Radioökologie

Radioökologie ist die Wissenschaft von der Ausbreitung und dem Verhalten von Radionukliden oder radioaktiven Isotopen in der Umwelt.[1][2][3] Dabei spielt die von zerfallenden oder sich umwandelnden Atomkernen emittierte ionisierende Strahlung (vgl. auch Strahlung) eine entscheidende Rolle hinsichtlich ihrer Emissionen und Wirkungen in der Umwelt.[4]

Beschreibung

Radioökologie ist eine interdisziplinäre Wissenschaft und ein Teilgebiet des Strahlenschutzes. Sie untersucht und beschreibt die Freisetzung von Radionukliden sowohl aus natürlichen und künstlichen Quellen (vgl. auch Strahlenquelle), ihre Verteilung zwischen verschiedenen Umweltreservoiren und ihre Ausbreitung in Luft, Wasser und Boden.[5] Genauer beschäftigt sich die Radioökologie mit der Messung und Analyse der Verbreitung von radioaktiven Partikeln (z. B. Actinoide) in der Umwelt.[6]

Die Radioökologie ermittelt dabei auch Grundlagen für die Berechnung der Strahlendosis von Menschen und anderen Lebewesen durch Aufnahme der Radionuklide in den Körper und durch äußere Bestrahlung. Zu den Methoden der Radioökologie zählen beispielsweise Ausbreitungsversuche, radiochemische Analysen und die Messung von Radionukliden sowie Computersimulationen der Ausbreitung radioaktiver Stoffe.

Forschung

Die Radioökologie untersucht z. B. die unmittelbare Umgebung einer kerntechnischen Anlage, aber auch auf globaler Ebene, z. B. die Folgen von Atomunfällen oder vor vielen Jahrzehnten die Auswirkungen von Atomwaffentests auf die Umwelt.[7] In ersterem Fall sind die Emissionen bei nuklearen Unfällen von Interesse.[8][9][10][11][12] Ein Beispiel für einen Atomunfall mit anfänglich unbekannten Auswirkungen auf die Umwelt war der Reaktorunfall von Windscale im Jahr 1957.[13][14] In letzterem Fall wurden u. a. die Emissionen von anthropogenem Tritium untersucht. Dieses schwach-radioaktive Gas entsteht primär durch Neutronenaktivierung und den Fissionsprozess im normalen Betrieb von Kernkraftwerken und anderen kerntechnischen Anlagen.[15][16][17] Es auch durch Kernwaffenexplosionen (Tests) in der Atmosphäre erzeugt und verteilt. Letztere Tests wurden durch den Partial Test Ban Treaty (PTBT)-Vertrag von 1963 eingestellt. Ab diesem Zeitpunkt wurde unter der Erde oder in Schächten getestet (vgl. Nevada Test Site).

Durch diese Ereignisse hat sich das Fachgebiet Radioökologie zu einer eigenständigen Fachdisziplin entwickelt.

In den USA setzt die Environmental Protection Agency (EPA) die Standards und Grenzwerte für die Emissionen von Kernkraftwerken. Diese werden von der Nuclear Regulatory Commission (NRC) kontrolliert.[18] Zu den kerntechnischen Anlagen gehören im erweiterten Sinne auch Fusionsenergieanlagen.[19]

Abgrenzung und verwandten Themengebieten

Die Wechselwirkungen und Effekte von Radioaktivität und ionisierender Strahlung auf den Menschen werden unter anderem im Rahmen der Radiotoxikologie und Radiobiologie untersucht. Strahlung wird übergeordnet auch in der Strahlenphysik untersucht. Die Messtechnik radioaktiver oder sogenannter Kernstrahlung ist Teil der Radiometrie.

Die Untersuchung des Verhaltens radioaktiver Stoffe (Kernbrennstoff) in einem Kernreaktor ist ein eigenes Fachgebiet und Teil der Reaktorphysik, Kernchemie und Radiochemie.

Es bestehen elastische bzw. fächerübergreifende Arbeitsthemen zwischen der Radioökologie und den o. g. Fachgebieten.[20][21]

Geschichte

Die Ursprünge dieser wissenschaftlichen Disziplin sind eng mit der Entdeckung der Radioaktivität verbunden und noch stärker mit der Entwicklung und Nutzung der Kernenergie (siehe auch Kernreaktor, Kernkraftwerk und Brennstoffkreislauf) und den dabei entstehenden oder beteiligten radioaktiven Stoffen verknüpft.[22][23][24]

