Inhalt:
Radon-Aktivitätskonzentration in der Bodenluft
Geologische und Hydrochemische Zusammenhänge
Radionuklide in Rückständen der Wasseraufbereitung
Fällungen von Radium bei Förderung von Tiefenwässern
Radioaktiv belastete Abfälle aus der Geothermie
Strahlenschutz, Arbeiten an geothermischen Anlagen
Beispiel Forschungs-Projekt Neustadt Glewe
Radium, Radon Gesundheitsgefahren

Molassebecken / geplantes Kraftwerk Bernried

Das Hauptaugenmerk der energetischen Nutzung richtet sich auf den sog. Malm (blau), der als Kluft-(Karst)-Tiefengrundwasserleiter in Erscheinung tritt.
Trinkwasser wird aus der oberen Schotterebene und der Süsswassermolasse – bis ca. 200 m Dicke, vereinzelnd aus Aquiferen bis 1000 m – entnommen.
Der Hauptanteil der von der Erde an der Erdoberfläche bereitgestellten Wärme wird in der Erdkruste beim Zerfall radioaktiver Elemente gebildet.

Radon-Aktivitätskonzentration in der Bodenluft

Radon entsteht als Zerfallsprodukt aus Radium.
In ihrem Handbuch fordert die WHO schnell die individuellen Risiken der Personen, die in hoch belasteten Gebieten leben, zu reduzieren. Radon ist nach Rauchen die häufigste Ursache für Lungenkrebs in Deutschland.
Bisher gibt es keine Regelungen zum Schutz der Bevölkerung vor Radon.

Die Radon-Aktivitätskonzentration zeigt wie viel Radon im Untergrund zur Verfügung steht. Dies ist z. B. bei Entscheidungen über die Nutzung von Flächen von Bedeutung, die durch den Bergbau radioaktiv kontaminiert werden können.

Quelle:
Bundesamt für Strahlenschutz
bfs.de/de/ion/radon/radon_boden/radonkarte

Geologische und Hydrochemische Zusammenhänge

Wasseraufbereitung und Radionuklide

Radionuklidgehalte der untersuchten Rohwasser
Radiumgehalte, das vor allem in den Isotopen RA-226 und Ra-228 im Grundwasser vorkommt, wird vor allem in Georegion 6 beobachtet (Malmkalke und Dogger-Sandsteine). Hier sind sowohl Maximalwerte als auch Medianwerte erhöht. Einige höhere Messwerte kommen auch in den Georegionen Bruchschollenland, Keuper-Sandsteine und im Kristallinen Grundgebirge vor, die Medianwerte sind hier jedoch deutlich niedriger.
Bei der Radionzerfallsreihe U-238 fällt auf, dass sich die einzelnen Radionuklide nicht im Gleichgewicht befinden. Von U-238 bis Th-230 werden kaum messbare Aktivitäten festgestellt, während Ra-226 z.T. sehr hohe Aktivitäten aufweist. Auch die Zerfallsprodukte des Ra-226 befinden sich nicht im Gleichgewicht, da das Folgeprodukt Rn-222 aus dem System entweichen kann (sowohl im Schlamm vor Ort als auch in der Probe bei Vorbereitung und Messung im Labor).
In den einzelnen Schlämmen dominieren meist Produkte der Zerfallsreihe U-238 ab Ra-226.
Hohe Werte Radionuklide in Rückspülschlämmen sind vermehrt in der Georegion 7 (Molasse) anzutreffen. Die höchsten Aktivitäten konnten vereinzelnd in Keuper-Sandstein Regionen festgestellt werden. Hohe Werte vereinzelnd auch im kristallinen Grundgebirge.

Die maximalen Aktivitäten stehen alle mit einer Dominanz des Radionuklids Ra-226 in Verbindung.
In allen Regionen Deutschlands, vor allem aber in den Sandsteinen und in den tieferen Schichten von Region 6 (Malm) und Region 7 (Molasse) kommt Radium-226 als vorherrschendes Radionuklid im Schlamm vor.
Quelle: Bayerisches Landesamt für Umwelt Natürliche Radionuklide in Rückständen aus der Trinkwasseraufbereitung, Teil II

Im Süden des Molassebeckens – dazu gehören auch Starnberger See und Ammersee – erhöhte Uranwerte in anmoorigen Bereichen und Aquiferen mit organischen Anreicherungen.

