Koelwater van Fukushima lozen?

Onderwerp: Ioniserende straling, radioactiviteit

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

In de artikelserie ‘Goede Vraag’, behandelt het Technisch Weekblad actuele vragen. In het nummer van 18 mei 2021 wordt een vraag gesteld over het lozen in de Grote Oceaan van 1,25 miljoen ton koelwater dat 860 Bq aan radioactief tritium van de kerncentrale in Fukushima bevat. De vraag is of dat een goed óf een gevaarlijk plan is.

Het Technisch Weekblad schrijft: “Tokyo Electric Power Company (TEPCO) injecteert per dag zo’n 220 kuub water in de drie vernielde Fukushima reactoren om het corium – een mix van kernbrandstof, beton en staal – af te koelen. Daarnaast stroomt ook grondwater de centrale in. TEPCO pompt het water weer op en gebruikt een Advanced Liquid Processing System (ALPS) om het overgrote deel van alle nucliden eruit te filteren. Alleen met tritium lukt dat niet. Al het gezuiverde koelwater zit nu opgeslagen in meer dan 1.000 tanks. TEPCO wil het nog eens zuiveren en dan over een periode van 30 jaar in zee lozen”.

a) Voer de volgende opdrachten uit:
- Zoek op internet op wat het volume is van een olympisch zwembad.
- Bereken met hoeveel olympische zwembaden de hoeveelheid koelwater overeenkomt.

De massa van al het koelwater bedraagt 1,25· 106 ton. Zoeken op internet leert dat een olympisch zwembad de afmetingen heeft van 25 bij 50 m en 2 m diep. Zie bijvoorbeeld Wikipedia. Dit levert een volume van 2,5 miljoen liter en dus een massa van 2500 ton. Het totale koelwater komt dus overeen met 500 olympische zwembaden

Het Technisch Weekblad stelt de vraag of deze lozingen gevaarlijk zijn voor de volksgezondheid. Een woordvoerder van Greenpeace stelt dat de lozingen alleen acceptabel zijn als het tritium niet detecteerbaar is in het water. Een stralingsdeskundige van het RIVM stelt daarop dat de kerncentrale in Borsele jaarlijks evenveel tritium in het water loost als wat Japan nu jaarlijks wil lozen. Volgens hem kan in monsters van zeewier en grassen uit de directe omgeving van de centrale de aanwezigheid van dit tritium niet aangetoond worden

b) Leg uit of deze deskundigen het eens zijn of niet.

Het lijkt erop dat de twee het eens zijn: beide zeggen dat het geloosde tritium niet meer detecteerbaar is of mag zijn. Het verschil is dat de ene deskundige het heeft over detecteerbaar in water en de andere over detecteerbaar in zeewier en grassen.

Het plan is om radioactief koelwater met 22 terabecquerel aan tritium per jaar in de zee lozen. Japanse modellen maken duidelijk dat de meest blootgestelde persoon per jaar hierdoor één millisievert extra aan straling zal oplopen.

In de bovenstaande zinnen staan twee eenheden genoemd, die gebruikt worden bij stalingsbescherming.

c) Voer de volgende opdrachten uit:
- Geef voor beide eenheden aan welke grootheid erbij hoort.
- Leg voor beide grootheden in eigen woorden uit waar ze voor staan.
- Geef aan wat het essentiële verschil is tussen beide grootheden.

Becquerel is de eenheid van activiteit. Dit geeft aan hoeveel deeltjes per seconde vervallen. Dus de eenheid is s-1.

Sievert is de eenheid van equivalente dosis en is een maat voor het biologisch effect van straling op het menselijk lichaam. De eenheid is J kg-1 .

De sievert hangt dus niet alleen van de activiteit, maar ook van de soort stof en daarmee op de energie van de stralingsdeeltjes

Als je wilt berekenen hoelang het duurt om al het koelwater te lozen, zou je kunnen uitrekenen: 860 / 22 = 39 jaar. Deze uitkomst klopt echter niet.

 d) Leg uit wat de gemaakte fout is, en leg uit of de werkelijke tijd groter of kleiner is.

De halveringstijd van tritium is 12,3 jaar. Dus in de berekende tijd is de activiteit afgenomen (met een factor van meer dan 8). De werkelijke tijd is dus veel korter.

De gegeven extra stralingsdosis is gelijk aan de stralingslimiet zoals die nu geldt in Nederland.

Je kunt van mening verschillen over de conclusie die je hieraan kan  verbinden. Een aantal meningen staat hieronder.

  • Er is niets aan de hand want de extra stralingsdosis is gelijk aan de dosislimiet.
  • Er is wel wat aan de hand, want nu wordt de dosislimiet overschreden.
  • Er is wel wat aan de hand, want elke vorm van straling is gevaarlijk.
e) Wat is jouw mening? Geef een toelichting.

-

Vissers in de buurt van de lozingen zijn fel tegen de lozingen.  

f) Geef een reden hiervoor.

De vissers vrezen dat niemand meer vis zal kopen die gevangen is in de zee rond de plaats van de lozingen.