Siehe auch

Literatur

Artikel und Journale

  • Journal of Environmental Radioactivity

Fachbücher

  • Samuel Glasstone, Walter H. Jordan: Nuclear Power and Its Environmental Effects. American Nuclear Society, La Grange Park, IL 1980, ISBN 0-89448-024-3 (englisch, archive.org).
  • Merril Eisenbud: Environmental Radioactivity. From Natural, Industrial and Military Sources. 3rd Auflage. Academic Press, Orlando, FL 1987, ISBN 978-0-12-235153-2 (englisch, archive.org).
  • Jordi Vives I Batlle: Radioactivity in the Marine Environment. In: Robert A. Meyers (Hrsg.): Encyclopedia of Sustainability Science and Technology. Springer New York, New York, NY 2012, ISBN 978-0-387-89469-0, S. 8387–8425, doi:10.1007/978-1-4419-0851-3_880 (englisch).
  • R. J. Pentreath: Radioecology: Sources and Consequences of Ionising Radiation in the Environment. Cambridge University Press, Cambridge 2021, ISBN 978-1-316-15612-4, doi:10.1017/9781316156124 (englisch).
  • Manuel García-León: Detecting Environmental Radioactivity (= Graduate Texts in Physics). Springer International Publishing, Cham 2022, ISBN 978-3-03109969-4, doi:10.1007/978-3-031-09970-0 (englisch).
  • Patrick C. Kangas: A History of Radioecology. Routledge, London 2022, ISBN 978-1-00-328490-1, doi:10.4324/9781003284901 (englisch).
  • Dinesh Kumar Aswal (Hrsg.): Handbook on Radiation Environment, Volume 1: Sources, Applications and Policies. Springer Nature Singapore, Singapore 2024, ISBN 978-981-9727-94-0, doi:10.1007/978-981-97-2795-7 (englisch).
  • Dinesh Kumar Aswal (Hrsg.): Handbook on Radiation Environment, Volume 2: Dose Measurements. Springer Nature Singapore, Singapore 2024, ISBN 978-981-9727-98-8, doi:10.1007/978-981-97-2799-5 (englisch).

