Was ist Strahlenexposition durch Stromerzeugung – Definition

Strahlung ist überall um uns herum . In, um und über der Welt, in der wir leben. Es ist eine natürliche Energiekraft, die uns umgibt. Es ist ein Teil unserer natürlichen Welt, die seit der Geburt unseres Planeten hier ist. Alle Lebewesen waren und sind seit jeher  ionisierender Strahlung ausgesetzt . Ionisierende Strahlung wird durch  Kernreaktionen ,  Kernzerfall , durch sehr hohe Temperaturen oder durch Beschleunigung geladener Teilchen in elektromagnetischen Feldern erzeugt.

Strahlenexposition aus der Stromerzeugung

In diesem Kapitel möchten wir eine sehr interessante Tatsache diskutieren. Es ist allgemein bekannt, dass die zunehmende Nutzung von Kernenergie und die Stromerzeugung mit Kernreaktoren zu einer geringen, aber zunehmenden Strahlungsdosis für die breite Öffentlichkeit führen wird. Aber ist es nicht allgemein bekannt ist , die Stromerzeugung aus Kohle erzeugt auch zusätzliche Forderungen, und, was noch interessanter ist, während Expositionspegel sehr niedrig sind, der Kohle – Zyklus trägt mehr als die Hälfte der gesamten Strahlendosis auf die Weltbevölkerung aus der Stromerzeugung. Der Kernbrennstoffkreislauf  trägt weniger als ein Fünftel dazu bei. Die kollektive DosisDie Summe aller einzelnen wirksamen Dosen in einer Gruppe von Personen über den Zeitraum oder während der Operation, die aufgrund ionisierender Strahlung in Betracht gezogen werden, ist:

• 670-1400 Mann Sv für Kohlekreislauf , abhängig vom Alter des Kraftwerks,
• 130 Mann Sv für Kernbrennstoffkreislauf,
• 5-160 Mann Sv für Geothermie,
• 55 Mann Sv für Erdgas
• 0,03 Mann Sv für Öl

Ja, diese Ergebnisse sollten aus der Perspektive des Anteils jeder Technologie an der weltweiten Stromerzeugung gesehen werden. Da 40 Prozent der Energie der Welt im Jahr 2010 im Kohlekreislauf und 13 Prozent im Nuklearbereich erzeugt wurden, wird die normalisierte kollektive Dosis in etwa gleich sein:

• 0,7 – 1,4 Mann Sv / GW.a (Mann Sievert pro Gigawattjahr) für Kohlekreislauf
• 0,43 Mann Sv / GW.a (Mann Sievert pro Gigawattjahr) für den Kernbrennstoffkreislauf

Spezielle Referenz: Quellen und Auswirkungen ionisierender Strahlung, UNSCEAR 2016 – Anhang B. New York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

Die oben genannten Dosen beziehen sich auf die Exposition der Öffentlichkeit. Wenn wir die berufliche Exposition in Bezug auf den Abbau von Seltenerdmetallen, die für den Bau benötigt werden, berücksichtigen , stammte die mit Abstand größte kollektive Dosis an Arbeitnehmern pro Einheit Strom, die vom UNSCEAR bewertet wurde, aus Sonnenenergie , gefolgt von Windkraft . Bei Solarenergie ist die auf Energie normierte berufliche Kollektivdosis um den Faktor vierzig bzw. achtzig höher als im Kernbrennstoffkreislauf bzw. im Kohlekreislauf.

Beachten Sie, dass die kollektive effektive Dosis häufig verwendet wird, um die gesamten gesundheitlichen Auswirkungen abzuschätzen. Laut ICRP sollte dies jedoch vermieden werden (siehe mehr: Kollektive Dosis ).

Strahlenexpositionen aus dem Kernbrennstoffkreislauf

Der Kernbrennstoffkreislauf ist eine Prozesskette, die aus einer Reihe unterschiedlicher Stufen besteht. Im Allgemeinen besteht der Kernbrennstoffkreislauf aus Schritten im vorderen Bereich (Aufbereitung des Brennstoffs), Schritten in der Betriebszeit (Abbrennen des Brennstoffs) und Schritten im hinteren Bereich (Wiederaufbereitung oder Entsorgung abgebrannter Brennelemente). Strahlenexpositionen aus dem Kernbrennstoffkreislauf werden laut UNSCEAR anhand des gesamten Lebenszyklus von Kernbrennstoffen bewertet. Dazu gehören:

• Uranabbau, Mahlen und Mühlenabfälle,
• Herstellung von Brennelementen
• Kraftwerksbetrieb (außer Unfälle),
• Lagerung oder Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente,
• Entsorgung radioaktiver Abfälle,
• Stilllegungsaktivitäten.