Geothermie

Fällungen von Radium bei Förderung von Tiefenwässern.
Durch die großen geförderten Wassermengen bei der Tiefengeothermie ist ein beträchtliches Potential an Scalebildung vorhanden , das längerfristig zu großen Scalemengen führen kann.

Besonders relevant sind radiumhaltige salinare Tiefenwässer, deren Hebung zu signifikanten Kontaminationen von Sedimenten und Gewässerauen führen kann.

Filtermaterialien und Schlämme der Wasseraufbereitung aber auch Anlagenteile und Rohre können vor allem dann erhöhte spezifische Aktivitäten besitzen, wenn bereits im Grundwasser / Rohwasser erhöhte Radiumkonzentrationen vorliegen. Daher ist die regionale Verbreitung derartiger Materialien auf Gebiete konzentriert, in denen aus geologischen und/oder hydrogeochemischen Gründen höhere Radiumkonzentrationen im Grundwasser vorkommen. Das betrifft in erster Linie die Bundesländer Sachsen, Bayern, Baden- Württemberg, Hessen, Rheinland-Pfalz.

In allen diesen Gebieten ist mit Schlämmen und/oder Ablagerungen zu rechnen, die erheblich erhöhte Radiumaktivitäten besitzen.
Scales (dt. Kesselstein) sind festanhaftende Ablagerungen in Rohren und Anlagenteilen
Schlämme sind nicht verfestigte Ablagerungen in Anlagenteilen sowie schlammartige Rückstände.
Bundesamt für Umwelt http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/schriftenreihe_rs697_01.pdf

Radioaktiv belastete Abfälle der Geothermie

Werden die bei der Nutzung der Geothermie geförderten Fluide behandelt und entsorgt, so können größere Mengen an radioaktiv belasteten Abfällen entstehen.
Für die USA wird aus dieser Art der Geothermienutzung ein Mengenaufkommen von 54.000 t Abfällen mit einer mittleren Ra-226 Aktivität von 4,88 Bq/g (132 pCi/g) eingeschätzt /58/.
Aufkommen an kontaminierten Schlämmen und harten Ablagerungen aus der Öl- und Gasindustrie allein in den USA auf  200.000 bis 300.000 Tonnen pro Jahr.” *1 (4.3.3)
Für Deutschland / Ablagerungen (Scales) sowie durch Ablagerungen verunreinigte Anlagenteile
Bei einem erheblichen Ausbau der Geothermie muss mit der Zunahme von radiumkontaminierten Schrotten aus diesem Bereich gerechnet werden. Über die Intervalle eines Aufkommens von Materialien (z.B. Wartungsintervalle mit Austausch von Anlagenteilen) aus diesem Bereich sind zum derzeitigen Zeitpunkt keine Aussagen zu treffen.
Quelle: Bundesamtes für Strahlenschutz
http://www.bfs.de/de/ion/anthropg/altlasten/fachinfo/forschungs_vh/Endbericht_SR2416.pdf

Strahlenschutz, Arbeiten an geothermischen Anlagen

Strahlenexposition von Beschäftigten durch radioaktive Ablagerungen an den Innenseiten von Anlageteilen. Erhöhte radioaktive Werte treten bevorzugt in der Nähe von Wärmetauschern auf.
Bei allen Arbeiten an geöffneten Anlageteilen (Filterwechsel, Austausch von Rohrleitungen, Öffnen von Wärmetauschern) besteht zusätzlich zu der äußeren Strahlenexposition durch γ-Strahlung eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, radioaktive Stoffe in den Körper aufzunehmen und sich damit einer inneren Strahlenexposition auszusetzen.
Bei der Betriebskostenplanung ist der nicht unerhebliche gutachterliche Aufwand für die Begleitung des Entsorgungsvorganges zu berücksichtigen. Ebenfalls müssen längere Zeiträume für dessen Durchführung bis zur Verbringung auf die Deponie eingeplant werden.
Quelle: Verein für Kernverfahrenstechnik und Analytik Rossendorf e.V.