Einzelnachweise

  1. ↑ Forschung – Institut für Radioökologie und Strahlenschutz. In: Institut für Radioökologie und Strahlenschutz (IRS). Universität Hannover, abgerufen am 7. November 2025.
  2. ↑ Emily Amanda Caffrey, Mary Elizabeth Leonard, Jonathan Bamberger Napier, Delvan Reed Neville, Kathryn Ann Higley: Radioecology: Why Bother? In: Journal of Environmental Protection. Band 05, Nr. 03, 2014, ISSN 2152-2197, S. 181–192, doi:10.4236/jep.2014.53022 (englisch, scirp.org [abgerufen am 8. November 2025]).
  3. ↑ G. Bartsch: Radioaktivität und Strahlenschutz. In: Handbuch des Umweltschutzes und der Umweltschutztechnik. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 1997, ISBN 978-3-642-63892-3, S. 611–673, doi:10.1007/978-3-642-59197-6_6 (springer.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  4. ↑ François Bréchignac et al.: Addressing ecological effects of radiation on populations and ecosystems to improve protection of the environment against radiation: Agreed statements from a Consensus Symposium. In: Journal of Environmental Radioactivity. Band 158-159, Juli 2016, S. 21–29, doi:10.1016/j.jenvrad.2016.03.021, PMID 27058410, PMC 4976067 (freier Volltext) – (englisch, elsevier.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  5. ↑ Ola M. Johannessen et al.: Radioactivity and Pollution in the Nordic Seas and Arctic Region. In: SpringerLink. 2010, doi:10.1007/978-3-540-49856-8 (englisch, springer.com [abgerufen am 7. November 2025]).
  6. ↑ Claude Degueldre: Identification and Speciation of Actinides in the Environment. In: The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer Netherlands, Dordrecht 2006, ISBN 978-1-4020-3555-5, S. 3013–3085, doi:10.1007/1-4020-3598-5_27 (englisch, springer.com [abgerufen am 3. Dezember 2025]).
  7. ↑ Johnny Skorve: The environment of the nuclear test sites on Novaya Zemlya. In: Science of The Total Environment. Band 202, Nr. 1-3, August 1997, S. 167–172, doi:10.1016/S0048-9697(97)00113-7 (englisch, elsevier.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  8. ↑ Eduardo B. Farfán: Special issue introduction. The Chernobyl Center for Nuclear Safety, Radioactive Waste and Radioecology. In: Health Physics. Band 101, Nr. 4, Oktober 2011, ISSN 0017-9078, S. 336–337, doi:10.1097/HP.0b013e31822f9be5 (englisch, lww.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  9. ↑ V. Saenko, V. Ivanov, A. Tsyb, T. Bogdanova, M. Tronko, Yu. Demidchik, S. Yamashita: The Chernobyl Accident and its Consequences. In: Clinical Oncology. Band 23, Nr. 4, Mai 2011, S. 234–243, doi:10.1016/j.clon.2011.01.502 (englisch, elsevier.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  10. ↑ Katsumi Hirose: 2011 Fukushima Dai-ichi nuclear power plant accident: summary of regional radioactive deposition monitoring results. In: Journal of Environmental Radioactivity. Band 111, September 2012, S. 13–17, doi:10.1016/j.jenvrad.2011.09.003 (englisch, elsevier.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  11. ↑ WuHui Lin, LiQi Chen, Wen Yu, Hao Ma, Zhi Zeng, Shi Zeng: Radioactive source terms for the Fukushima nuclear accident. In: Science China Earth Sciences. Band 59, Nr. 1, Januar 2016, ISSN 1674-7313, S. 214–222, doi:10.1007/s11430-015-5112-8 (englisch, springer.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  12. ↑ J. Vives i Batlle et al.: Marine radioecology after the Fukushima Dai-ichi nuclear accident: Are we better positioned to understand the impact of radionuclides in marine ecosystems? In: Science of The Total Environment. Band 618, März 2018, S. 80–92, doi:10.1016/j.scitotenv.2017.11.005 (englisch, elsevier.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  13. ↑ J.A. Garland, R. Wakeford: Atmospheric emissions from the Windscale accident of October 1957. In: Atmospheric Environment. Band 41, Nr. 18, Juni 2007, S. 3904–3920, doi:10.1016/j.atmosenv.2006.12.049 (englisch, elsevier.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  14. ↑ William Penney, Basil F J Schonland, J M Kay, Jack Diamond, David E H Peirson: Report on the accident at Windscale No. 1 Pile on 10 October 1957. In: Journal of Radiological Protection. Band 37, Nr. 3, September 2017, ISSN 0952-4746, S. 780–796, doi:10.1088/1361-6498/aa7788 (englisch, iop.org [abgerufen am 25. November 2025]).
  15. ↑ Harold T. Peterson, David A. Baker: Tritium Production, Releases and Population Doses at Nuclear Power Reactors. In: Fusion Technology. Band 8, 2P2, September 1985, ISSN 0748-1896, S. 2544–2550, doi:10.13182/FST8-2544 (englisch, tandfonline.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  16. ↑ Denis D. Desyatov, Aleksei A. Ekidin, D. A. Vlasov: Global release of tritium into the environment: NPP reactor type contribution. In: Atomic Energy. Band 137, Nr. 3-4, Januar 2025, ISSN 1063-4258, S. 198–205, doi:10.1007/s10512-025-01195-y (englisch, springer.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  17. ↑ A. N. Perevolotskii, T. V. Perevolotskaya: Some Aspects of Assessing the Radiation Situation under Nominal NPP Emissions. In: Herald of the Russian Academy of Sciences. Band 91, Nr. 4, Juli 2021, ISSN 1019-3316, S. 482–491, doi:10.1134/S1019331621040079 (englisch, springer.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  18. ↑ Dinesh Kumar Aswal, Anirudh Chandra: Re-evaluating pollution regulation for nuclear power: Addressing India’s unique challenges. In: Environmental Science and Pollution Research. Band 32, Nr. 14, 18. März 2025, ISSN 1614-7499, S. 8587–8594, doi:10.1007/s11356-025-36256-z (englisch, springer.com [abgerufen am 24. November 2025]).
  19. ↑ T Hamacher, R.M Sáez, K Aquilonius, H Cabal, B Hallberg, R Korhonen, Y Lechón, S Lepicard, L Schleisner, T Schneider, D Ward: A comprehensive evaluation of the environmental external costs of a fusion power plant. In: Fusion Engineering and Design. Band 56-57, Oktober 2001, S. 95–103, doi:10.1016/S0920-3796(01)00240-X (englisch, elsevier.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  20. ↑ Jean Aupiais, Maria Rosa Beccia, Marguerite Monfort, Christophe Den Auwer: When radiochemistry meets radioecology (the marine environment). In: Science of The Total Environment. Band 935, Juli 2024, S. 173247, doi:10.1016/j.scitotenv.2024.173247 (englisch, elsevier.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  21. ↑ R.J. Pentreath: Radioecology, radiobiology, and radiological protection: frameworks and fractures. In: Journal of Environmental Radioactivity. Band 100, Nr. 12, Dezember 2009, S. 1019–1026, doi:10.1016/j.jenvrad.2009.06.004 (englisch, elsevier.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  22. ↑ Robin Taylor, William Bodel, Laurence Stamford, Gregg Butler: A Review of Environmental and Economic Implications of Closing the Nuclear Fuel Cycle—Part One: Wastes and Environmental Impacts. In: Energies. Band 15, Nr. 4, 16. Februar 2022, ISSN 1996-1073, S. 1433, doi:10.3390/en15041433 (englisch, mdpi.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  23. ↑ Robin Taylor, William Bodel, Gregg Butler: A Review of Environmental and Economic Implications of Closing the Nuclear Fuel Cycle—Part Two: Economic Impacts. In: Energies. Band 15, Nr. 7, 28. März 2022, ISSN 1996-1073, S. 2472, doi:10.3390/en15072472 (englisch, mdpi.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  24. ↑ Rodney C. Ewing, Wolfgang Runde, Thomas E. Albrecht-Schmitt: Environmental impact of the nuclear fuel cycle: Fate of actinides. In: MRS Bulletin. Band 35, Nr. 11, November 2010, ISSN 0883-7694, S. 859–866, doi:10.1557/mrs2010.712 (springer.com [abgerufen am 8. November 2025]).
  25. ↑ Station Schauinsland: Geschichte und Aufgaben. BfS, 8. August 2023, abgerufen am 25. November 2025.
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