Herr Professor Steinhauser, 40 Jahre nach der Tschernobyl-Katastrophe: Wie sieht die wissenschaftliche Bewertung der gesundheitlichen Folgen in Österreich und Europa aus? Welche Ihrer eigenen Publikationen tragen zum Erkenntnisgewinn rund um Tschernobyl bei?
Zum Zeitpunkt der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl war die Wetterlage für Mitteleuropa ungünstig. Die freigesetzten Isotope wurden auch nach Nord- und Mitteleuropa verfrachtet. Bedingt durch die Auswaschung der Stoffe mit dem Regen kam es vor allem in Oberösterreich/Salzburg sowie dem steirisch/kärntnerischen Grenzgebiet zu beträchtlicher Deposition, weshalb Österreich als eines der am meisten von Tschernobyl betroffenen Länder Mitteleuropas zählt. Dennoch spielten diese zusätzlichen Belastungen im Vergleich mit der natürlichen Strahlenexposition damals (und erst recht heute) eine untergeordnete Rolle. Aus dem natürlichen Strahlenhintergrund erhält die österreichische Bevölkerung eine jährliche Strahlendosis von ca. 4,3 Millisievert [1], öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster. Damals erhielt niemand in Österreich durch Tschernobyl eine größere Dosis als 1 Millisievert zusätzlich, was zugleich der Grenzwert für die maximal zulässige zusätzliche Strahlenexposition pro Jahr aus zivilisatorischen Quellen ist (ausgenommen medizinischen Anwendungen). Heute ist die Dosis aufgrund von Tschernobyl auf 0,01 Millisievert pro Jahr gesunken. Und selbst 1 Millisievert gilt als niedrige Dosis.
Ich bin Radiochemiker und habe mich auf Umweltradioaktivität spezialisiert. In meiner eigenen Forschung versuche ich zu verstehen, wie die makroskopische Umwelt auf einem atomaren Level funktioniert. Tschernobyl und Fukushima spielen eine große Rolle in meiner Forschung. Im Jahr 2019 habe ich mit Kollegen das Buch “Nuclear Emergencies” im Springer-Nature Verlag herausgebracht, das ich gewissermaßen als mein Lebenswerk erachte [2]. Mein wichtigstes Paper ist der Vergleich von Tschernobyl und Fukushima [3], das bislang mehr als 1.000 Mal zitiert wurde. Meine Arbeiten in Tschernobyl gehen aber noch viel weiter. In einem mehrjährigen Projekt haben meine Gruppe und ich im Dorf Kopatschi, ca. 5 km südlich des AKW, untersucht, ob sich durch das bewusste Beimpfen des Bodens mit Pilzen die Aufnahme von Cäsium in Nahrungspflanzen unterbinden lässt [4]. Ein anderes Projekt hatte zum Ziel zu untersuchen, ob durch die Korrosion der Brennstoffpartikel, die im Zuge des Unfalls freigesetzt wurden, eine "zweite Welle“ der Kontamination auf die aquatische Umwelt im Kühlteich Tschernobyls zukommt [5]. Leider wurde dieses Projekt durch den russischen Überfall auf die Ukraine auf halber Strecke unterbrochen. Eine der interessantesten Arbeiten meiner Gruppe war, herauszufinden, weshalb die Wildschweine im Alpenraum nach wie vor so hohe Radiocäsium-Levels haben. Wir konnten damit das hartnäckige “Wildschwein-Paradoxon” aufklären [6].
Auf welche Daten und Studien stützen Sie sich und wie gehen Sie mit methodischen Unsicherheiten oder unterschiedlichen Annahmen um?
Der Kern meiner Arbeit basiert auf Messungen, die wir selbst in unserer Gruppe durchgeführt haben, aber ich klammere Daten anderer Gruppen oder öffentlicher Netzwerke natürlich nicht aus. Um Unsicherheiten zu berücksichtigen, kann man sich nur auf die Statistik berufen. Am liebsten ist es mir, wenn ein Ergebnis so eindeutig ist, dass man keine Statistik mehr benötigt, um die Signifikanz zu untermauern. Das kann man sich aber natürlich nicht aussuchen. Es ist interessant zu sehen, wie sich die Messtechnik bzw. Interpretation der Daten in den vergangenen 40 Jahren verändert hat. Früher wurde die Summenpeakbildung des Cäsium-134 häufig ignoriert, weshalb die Aktivität der Probe um einige Prozent unterschätzt wurde. Durch die herausragende personelle und instrumentelle Ausstattung des TRIGA Center Atominstitut und mehr “Awareness” passieren diese Schlampigkeitsfehler der Vergangenheit nicht mehr.
