren ist die Erfassung der Strahlendosis häufig mit großen Unsicherheiten verbunden. Mehr Informationen zu strahleninduzierten Krebserkrankungen und deren Risiken finden Sie im Artikel " Krebserkrankungen ". Abschätzung des Risikos für andere Krankheiten als Krebs Eine Abschätzung des Risikos, nach Strahlenbelastung an anderen Krankheiten als Krebs zu erkranken, ist zurzeit nicht zuverlässig möglich. Auswertungen bei den Überlebenden der Atombombenabwürfe in Japan , bei exponierten Bevölkerungsgruppen in der ehemaligen Sowjetunion und bei Strahlentherapie-Patienten weisen darauf hin, dass auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen nicht wie lange angenommen erst ab 0,5 Gray als späte deterministische Strahlenschäden auftreten können, sondern bereits bei niedrigeren Dosen. Die Annahme, dass Katarakte (Linsentrübungen des Auges) zu den deterministischen Strahlenschäden zählen, wird zurzeit ebenfalls in Frage gestellt. Auch hier gibt es neue Erkenntnisse, die darauf hinweisen, dass Katarakte bereits bei zehnfach niedrigerer Dosis auftreten als bis vor kurzem noch angenommen (0,5 Gray gegenüber fünf Gray ). Es wird diskutiert, dass für diese Erkrankungen möglicherweise keine Schwellendosis existiert, sie also wie bösartige Neubildungen als stochastische Strahlenschäden anzusehen sind. Abschätzung des Risikos für genetische Schäden Für genetische Strahlenschäden gibt es keine gesicherten, am Menschen gewonnenen Erkenntnisse. In Hiroshima und Nagasaki konnte bisher bei Nachkommen der bestrahlten Atombomben-Überlebenden keine erhöhte Rate von vererbbaren Strahlenschäden im Vergleich zur übrigen japanischen Bevölkerung festgestellt werden. Aus experimentellen Untersuchungen an Tieren ist aber bekannt, dass Strahlung genetische Veränderungen, sogenannte Mutationen, in Keimzellen auslösen kann. Daher stammen die Abschätzungen des genetischen Strahlenrisikos für den Menschen aus diesen tierexperimentellen Untersuchungen. Mehr Informationen zu strahleninduzierten genetischen Schäden und deren Risiken können Sie im Artikel " Vererbbare Strahlenschäden " nachlesen. Risikobewertung Die obigen Ausführungen zeigen, wie für einzelne Erkrankungen auf Basis einzelner Studien Strahlenrisiken ermittelt werden können. Eine fundierte Risikobewertung auf Basis eines einzigen Tierexperiments oder einer einzelnen epidemiologischen Studie am Menschen ist allerdings kaum möglich. Für die Bewertung gesundheitsbezogener Risiken durch Strahlung ist es erforderlich, die Ergebnisse aus mehreren Studien heranzuziehen und in einer zusammenfassenden Gesamtschau zu bewerten. Ein StrahlenschutzStandpunkt des Bundesamtes für Strahlenschutz thematisiert die Bewertung gesundheitsbezogener Risiken im Detail. Stand: 20.05.2025
Das Forschungsprojekt „Das agrarpolitische Trilemma in Staaten der ehemaligen Sowjetunion“ zielt darauf ab, das makroökonomische Politiktrilemma auf den Bereich der Agrarpolitik anzuwenden und die Rolle von Politiken für die Agrarentwicklung zu bewerten. Es enthält einen theoretischen und einen empirischen Teil. Potenzielle Zielkonflikte werden aus einem theoretischen Blickwinkel bewertet. Je nachdem, inwieweit die Prioritäten der Agrarpolitiken auf der Stimulierung der heimischen Produktion, der Integration in internationale Märkte oder nichtwirtschaftlichen Zielen liegt, können Staaten räumlich abgebildet werden. Bei drei miteinander konfligierenden Zielen ergibt sich die Darstellung in Form eines Dreiecks. Die theoretischen Ansätze zur Modellierung des Wachstums des Agrarsektors werden systematisiert und die Rolle der Agrarpolitik für das Wachstum aus einer komparativ-statischen Perspektive analysiert. Die empirische Projektkomponente umfasst eine Analyse der Entwicklung der Agrarpolitik in den Nachfolgestaaten der Sowjetunion und die Quantifizierung ihrer Rolle für das landwirtschaftliche Wachstum. In diesem Projekt werden verschiedene Indizes entwickelt bzw. angepasst, die eine Quantifizierung der Agrarpolitik der Länder ermöglichen. Statistische und ökonometrische Methoden werden angewendet, um erstens die Beziehungen zwischen Zielen zu testen und zweitens den Beitrag politischer Maßnahmen zum Wachstum abzuschätzen. Schließlich werden Methoden des maschinellen Lernens eingesetzt, um das landwirtschaftliche Wachstum unter verschiedenen Politik-Szenarien vorherzusagen. Das Projekt wird die Ergebnisse in mehreren begutachteten Publikationen veröffentlichen und die generierten Daten einem breiteren Publikum über Repositorien zugänglich machen.