Radioaktive Wolke aus dem Südural

Eine richtige Detektivarbeit begann. „Die Wolke kann nicht aus der Herstellung von Waffen-Plutonium stammen“, sagt Zähringer. Denn dazu passt die Isotopenmischung von Ruthenium nicht, wenn man neben den radioaktiven auch die stabilen Isotope in Betracht zieht. Einen Satellitenabsturz – wie ihn Russland als Möglichkeit vorgeschlagen hatte – prüften die Forscher ebenfalls, konnten aber auch ihn bald ausschließen.

Unfall bei der Wiederaufbereitung

Neue Untersuchungen weisen vielmehr darauf hin, dass das Ruthenium aus einem russischen Kernkraftwerk vom Typ WWER stammt. Diese Druckwasserreaktoren sind ein anderer Typ als der Unglücksreaktor in Tschernobyl.

Zur üblichen Aufbereitung von Brennstäben schien die Isotopenmischung allerdings nicht besonders gut zu passen. Man lässt Brennstäbe vor der Wiederaufbereitung mehrere Jahre unter Wasser abklingen, bis sich die Hitzeentwicklung und die Radioaktivität verringert haben. In dieser Zeit zerfallen Isotope mit einer kürzeren Halbwertszeit, und das Isotopenverhältnis verschiebt sich.

Doch offenbar hatten die russischen Kerntechniker mit relativ frischem und entsprechend heißem und besonders radioaktivem Material gearbeitet. Wieso aber wurde vor allem Ruthenium freigesetzt? Die Antwort liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit in einer Bestellung, die das Neutrino-Experiment Borexino aus dem italienischen Gran Sasso in Russland in Auftrag gegeben hatte. Für solche Experimente benötigen die Wissenschaftler möglichst starke Strahlungsquellen aus besonderen Materialien – in diesem Fall das radioaktive Seltenerdmetall Cer-144.

Um die schwierigen Spezifikationen für eine solche Strahlungsquelle bei diesem millionenschweren Auftrag zu erfüllen, versuchten die russischen Techniker vermutlich, den Stoff aus sehr jungen und entsprechend brisanten Brennstäben zu extrahieren. Bei einem der komplexen radiochemischen Arbeitsschritte, bei denen die vielen verschiedenen Inhaltsstoffe entmischt werden, ist dann wohl ein Unfall passiert. Dafür spricht auch, dass das Cer-144 nie geliefert und der Auftrag von russischer Seite storniert wurde.

Eine mögliche Erklärung für den Vorfall wäre, dass die Kerntechniker in Majak bei der Wiederaufbereitung versucht haben, ausgasendes Rutheniumtetroxid mithilfe von Salzsäure zu fixieren. Dieses Gas kann schon bei Temperaturen von knapp über 100 Grad explodieren. Beim Eintritt in die Salzsäure könnte es sich stark erwärmt haben – und es kam zu einer Explosion. „Das sind natürlich noch Spekulationen“, sagt Zähringer. Aber die Indizienkette lässt dieses Szenario am wahrscheinlichsten erscheinen.

Noch eine Wolke

Letztes Jahr hat das europäische Strahlenschutz-Netzwerk erneut eine schwach radioaktive Wolke entdeckt. Zwei Messstationen im Nordosten Norwegens an der Grenze zu Russland wiesen geringe Mengen an Jod-131 nach. Diese Substanz ist ebenso wie Ruthenium ein Spaltprodukt, das in Kernreaktoren entsteht.

Jod-131 wird aber auch in der Strahlentherapie eingesetzt. Das Jod könnte also aus medizinischen Geräten freigesetzt worden sein. Doch Mitte Juni 2020 stellten finnische und schwedische Beobachtungsstationen geringe Mengen anderer Radionuklide fest – unter anderem Cäsium-137, Kobalt-60 und wieder Ruthenium-103, was für eine Freisetzung aus einem beschädigten Brennelement spricht. Dieses muss nicht aus einem Kraftwerk stammen, sondern könnte sich auch an Bord eines Atom-U-Boots oder nuklear betriebenen Eisbrechers befinden. Es lässt sich keine eindeutige Quelle angeben, da die mögliche Herkunftsregion riesig ist. Wie die Behörden mitteilten, bestand aber zu keinem Zeitpunkt eine Gefahr. Der gemessene Höchstwert betrug lediglich 1,3 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft. Das ist weit unter dem natürlichen Strahlungshintergrund.

All diese Messungen illustrieren, dass die Stationen des europäischen Messverbunds sensibel genug sind, um selbst winzige Mengen an radioaktiven Partikeln aufzuspüren.