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StartseiteForschung aktuellMit Algen gegen Strahlung 04.03.2014

Fukushima Mit Algen gegen Strahlung

Gut 455 Millionen Liter radioaktives Löschwasser lagern noch auf dem Gelände des Kernkraftwerks in Fukushima. Noch immer suchen Wissenschaftler nach einer Lösung, dieses Wasser zu entsorgen. Ein Modellversuch japanischer und US-amerikanischer Forscher hat jetzt gezeigt: Algen könnten helfen.

Von Katha Jansen

Warnschild vor Radioaktivität (Stock.XCHNG)
Bislang wurden nur Süßwasseralgen entdeckt, die ausreichende Mengen an radioaktivem Cäsium und Strontium aufnehmen. (Stock.XCHNG)
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Die Idee: Algen sollen helfen, die radioaktiven Partikel im Kühlwasser von Fukushima stark zu binden und die Strahlung auf ein kleineres Volumen zu reduzieren. Dazu haben Wissenschaftler aus den USA und Japan jetzt insgesamt 188 unterschiedliche Algen und Wasserpflanzen getestet. Untersucht wurden sowohl Salz- als auch Süßwasserarten unter gleichbleibenden Laborbedingungen von konstant 20 Grad Celsius, durchgängiger Belichtung und in je 15 Milliliter frischem Wasser. Nach und nach haben die Forscher dem Wasser radioaktive Stoffe wie Cäsium oder Strontium zugesetzt, die auch im Fukushima-Löschwasser vorkommen und verglichen, welche Pflanze wie viel Radioaktivität absorbiert. Professor Armin Hallmann, Algenexperte von der Universität Bielefeld, hat die Experimente seiner Fachkollegen aus der Ferne verfolgt:

Algen nehmen auch radioaktive Stoffe auf

"Algen haben Stoffaustausch mit dem Wasser, das sie umgibt und nehmen Substanzen auf. Und bestimmte Substanzen bauen sie dann in ihre Biomoleküle ein. So wie wir Muskeln und Knochen aufbauen, baut eine Alge ein Zytoskellet auf und baut Zellorganellen auf. Und dabei kann sie nicht unterscheiden, ob das Molekül radioaktiv ist oder ob es nicht radioaktiv ist, sondern das baut sie einfach mit ein. Und wenn die Umgebung radioaktiv ist, dann nimmt sie die mit auf und baut die ein."

Das Ergebnis der Studie lässt hoffen. Es gibt gleich mehrere Algen, die im Labor größere Mengen an radioaktivem Cäsium, Strontium und Iod aufgenommen haben. Einige Stämme verbauten bis zu 90 Prozent der Radionuklide. Allerdings weisen die Ergebnisse aus molekularbiologischer Sicht noch einige Schwächen auf, so Hallmann. Bislang wurden nur Süßwasseralgen entdeckt, die ausreichende Mengen an radioaktivem Cäsium und Strontium aufnehmen.

"In Fukushima ist mit Meerwasser gelöscht worden und zudem war der Reaktor ja die erste Zeit extrem heiß. Das heißt, es ist auch noch Wasser verdunstet und die Salzkonzentration ist weiter gestiegen. Das heißt, der Salzgehalt ist sehr hoch und die Süßwasseralgen werden da drin nicht lange leben können, geschweige denn etwas aufnehmen. Das ist nämlich das nächste Problem: diese Salze, die da drin sind, konkurrieren bei der Aufnahme. Das heißt: Je mehr von den Salzen da ist, desto weniger der radioaktiven Substanzen werden generell aufgenommen."

Hier könnte aber die Kombination mit anderen Lösungsansätzen für das Löschwasserproblem helfen. So läuft in Fukushima derzeit eine Ionenaustauscher-Anlage im Testbetrieb. Diese soll das radioaktive Cäsium aus dem Löschwasser filtern. Dabei entsalzt sie das Wasser aber auch, erklärt Sven Dokter von der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit in Köln:

"Das hat schlicht den Grund, dass man korrosive Prozesse vermeiden will. Also das irgendwo anders Werkstoffe an Leitungen, an Ventilen einfach durch das Salz angegriffen werden, dass es zu Rost kommt. Und diese Entsalzungsanlage schafft es zumindest nach den Angaben von Tepco, das Wasser vollständig zu entsalzen, sodass man dann unterm Strich Süßwasser hat."

In der Theorie könnte also eine Kombination des sich schon im Probelauf befindenden Ionentauschers und spezieller Algen helfen, das Löschwasserproblem in Fukushima zu lösen. Der kritische Faktor ist hier aber die tatsächliche Menge an kontaminiertem Wasser. Was im Laborversuch im 15-Milliliter-Maßstab funktioniert, müsste auf Hunderte Millionen Liter Wasser angewendet werden. Hunderte Millionen Liter, die konstantes Licht, schwankungsarme Temperaturen und ideale Ernährungsbedingungen aufweisen müssten, um ähnlich gute Ergebnisse erwarten zu können. Sven Dokter von der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit zweifelt deshalb daran, dass sich beide Prozesse schnell genug unter realen Bedingungen zusammenführen lassen.

"Ich glaube, das Problem bei dem Wasser ist, dass - bis man die Idee mit den Algen auf einen so großen, industriellen Maßstab umsetzen kann - einfach noch relativ viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig wäre. Und das bedingt Zeit. Und wenn man sich dann ins Gedächtnis zurückruft, dass da jeden Tag ungefähr 500 Kubikmeter an zusätzlich kontaminiertem Wasser anfallen, dann merkt man, dass Zeit da eine ganz kritische Größe ist."

Grundsätzlich sieht Dokter in der Idee aber Potenzial und spricht sich dafür aus, die Dekontamination mithilfe von Algen weiter zu erforschen. 

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