Die kollektive Dosis, die sich aus dem Kernbrennstoffkreislauf ergibt, beträgt:

• 130 Mann Sv für Kernbrennstoffkreislauf,

Fast die Hälfte des Beitrags zur öffentlichen Exposition aus dem Kernbrennstoffkreislauf stammt aus Einleitungen natürlicher Radionuklide während des Uranabbaus und der Mahlaktivitäten.

Die normalisierte kollektive Dosis (pro Gigawatt und Jahr) beträgt:

• 0,43 Mann Sv / GW.a (Mann Sievert pro Gigawattjahr) für den Kernbrennstoffkreislauf

Besondere Referenz: Quellen und Auswirkungen ionisierender Strahlung, UNSCEAR 2016 – Anhang B. New York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

In den folgenden Punkten versuchen wir, Bereiche der Strahlenexposition aus der Stromerzeugung zusammen mit Dosen aus auszudrücken, die aus verschiedenen Quellen bezogen werden können.

• 05 µSv – Neben jemandem schlafen
• 09 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 30 Meilen um ein Kernkraftwerk leben
• 1 µSv – Eine Banane essen
• 3 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 80 km um ein Kohlekraftwerk leben
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund

Die oben genannten Dosen beziehen sich auf die Exposition der Öffentlichkeit. Wenn wir die berufliche Exposition in Bezug auf den Uranabbau, Kraftwerksarbeiter usw. berücksichtigen , ist die Gesamtdosis höher, insbesondere bei Uranbergarbeitern. Die Bergleute sind von Steinen umgeben und schwappen durch radonausströmendes Grundwasser.

Beachten Sie, dass die kollektive effektive Dosis häufig verwendet wird, um die gesamten gesundheitlichen Auswirkungen abzuschätzen. Laut ICRP sollte dies jedoch vermieden werden.

Strahlenexpositionen aus dem Kohlekreislauf

Die Öffentlichkeit ist auch Strahlung von sogenannten „ verstärkten Quellen natürlich vorkommenden radioaktiven Materials “ ausgesetzt . Dies bedeutet, dass auch Industrien wie der Metallabbau , der Kohlebergbau und die Stromerzeugung aus Kohle aufgrund der Verdichtung natürlich vorkommender Radionuklide zusätzliche Expositionen verursachen. Kohle ist heute die vorherrschende Energiequelle zur Stromerzeugung. Der Kohlekreislauf ist eine Prozesskette, die aus einer Reihe unterschiedlicher Stufen besteht. Für den Kohlekreislauf umfasst der Lebenszyklus:

• Kohle abbauen,
• Kraftwerksbetrieb,
• Kohlenascheablagerungen.

Laut UNSCEAR trägt die Stromerzeugung aus Kohle und der gesamte Kohlekreislauf mehr als die Hälfte der gesamten Strahlungsdosis der Stromerzeugung zur Weltbevölkerung bei. Diese Aussage wird vielen Lesern paradox erscheinen, da nicht allgemein bekannt ist, dass nichtnukleare Energiequellen Strahlung an die Umwelt abgeben. Die Stromerzeugung aus Kohle schafft aber auch zusätzliche Expositionen gegenüber der Öffentlichkeit. Selbst der Kernbrennstoffkreislauf gibt weniger Strahlung an die Umwelt ab als der Kohlekreislauf und jede andere wichtige Energiequelle.

Das Problem ist die Kohle selbst und insbesondere die Kohlenasche ( Flugasche ). Kohle, ein brennbares schwarzes oder bräunlich-schwarzes Sedimentgestein, enthält eine erhebliche Menge der radioaktiven Elemente Uran und Thorium . Laut UNSCEAR liegt die durchschnittliche spezifische Aktivität von Uran-238 und Thorium-232 in Kohle im Allgemeinen bei etwa 20 Bq / kg (Bereich 5-300 Bq / kg). Eine Ausnahme bilden Kohlengruben in Freital mit Urankonzentrationen von 15000 Bq / kg Kohle. Beim Verbrennen von Kohle werden die organischen Materialien vergast und die anorganischen Bestandteile in den verbleibenden Abfällen, der sogenannten Flugasche, konzentriert . Rund 10%Kohle ist Flugasche. Flugasche ist gefährlich und giftig für Menschen und einige andere Lebewesen, und Flugasche enthält auch die radioaktiven Elemente Uran und Thorium, die um den Faktor 10 konzentriert sind . Es muss betont werden, dass auch Flugasche keine Gesundheitsgefahren für die Öffentlichkeit birgt. Die Verwendung von Flugasche im Deponie- und Straßenbau unterliegt einigen Einschränkungen. Die meisten Einschränkungen gelten für die Verwendung im Hochbau, wo dies zu einer erhöhten Exposition insbesondere von Radon führen kann . Wir wollen auf keinen Fall irrationale Angst vor der Strahlung von Kohle haben. Das bedeutet nicht, dass es gefährlich sein muss. Bei Strahlung aus der Stromerzeugungsind die Dosen normalerweise sehr, sehr niedrig. Darüber hinaus können diese Ergebnisse nicht verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Form der Energieerzeugung einer anderen vorzuziehen ist.

