Umgebungsüberwachung kerntechnischer Einrichtungen

Gemäß § 103 der Strahlenschutzverordnung ist die Ableitung radioaktiver Stoffe aus Anlagen zu überwachen.

Die Grundlage zur Überwachung der ermittelten Messwerte ist die Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung kerntechnischer Anlagen (REI).

Zum einen werden die Emissionen innerhalb der Anlage z.B. am Abluftkamin vom Betreiber der Anlage selbst gemessen. Zum anderen werden die Immissionen in der Umgebung der Anlage im Auftrag der Aufsichtsbehörde durch eine unabhängige Messstelle überwacht.

Die Ergebnisse der Umgebungsüberwachung werden vierteljährlich und als Jahresbericht der atomrechtlichen Aufsichtsbehörde und dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit vorgelegt.

In Berlin gibt es nur eine kerntechnische Einrichtung, welche entsprechend der Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung kerntechnischer Anlagen zu überwachen ist, der Forschungsreaktor BER II. Er gehört zu den modernsten Neutronenquellen Europas. Er dient der Grundlagenforschung und der anwendungsnahen Forschung und befindet sich neben anderen experimentellen Anlagen im Helmholtz-Zentrums für Materialien und Energie in Berlin. In ihm werden Neutronen für wissenschaftliche Zwecke produziert. Gastwissenschaftler aus aller Welt arbeiten neben deutschen Kollegen an hochmodernen Experimentierplätzen. Das Helmholtz-Zentrum Berlin verfügt über die einzigartige Möglichkeit, für die Untersuchungen nicht nur den Neutronenstrom des BER II, sondern unter anderem auch das Röntgenlicht des Berliner Elektronenspeicherrings für Synchrotronstrahlung (BESSY II) anbieten zu können.

Durch den Neutronenstrom gewinnt man Einblicke in Materie ähnlich wie mit Hilfe der Röntgenstrahlen. Das Röntgenbild und das Neutronenbild liefern dabei unterschiedliche, sich ergänzende Informationen über die Struktur des untersuchten Objekts. Während z.B. das Röntgenbild schwere Atome zeigt, werden durch den Neutronenstrahl die leichten Atome sichtbar gemacht. Kleinste Strukturen können so dargestellt werden. Durch die Untersuchung von Materialien mit Hilfe von Neutronenquellen sind viele Innovationen möglich gewesen, z.B. die Entwicklung neuer und sicherer Werkstoffe für die Verkehrstechnik, eine moderne Spurenanalytik in der Umwelttechnik oder das Entschlüsseln grundlegender medizinischer Prozesse.

Der BER II dient aber nicht der kerntechnischen Forschung, sondern fungiert ausschließlich als Quelle für Neutronenstrahlung für die Materialforschung.

Informationen zu den einzelnen Forschungsarbeiten finden Sie auf der Internetseite des Helmholtz-Zentrums für Materialien und Energie

Bei dem BER II handelt es sich um einen sogenannten Schwimmbadreaktor. Er wird drucklos und bei niedriger Temperatur betrieben. Im Gegensatz zu Kernkraftwerken kann dieser daher sehr schnell abgefahren werden, ohne dass es zu einer erhöhten Belastung für die Anlage kommt. Die Anlage braucht nach einer Abschaltung nur für weniger als eine Minute eine aktive (pumpenunterstützte) Kühlung und ist daher beliebig lange auch ohne Netzverbindung stabil zu halten.

Der Kern befindet sich in einem etwa zehn Meter tiefen Becken, das von einer zwei Meter dicken Betonwand umschlossen wird, und ist von einer 9 m hohen Wasserschicht überdeckt.

Während des Betriebs der Forschungsneutronenquelle entsteht eine Wärmeleistung von 10 Megawatt. Diese Leistung ist im Vergleich zu einem Kernkraftwerk (~ 4000 MW) rund vierhundert mal geringer. Das Kühlwasser wird maximal nur auf etwa 40 °C aufgewärmt. Die Uranmenge beträgt rund 35 kg (im Gegensatz zu den über hundert Tonnen eines konventionellen Kernkraftwerks). Entsprechend geringer ist auch die bei der Reaktion gebildete Menge an Spaltprodukten (was wichtig für die Abschätzung maximal möglicher Einwirkungen auf die Umgebung im Rahmen der Notfallschutzplanung ist).