Sie sprachen kürzlich in einem TV-Interview von “hypothetischen” Krebsfällen auf Basis statistischer Modelle. Wie belastbar sind diese Modelle aus Sicht der Nuklearforschung und wo liegen die Grenzen zwischen messbarer Evidenz und rechnerischer Abschätzung?
Wie bereits gesagt, lag die höchste Dosis der betroffenen Bevölkerung in Österreich nach Tschernobyl selbst unter ungünstigsten Bedingungen nach menschlichem Ermessen nicht höher als bei 1 Millisievert. Das bedeutet nicht, dass nicht auch diese geringe Dosis doch für Krebs oder andere Folgeschäden verantwortlich sein kann, allerdings ist die Wahrscheinlichkeit dafür so gering, dass sie statistisch nicht auffällig werden. Der Beweis für einen Zusammenhang kann also nie erbracht werden. Professor Vana vom Atominstitut brachte es vor einigen Jahren einmal in seiner Strahlenschutzvorlesung auf den Punkt. Sinngemäß sagte er: „Das eine Millisievert entspricht einem Krebsrisiko von nicht einmal 20 Zigaretten. Natürlich kann man auch durch den einmaligen Genuss von 20 Zigaretten an Krebs erkranken, aber das ist schon wirklich unwahrscheinlich.“
Ein statistisch fassbarer Anstieg des Krebsrisikos ist erst ab einer Dosis zwischen 100 und 1.000 Millisievert zu beobachten. Das Risiko für niedrigere Dosen wird im “Linear-no-threshold” (LNT) Modell des Strahlenschutzes von hohen Dosen linear herunterextrapoliert. Dieses Modell errechnet selbst für kleine Strahlendosen Krebsfälle, sofern sie auf eine ausreichend große Zahl Betroffener einwirkt. Das ist in der Community nicht unumstritten, weil dabei zum Beispiel biologische Reparaturmechanismen nach strahleninduzierten Zellschäden ignoriert werden. Viele Strahlenschützer nehmen an, dass der menschliche Körper mit geringen Dosen viel besser umgehen kann, und Zellschäden erkannt und repariert werden. Das könnte mit der Toxizität von Kochsalz veranschaulicht werden: Eine Aufnahme von 100 g Kochsalz ist für den Menschen tödlich. Wenn sich hundert Menschen ihre Suppe mit einem Gramm Salz würzen, wäre wohl keine toxische Wirkung zu erwarten. Gemäß dem LNT-Modell ließe sich für dieses Szenario dennoch ein Todesfall “errechnen”.
Sie bezeichnen heutige Kernenergie als “unfassbar sicher”. Welche Entwicklungen beobachten Sie im Laufe der Geschichte und wo sehen Sie weiterhin Restrisiken?
Dass die Kernenergie vielfach den Eindruck einer profitgierigen und verantwortungslosen Branche, wie in The Simpsons karikiert, vermittelt hat, stammt nicht von ungefähr: die Kernenergie ist ein nicht zu leugnendes Kind der 1960er Jahre und hatte speziell in den ersten Jahrzehnten eine “everything goes”-Mentalität an den Tag gelegt. Das beste Beispiel dafür ist das Fehlen eines Endlagers für die radioaktiven Reststoffe, vulgo "Atommüll". Dieses Problem wurde jahrzehntelang ignoriert und auf die lange Bank geschoben. Daran verschluckt sich die Branche bis heute. Gleichzeitig muss festgehalten werden: Die Kernenergie hat sich enorm weiterentwickelt. Man hat erkannt, dass nichts das wirtschaftliche Wohlergehen so sehr gefährdet, wie öffentlicher Vertrauensverlust. Es ist, speziell in den vergangenen zwei bis drei Jahrzehnten in Europa eine vollkommen neue Sicherheitskultur entstanden, wahrscheinlich auch initiiert von den Unfällen von Tschernobyl und Fukushima. Ich sehe das in den Diskussionen im High Scientific Council der European Nuclear Society, wo ich als Vertreter Österreichs an Sitzungen teilnehme. Auch wenn ich selbst in den Diskussionen im Themenbereich nuclear energy naturgemäß nicht sehr involviert bin, sehe ich wie sehr die Sicherheitskultur Teil der DNA der Kernenergie geworden ist. Eine gute Entwicklung ist die Entideologisierung der Technik. Vor Jahren habe ich einen alten Artikel der sowjetischen Akademie der Wissenschaften gefunden, wo gegen das neu aufgekommene, amerikanische Konzept eines “Containments” bei Leistungsreaktoren gewettert wurde. Es sei nur ein Versuch des kapitalistischen Westens, neue Standards zu setzen, die die Kernenergie so teuer machen sollen, dass sie für die sozialistischen Staaten unerschwinglich wird.