Die kollektive Dosis, die sich aus dem Kohlekreislauf ergibt, ist:

• 670-1400 Mann Sv für Kohlekreislauf, je nach Alter des Kraftwerks,

In Anbetracht der im Jahr 2010 von jeder Technologie erzeugten Strommenge führte der Kohlekreislauf zu der größten Gesamtdosis für die Weltöffentlichkeit und die Arbeitnehmer zusammen, gefolgt vom Kernbrennstoffkreislauf. Von den verbleibenden Technologien leisteten Geothermie und Verbrennung von Erdgas den zweitgrößten Beitrag.

Die normalisierte kollektive Dosis (pro Gigawatt und Jahr) beträgt:

• 0,7 – 1,4 Mann Sv / GW.a (Mann Sievert pro Gigawattjahr) für den Kohlekreislauf

Besondere Referenz: Quellen und Auswirkungen ionisierender Strahlung, UNSCEAR 2016 – Anhang B. New York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

In den folgenden Punkten versuchen wir, Bereiche der Strahlenexposition aus der Stromerzeugung zusammen mit Dosen aus auszudrücken, die aus verschiedenen Quellen bezogen werden können.

• 05 µSv – Neben jemandem schlafen
• 09 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 30 Meilen um ein Kernkraftwerk leben
• 1 µSv – Eine Banane essen
• 3 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 80 km um ein Kohlekraftwerk leben
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund

Die oben genannten Dosen beziehen sich auf die Exposition der Öffentlichkeit. Wenn wir die berufliche Exposition in Bezug auf den Kohlebergbau und Flugaschevorkommen berücksichtigen , ist die Gesamtdosis insbesondere für Bergarbeiter höher . Bergleute als Gruppe erhalten die größte kollektive Strahlungsdosis durch verstärkte Exposition gegenüber natürlich vorkommenden Radionukliden.

Beachten Sie, dass die kollektive effektive Dosis häufig verwendet wird, um die gesamten gesundheitlichen Auswirkungen abzuschätzen. Laut ICRP sollte dies jedoch vermieden werden (siehe mehr: Kollektive Dosis ).

Gesundheitliche Auswirkungen von Strahlenexpositionen bei der Stromerzeugung

Wir müssen betonen, dass das Essen von Bananen, das Arbeiten als Flugbesatzungsmitglied oder das Leben in der Nähe von Kohle- oder Kernkraftwerken Ihre jährliche Dosisleistung erhöht. Das heißt aber nicht, dass es gefährlich sein muss. In jedem Fall spielt auch die Intensität der Strahlung eine Rolle. Es ist sehr ähnlich wie bei Feuerwärme (weniger energetische Strahlung). Wenn Sie zu nahe sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos standhalten und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Sie auch die Unzulänglichkeit der Wärme verletzen. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung von Strahlungsquellen angewendet werden.

Bei Strahlung aus der Stromerzeugung handelt es sich in der Regel um sogenannte „niedrige Dosen“ . Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv = durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund). Die Dosen sind sehr sehr niedrig und daher könnte die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion nahezu vernachlässigbar sein. Zweitens, und dies ist von entscheidender Bedeutung, muss noch die Wahrheit über die gesundheitlichen Auswirkungen von Strahlung mit niedriger Dosis herausgefunden werden. Es ist nicht genau bekannt, ob diese niedrigen Strahlungsdosen schädlich oder vorteilhaft sind (und wo die Schwelle liegt). Regierung und Aufsichtsbehörden gehen von einem LNT-Modell anstelle einer Schwelle oder Hormese ausnicht weil es wissenschaftlich überzeugender ist, sondern weil es die konservativere Schätzung ist . Das Problem dieses Modells ist, dass es eine Reihe von verteidigungsbiologischen Prozessen vernachlässigt , die bei niedrigen Dosen entscheidend sein können . Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass kleine Strahlungsdosen bei niedriger Dosisrate die Abwehrmechanismen stimulieren . Daher wird das LNT-Modell nicht allgemein akzeptiert, da einige eine adaptive Dosis-Wirkungs-Beziehung vorschlagen, bei der niedrige Dosen schützend und hohe Dosen schädlich sind. Viele Studien haben dem LNT-Modell widersprochen, und viele von ihnen haben eine adaptive Reaktion auf niedrig dosierte Strahlung gezeigt, was zu reduzierten Mutationen und Krebs führt. Dieses Phänomen ist bekannt alsStrahlenhormese .