Langzeitstudie zur Auflösung von
Uranmunition
per email, 2007-06-21
In einer bisher einmaligen Langzeitstudie haben
Wissenschaftler vom GSF Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit in
Kooperation mit dem Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) untersucht, was
mit panzerbrechender Uranmunition passiert, die lange im Boden lagert und damit
Verwitterungs- und Auswaschungsprozessen ausgesetzt ist. Die Ergebnisse zeigen,
dass die Munition schnell zersetzt wird und Uranverbindungen in das Grundwasser
gelangen können.
Abgereichertes Uran ist eigentlich ein Abfallprodukt der
Kernenergieerzeugung. Aufgrund seiner hohen Dichte wird es in der
Waffenindustrie zur Herstellung von panzerbrechenden Projektilen mit hoher
Durchschlagskraft verwendet. Uranmunition wurde bereits in großer Zahl im
Irak und Kosovo zum Einsatz gebracht. Die zurückgelassenen Reste der
Munition verwittern mit der Zeit im Boden. Ob sich dabei auch Uranverbindungen lösen
und in das Grundwasser oder in die Pflanzen gelangen, war bisher vollkommen
unklar. Mit den jetzt gewonnenen Daten können die Wissenschaftler eine
erste Risikoeinschätzung vornehmen und nächste experimentelle
Untersuchungen planen.
Um den Verwitterungsprozess genau zu untersuchen, füllten
die Wissenschaftler des GSF Versuchsröhren mit verschiedenen Böden und
vergruben darin die Uranmunition. Zusätzlich wurden die Böden mit
normalem Dünger aus der Landwirtschaft behandelt und Gras mit eingesät.
In einem klimatisierten Labor wurden die Versuchsröhren wöchentlich
mit einem synthetischen Regen bewässert und das Sickerwasser auf vorhandene
Uranverbindungen untersucht. Insgesamt wurden 6 Versuchssäulen in 3 Jahren
unter kontrollierten Bedingungen vermessen.
Die Bildung einer Patinaschicht auf Kupferdächern ist
allgemein bekannt. In Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des
Regens entstehen dort Kupfermineralien mit grünlich blauer Farbe. Diese
Bildung von Mineralien findet auch bei der Verwitterung der Uranmunition statt.
Dort entstehen jedoch Uranminerale. So fanden die Wissenschaftler Sabugalit an
der Oberfläche der Uranmunition, ein Aluminium-Uranylphosphat, das schwer
wasserlöslich ist. Dieser Prozess geht dabei verhältnismäßig
schnell vonstatten. Nach Schätzungen der Forscher könnte sich ein
Projektil schon innerhalb von 50 Jahren komplett in Sabugalit umgebildet haben.
Das giftige Uran ist in diesem Mineral fest gebunden.
Parallel zu dieser relativ schnellen Reaktion erfolgt ein
Auswaschungsprozess, der sich über einen viel größeren Zeitraum
erstreckt. Dabei entstehen neue carbonathaltige Uranverbindungen, die sehr gut
wasserlöslich sind. In dem einzigartigen Experiment von GSF und
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf konnten diese Uranverbindungen nun im
Sickerwasser nachgewiesen werden. Die gute Wasserlöslichkeit ist auch der
Grund, warum Uranverbindungen aus Uranmunition in das Grundwasser oder die
Pflanzen gelangen können. Obwohl im Experiment das Wachstum der Pflanzen in
der Umgebung des Uranprojektils zurückging, kann die Frage nach der
landwirtschaftlicher Nutzung der kontaminierten Böden derzeit noch nicht
sicher beantwortet werden.
Das gewonnene Sickerwasser auf mögliche Uranverbindungen
zu überprüfen, ist messtechnisch eine große Herausforderung. Dr.
Gerhard Geipel vom Institut für Radiochemie des FZD ist einer von wenigen
Experten weltweit, der eine konkrete Uranverbindung selbst bei kleinsten Mengen
nachweisen und bestimmen kann. Zum Einsatz kam die hochempfindliche Methode der
zeitaufgelösten laserinduzierten Fluoreszenz-Spektroskopie. Bei dieser
Methode nutzt man das unterschiedliche Nachleuchten der verschiedenen
Uranverbindungen aus, wenn diese mit gepulstem Laserlicht bestrahlt werden. Jede
dieser Verbindungen besitzt ein charakteristisches Fluoreszenz-Spektrum, was
anhand einer Referenzprobe genau zugeordnet werden kann. Das Sickerwasser
enthielt, so die aktuellen Ergebnisse, eine hohe Konzentration von
Uranverbindungen: "Wir haben Konzentrationen im Sickerwasser nachgewiesen,
die man sonst nur in ehemaligen Uranabbaugebieten, wie den Bergwerken bei
Schlema in Sachsen, vorfinden kann.", so Dr. Gerhard Geipel. Für
sichere Prognosen über einen längeren Zeitraum sind weitere
Untersuchungen notwendig.
Die Untersuchungsergebnisse wurden veröffentlicht unter:
W. Schimmack, U. Gerstmann, W. Schultz, G. Geipel, "Long-term corrosion and
leaching of depleted uranium (DU) in the soil", in: Radiation and
Environmental Biophysics, 2007 (im Druck)
bearbeitet by bi, 2007-06-21
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