Ein Risiko stellt natürlich der “Faktor Mensch” dar, weil menschliche Fehler nie ausgeschlossen werden können. Dem kann einerseits mit klugen technischen Lösungen und insbesondere mit guter Ausbildung zur Verinnerlichung der neuen Sicherheitskultur begegnet werden – und gerade gute Ausbildung ist auch etwas, wofür die TU Wien seit 1815 steht. Auch wenn wir keine Reaktoroperateure für den internationalen Markt ausbilden, tragen auch wir zu einem verantwortungsvollen Spirit in der nuklearen Community bei: seit vielen Jahren kommen künftige Safeguards der Internationalen Atomenergiebehörde am TRIGA Center Atominstitut der TU Wien in den Genuss einer intensiven, verantwortungsvollen theoretischen und praktischen Ausbildung. Mit diesem Wissen ausgestattet tragen diese Inspektoren den Spirit der TU Wien in die Welt.
In der Risikobewertung ist die Kenngröße “Todesfälle pro Terawattstunde” üblich und entspricht in etwa der berühmten Aussage “das Flugzeug ist das sicherste Verkehrsmittel”. Selbst wenn die Luftfahrt die wenigsten Todesfälle pro zurückgelegtem Kilometer zu verzeichnen hat, wirkt es schnell zynisch, wenn diese Aussage in Zusammenhang mit einer Flugzeugkatastrophe mit hunderten Toten fällt. Entsprechende Studien [7,8] belegen, dass die Kernenergie in dieser Kategorie “Todesfälle pro Terwattstunde” zu den sichersten Energieformen zählt, praktisch gleichauf mit Wind- und Solarenergie. Meine Intention ist keinesfalls die erneuerbaren Energien schlechtzureden. Im Gegenteil, ich bin ein Verfechter eines klugen, nachhaltigen und CO2-armen Energiemixes, und Solar- und Windenergie sind unverzichtbare Bestandteile dieses Mixes und müssen weiter ausgebaut werden!
Mit Blick auf neue Endlagerprojekte wie in Finnland: Welche geowissenschaftlichen und sicherheitstechnischen Erkenntnisse geben heute Vertrauen in langfristige Lösungen – und welche offenen Forschungsfragen bestehen noch?
Es gibt weltweit ganz unterschiedliche Ansätze, was den geologischen Standort eines Endlagers betrifft. Finnland hat einen alten Granitstock gewählt. Frankreich untersucht die Eignung einer Tonmineralformation. Deutschland hatte einen Salzstock im Fokus, zumindest bis das Thema neu aufgerollt wurde, und die USA eine Tuffformation. Was sie alle gemeinsam haben, ist, dass es sich um sehr tief gelegene Lagerstätten handelt und dass sie mit viel Bedacht ausgewählt und eingehend auf ihre Eignung untersucht wurden und werden. Die Fehler der Vergangenheit, wie zum Beispiel im Versuchsendlager Asse in Deutschland, sollen – gemäß der neuen Sicherheitskultur – tunlichst vermieden werden. In aktuellen Forschungsprojekten werden Füllmaterialien, die Teil des Multi-Barrierensystems sind, untersucht und optimiert. Hier liegt der Fokus einerseits auf den Actiniden (die eine längere Halbwertszeit haben als die meisten Spaltprodukte), und andererseits auf den anionischen Bestandteilen des Abfalls, vor allem Iodid und Pertechnetat.
Ich würde aber auch gerne einen Blick in die prähistorische Vergangenheit werfen, um den Leuten etwas Hoffnung zu geben. Vor rund zwei Milliarden Jahren kam es in einer reichen Uranerzader im heutigen Gabun zu einer nuklearen Kettenreaktion: Wenn Grundwasser in den Erzkörper eindrang, wirkte dieses wie ein Moderator, und über viele Millionen Jahre hinweg wurden in diesem “natürlichen Reaktor” (berühmt geworden unter dem Namen “Oklo-Reaktor”) 10 Tonnen Uran gespalten und 4 Tonnen Plutonium erbrütet. Die radioaktiven Reststoffe dieses Oklo-Reaktors wurden nach heutigen Maßstäben so schlecht wie nur irgendwie möglich gelagert: Ohne irgendwelche Barrieren, direkt im Grundwasser. Als dieses Phänomen in den 1970er-Jahren erkannt wurde, ergaben sich natürlich auch Möglichkeiten, die Langzeitperspektiven eines Endlagers zu studieren: Man untersuchte, wie weit die radioaktiven Stoffe unter diesen Bedingungen migrieren können: maximal wenige dutzend Meter. Auch wenn jedes Endlager anders konzipiert ist: Der Oklo-Reaktor liefert Hinweise, die jedenfalls Hoffnung geben.