Forschungs-Projekt Neustadt Glewe

Untersucht wurde bisher m.W. nur das Forschungs-Projekt Neustadt Glewe
Geförderte Wassermenge pro Jahr (bei 100 m3/h) V = 0,876E+6 m3
Modellbilanz führt zu einer Menge von ca. 50 bis 70 t Scale, die jährlich in Anlagenteilen neu gebildet werden. Bei einer Scaledichte von ca. 3 kg/l entspricht das einem Volumen von ca. 20 m3. Dieses Volumen ergibt für zwei ca. 2.500 m tiefen Bohrungen (Förderbrunnen, Schluckbrunnen) bei einem Rohrdurchmesser von 0,5 m eine mittlere Ablagerungsrate von 2,5 mm/a.
Diese Rate ist nach bisherigen Einschätzungen tendenziell hoch, was sich auch in einem, verglichen mit den Erdölscales 10fach höheren, MTF widerspiegelt.
Bundesamt für Umwelt
http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/schriftenreihe_rs697_01.pdf

http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/schriftenreihe_rs697_01.pdf

Scales (dt. Kesselstein) sind festanhaftende Ablagerungen in Rohren und Anlagenteilen
Schlämme sind nicht verfestigte Ablagerungen in Anlagenteilen sowie schlammartige Rückstände.

Radium

(lat. radius „Strahl“, wegen seiner Radioaktivität, wie auch Radon)

Der Radiumgehalt des jeweiligen Gesteines ist proportional zu dessen Urangehalt (unter der Voraussetzung des Nicht-Stattfindens von Transportprozessen).
Bei Kontakt mit Sauerstoff oxidiert es sehr rasch und reagiert heftig mit Wasser.
Da Radium über das Zerfallsgleichgewicht an das Uran gekoppelt ist, begleitet es dieses zwangsläufig in seinen Erzen, und wird bei den bergbaulichen Aktivitäten mit umgewälzt (= aus dem geologischen Einschluss herausgelöst).

Das grösste Problem entsteht nicht durch die Radioaktivität von geförderten Uranerzen, sondern im Radium in den Schlammdeponien des Bergbaus –
Fällungen von Radium bei Förderung von Tiefenwässern.
Zerfallsprozess – Halbwertzeit:
Radium-226 α,β,γ        1.600 Jahre       Erdkruste, Bergbau
Ra-226 wird uns praktisch für ewig erhalten bleiben!

Schon kleinste Mengen können, vom Körper aufgenommen, Krebs auslösen. (Häufigste Krebsart ist Knochenkrebs.)

Radon, Zerfallsreihe Uran od. Thorium > Radium > Radon
Die Quelle des Radons sind im Gestein und im Erdreich in Spuren vorhandenes Uran und Thorium, die langsam zerfallen. In deren Zerfallsreihen wird das Radon gebildet. Dieses diffundiert dann aus den obersten Bodenschichten in die Atmosphäre, ins Grundwasser, in Keller, Rohrleitungen, Höhlen und Bergwerke.
Radon aus tiefergelegenen Erdschichten erreicht auf natürlichem Weg nicht die Oberfläche, da es bereits auf dem Weg dorthin zerfällt.
Radon kommt deswegen vermehrt in Gebieten mit hohem Uran- und Thoriumgehalt im Boden vor.
In mehreren Ländern stützt sich die Erdbebenvorhersage auch auf Radonmessungen. Leichte Erschütterungen des Erdreiches sorgen für eine schnellere Ausbreitung des in der Erde entstehenden Radongases als unter normalen Bedingungen. In unterirdischen Hohlräumen steigt dadurch die Radonkonzentration messbar an.

Die Weltgesundheits-Organisation WHO fordert die individuellen Risiken der Personen, die in hoch belasteten Gebieten leben, schnell zu reduzieren. Radon ist nach Rauchen die häufigste Ursache für Lungenkrebs in Deutschland.
Bisher gibt es keine Regelungen zum Schutz der Bevölkerung vor Radon.

Radonquellen, Radonbäder
Aus naturwissenschaftlicher Sicht ist die positive Wirkung des Radons nicht nachgewiesen. Unter Aspekten des Strahlenschutzes ist die zusätzliche Strahlenexposition durch Radon zwar gering, jedoch nicht vernachlässigbar.
Kinder, Jugendliche, Schwangere und Menschen mit Tumor-Vorerkrankungen sollten Radon-Bäder meiden.

Quellen:
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Bundesamt für Strahlenschutz
Bundesamt für Umwelt
Verein für Kernverfahrenstechnik und Analytik Rossendorf e.V.
wikipedia