Auf der Suche nach einer Alternative zu Tritium
Im April dieses Jahres wurden die letzten noch in Betrieb befindlichen
Kernkraftwerke in Deutschland abgeschaltet. Die BfG kann damit künftig
einen zuverlässigen Markierstoff („Tracer“) nicht mehr zu
Forschungszwecken nutzen: Das Tritium. Mit diesem konnten die BfG-
Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler die verschiedenen Prozesse im
Wasser- und Stoffkreislauf eines Flusses nachvollziehen. Daher wurde die
letzte Möglichkeit vor der Abschaltung genutzt, um unter natürlichen
Bedingungen am Neckar zu untersuchen, wie sich der ebenfalls als Tracer
geeignete Farbstoff Amidorhodamin G im Vergleich zum Tritium bei der
Ausbreitung im Fluss verhält.
Zusammen mit anderen BfG-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
untersuchen die Physikerin Dr. Svenja Sommer und der Limnologe Dr. Tim
Scheufen am Neckar, wie sich der für das Gewässer und den Menschen
unschädliche und noch in sehr geringen Konzentrationen nachweisbare
Farbstoff Amidorhodamin G im direkten Vergleich zu Tritium im Fluss
verhält. Denn bei Neckarwestheim leitete das gleichnamige Kernkraftwerk im
Routinebetrieb bis zu dessen Abschaltung Tritium mit dem Kühlwasser unter
Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben in den Fluss ein. Eine ideale
Punktquelle also, denn die genaue Konzentration und der Zeitpunkt der
Einleitung sind hier bekannt. „Tritium ist aufgrund seiner Eigenschaften
eigentlich ein idealer Markierstoff“, erklärt die BfG-
Umweltwissenschaftlerin Dr. Annika Linkhorst, die ebenfalls zum
Forscherteam gehört. Tritium, eingebaut in ein Wassermolekül, reagiere
nicht weiter in der Umwelt und werde daher als konservativer Tracer
bezeichnet. „Durch das Abschalten der Kernkraftwerke in Deutschland steht
uns aber dieser zuverlässige „Gratistracer“ in Zukunft nicht mehr zur
Verfügung“, so Linkhorst.
Markierstoffe werden in der Hydrologie vielseitig eingesetzt und sind oft
bei speziellen hydrologischen und hydrogeologischen Fragestellungen
hilfreich, zum Beispiel wie sich Stoffe in Flüssen ausbreiten, wie hoch
die Uferfiltrationsrate ist, wie viel Grundwasser neu gebildet wird oder
wie Oberflächen- und Grundwasser in Verbindung stehen.
Die Ergebnisse des Markierungsversuchs, und somit der direkte Vergleich
zwischen einem reaktiven organischen und einem konservativen radioaktiven
Tracer, fließen in Projekte ein, die sich unter anderem mit der
Kalibrierung und Validierung von mathematisch-hydrologischen und
-hydrodynamischen Modellen, die die zeitliche und räumliche Verteilung der
Stoffkonzentration in Flüssen simulieren, beschäftigen. Mithilfe der neuen
Daten können die Modelle zuverlässigere Ergebnisse liefern. Im Falle einer
unfallbedingten Gewässerbelastung kann so der Zeitpunkt des Eintreffens,
die Dauer sowie die Maximalkonzentration einer Schadstoffwelle unterhalb
eines angenommenen Unfallortes bestimmt werden. Ein Prognosewerkzeug
erlaubt den betroffenen Unterliegern, im Alarmfall rechtzeitig Maßnahmen
zur Vermeidung bzw. Minimierung von Folgeschäden in die Wege zu leiten.
Sieben Messstellen, etwa alle 25 Flusskilometer eine, haben die BfG-
Wissenschaftler/-innen entlang des Neckars vom KKW bis zur Mündung in den
Rhein bei Mannheim aufgebaut. An den Stationen wurden per Sonde vor Ort
die Amidorhodamin G- und später im Labor die Tritiumkonzentration
bestimmt. Insgesamt decken die Messstellen eine Strecke von 125
Flusskilometern ab. Neun Tage nach Einleitung des Farbstoffes und des
Tritiums sind beide Stoffe in Mannheim angekommen. Die Ergebnisse des
Versuchs werden im Laufe des Sommers vorliegen und zeigen, ob
Amidorhodamin G für die Untersuchungen in Oberflächengewässern eine gute
Alternative zu Tritium darstellt oder ob weitere Alternativen gefunden
werden müssen.