Sie sprechen selbst von einer “extrem emotionalen Geschichte”. Was sagt die Forschung über die Diskrepanz zwischen objektiver Risikobewertung und subjektiver Wahrnehmung von Radioaktivität – und wie sollte Wissenschaftskommunikation damit umgehen?
Wann immer das Thema von den Medien aufgegriffen wird, sieht man es wieder und wieder: kaum ein anderes Thema wird derart emotional und leidenschaftlich diskutiert wie die Kernenergie oder Radioaktivität. Das Unbehagen mit der Radioaktivität kann ich sehr gut nachvollziehen. Auch ich hatte regelrecht Angst als ich das erste Mal im radiochemischen Praktikum mit einer richtig radioaktiven Probe arbeiten sollte. Mit zusätzlichem Wissen weicht die Angst und wird zu Respekt: Angst habe ich heute keine mehr, nur noch Respekt, und genau das möchte ich auch meinen Studierenden vermitteln: das Risiko bewerten und einordnen. Zuerst rechnen, dann messen – das gibt Sicherheit.
Das Unbehagen basiert meines Erachtens auf der Tatsache, dass wir kein Sinnesorgan für Radioaktivität haben. Es stellt sich ein Gefühl ein, die Kontrolle über die potentielle Bedrohung verloren zu haben. So als ob wir allein bei fahlem Mondschein durch einen dunklen Wald gehen: auch wenn wir wissen, dass das Risiko von einem Bären, Wolf oder Räuber angefallen zu werden ausnehmend gering es… es fühlt sich trotzdem irgendwie beklemmend an, wenn die eigenen Sinnesorgane nicht ausreichen, eine drohende Gefahr zu erkennen. Auch wenn wir kein eigenes Sinnesorgan für diese Form der Strahlung haben, können wir sie so zuverlässig und problemlos messen wie kaum eine andere Bedrohung. Und wir können das Risiko aus dem Messwert sofort ableiten. Tatsächlich arbeite ich als Chemiker heute lieber mit radioaktiven Stoffen als mit nicht-radioaktiven, schädlichen Chemikalien, die sich nicht so leicht messen lassen.
Mein Credo lautet: Angst haben die Menschen von ganz allein; dafür brauchen Sie die Wissenschaft nicht. Wir müssen den Menschen Hoffnung geben – entweder indem wir Lösungen für die Probleme liefern, vor denen die Menschen Angst haben oder indem wir aufklären, dass das wahrgenommene Problem die verspürte Angst womöglich gar nicht rechtfertigt.
[1] AGES. Radioaktivität und Strahlung in Österreich 2023. https://www.ages.at/download/sdl-eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpYXQiOjE2MDk0NTkyMDAsImV4cCI6NDA3MDkwODgwMCwidXNlciI6MCwiZ3JvdXBzIjpbMCwtMV0sImZpbGUiOiJmaWxlYWRtaW4vQUdFU18yMDIyLzVfVU1XRUxUL1JhZGlvYWt0aXZpdFx1MDBlNHQvUmFkaW9ha3Rpdml0XHUwMGU0dF9pbl9kZXJfVW13ZWx0L0phQmVyMjAyM19maW5hbC5wZGYiLCJwYWdlIjozMTA4fQ.DACFOoFPjdDFYhp-YKxKx-WGXilNXGc0lY855bwSjsg/JaBer2023_final.pdf, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster
[2] Steinhauser, G., Koizumi, A., & Shozugawa, K. (Hrsg.). (2019). Nuclear Emergencies: A Holistic Approach to Preparedness and Response. Current Topics in Environmental Health and Preventive Medicine. Springer Nature Singapore.
[3] Steinhauser, G. et al. Comparison of the Chernobyl and Fukushima nuclear accidents: A review of the environmental impacts. Science of the Total Environment 470–471 (2014) 800–817.
[4] Traxler, L. et al., Survival of the basidiomycete Schizophyllum commune in soil under hostile environmental conditions in the Chernobyl Exclusion Zone. Journal of Hazardous Materials 403 (2021) 124002.
[5] Zok, D., et al., Determination of Characteristic vs Anomalous 135Cs/137Cs Isotopic Ratios in Radioactively Contaminated Environmental Samples. Environmental Science & Technology 55 (2021) 4984−4991.
[6] Stäger, F. et al. Disproportionately High Contributions of 60 Year Old Weapons-137Cs Explain the Persistence of Radioactive Contamination in Bavarian Wild Boars. Environmental Science & Technology, 57(36) (2023) 13601–13611.
[7] Markandya, A. Wilkinson, P., Electricity generation and health. Lancet 370 (2007) 979–990.
[8] Sovacool, B.K. et al. Balancing safety with sustainability: assessing the risk of accidents for modern low-carbon energy systems. Journal of Cleaner Production 112 (2016) 3952-3965.