Nicht deklarierter nuklearer Unfall hat zivilen Hintergrund

Im Herbst des Jahres 2017 zog eine radioaktive Wolke von radio­aktivem Ruthenium-106 über Europa. Die Konzen­tra­tionen waren zwar nicht gesundheits­schädigend, aber immerhin rund hundert­mal höher als jene in der Wolke, die nach Fukushima über Europa zog. Da bislang keine Regierung die Verantwortung über­nommen hat, konnte auch ein militä­rischer Hinter­grund nicht gänzlich ausge­schlossen werden. Doch wie Wissen­schaftler der Univer­sitäten Hannover und Münster konnten jetzt zeigen konnten, stammt die Wolke aus zivilen nuklearen Tätig­keiten und hatte keinen militä­rischen Hinter­grund.

Eine Unterscheidung von zivilen oder militä­rischen Quellen ist allein mit Radio­aktivitäts­messungen nicht möglich. Dem Forscherteam gelang es jedoch erstmals, die zusammen mit dem radio­aktiven Ruthenium frei­ge­setzten stabilen Ruthenium-Isotope in Luftfiltern zu quanti­fi­zieren und in die Gesamt­betrachtung einzu­binden.

„Normalerweise messen wir Ruthenium-Isotope, um die Entstehungs­geschichte der Erde zu erforschen", erläutert Thorsten Kleine von der Uni Münster. Doch die für die Planeto­logie entwickelten Methoden eigneten sich auch für dieses Rätsel. Die besondere Heraus­forderung lag darin, dass die Mengen an Ruthenium aus nuklearem Hinter­grund in sehr geringen Mengen und zudem verdünnt mit natürlich vorkommendem stabilem Ruthenium vorlagen.

Durch exakte chemische Abtrennung der Ruthenium­fraktion aus den Luft­filtern und anschließenden massen­spektro­metrischen Hoch­präzisions­messungen gelang es, den Anteil an stabilem Ruthenium aus der nuklearen Quelle fassbar zu machen. Die Verhältnisse der einzelnen Ruthenium-Isotope entsprechen dem Finger­abdruck einer zivilen Quelle, konkret der Signatur von abgebranntem Kern­brenn­stoff aus einem Kern­kraftwerk. Ein schlüssiges Szenario für die Geschehnisse des Herbstes 2017 wäre demnach die Freisetzung von Ruthenium aus einer Wieder­auf­bereitungs­anlage für Kern­brenn­stoff. Ein militä­rischer Hinter­grund – die Produktion von waffen­fähigem Plutonium – kann hingegen ausge­schlossen werden.

Die hohe Präzision der Messungen ermögliche sogar noch weitere Schluss­folge­rungen, so Georg Stein­hauser von der Uni Hannover: „Der im Luft­filter gefundene Isotopen-Finger­abdruck zeigt keine Ähnlich­keit mit dem Kern­brenn­stoff von gängigen west­lichen Druck- oder Siede­wasser­reaktoren, ist jedoch konsistent mit der Isotopen­signatur bestimmter russischer Druck­wasser­reaktoren des Typs WWER, von denen weltweit etwa zwanzig in Betrieb sind."

LUH / WWU Münster / RK

Weiter Infos

• Originalveröffentlichung
  T. Hopp et al.: Non-natural ruthenium isotope ratios of the undeclared 2017 atmospheric release consistent with civilian nuclear activities, Nat. Comm. 11, 2744 (2020); DOI: 10.1038/s41467-020-16316-3
• Institut für Planetologie, Westfälischen Wilhelms-Universität Münster
• Institut für Radioökologie und Strahlenschutz, Leibniz-Universität Hannover