Der BER II ist ausschließlich als Neutronenquelle für wissenschaftliche Experimente ausgelegt und kann nicht zur Energieerzeugung eingesetzt werden.

Die Brennstoffplatten sind nur eine von mehreren Barrieren gegen das Entweichen radioaktiver Stoffe, denn auch das Wasser des Reaktorbeckens (mit einer künstlichen Warmschicht gegen Diffusion aus dem Becken und einer permanenten Wasserreinigung über Filter und Ionenaustauscher), die Unterdruck haltende Reaktorhalle mit ihrer luftdicht verschweißten Innenauskleidung (Stahlliner) und die mit Filtereinrichtungen versehene Entlüftung tragen messtechnisch nachgewiesen zu einer Minimierung der radioaktiven Emissionen bei.

In jedem Betriebszustand ist gewährleistet, dass das radioaktive Inventar von der Umwelt abgeschirmt bleibt, ohne dass hierfür Anlagen oder Apparate von Hand bedient werden müssen. So fallen bei Ausfall der Stromversorgung sofort Kontrollstäbe, die an einem Elektromagneten hingen, allein durch ihr Gewicht in den Reaktorkern und unterbrechen die Kernspaltung. Nach Stillstand der Kernspaltung genügt nur eine Minute zur Nachkühlung. Dies wird bereits durch den Nachlauf der Pumpen gesichert. Eine Kernschmelze infolge eines Ereignisses in der Anlage ist beim BER II damit ausgeschlossen. Bei Stromausfall stehen zudem Notdiesel und Batteriebänke zur Verfügung. Auf dem Gelände ist eine Betriebsfeuerwehr stationiert.

Die Forschungsneutronenquelle wird durch ein Kernanlagen-Fernüberwachungssystem (KFü) kontrolliert. In ihm werden Betriebsdaten der Anlage selbst und Daten von Messstellen in der Umgebung der Anlage ununterbrochen zusammengefasst und durch die Aufsichtsbehörde überwacht.

Die Strahlenmessstelle Berlin der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt – Abteilung “Integrativer Umweltschutz” – ist als unabhängige Messstelle mit der überwachung des BER II beauftragt.

Sie untersucht Proben, die aus der Umgebung des Forschungsreaktors stammen und vergleichen sie mit Proben aus anderen Teilen Berlins. Des weiteren überwacht sie das Strahlungsniveau entlang der Institutsgrenze und kontrolliert an Kaminluftproben die Emissionen.

Der BER II gibt auch im Normalbetrieb radioaktive Substanzen in geringer Menge an die Umgebung ab. Bei Ausstoß selbst der genehmigten Abgabemenge ist für Mensch und Tier keine gesundheitliche Beeinträchtigung gegeben. In der Praxis wird dieser Unbedenklichkeitswert sogar weit unterschritten. Im langjährigen Betrieb hat sich gezeigt, dass die Abgabe durch den Reaktor für Gase bei 5 – 7 , bei Iod-131 bei 1 – 2  der genehmigten Abgabemenge liegt und dass die Abgabe von an Aerosole gebundenen radioaktiven Stoffen die Nachweisgrenze der Messgeräte (Promille der Grenzwerte) noch nicht einmal erreicht (Darstellung dazu im Abschnitt Abgabegrenzen künstlicher Radioaktivität).

Entsprechend § 106 der Strahlenschutzverordnung ist der Betreiber verpflichtet, alle fünf Jahre die Anwohner in der Umgebung der Anlage über die Sicherheitsvorkehrungen und Notfallpläne zu informieren. Die letzte Verteilung der Broschüre erfolgte im Jahr 2019 und steht zum Download zur Verfügung.