Uranbelastung von Kriegsgebieten - Einsatz von DU-Munition

Inhaltsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Einleitung

2. Uran
2.1 Entdeckung und Geschichte von Uran
2.2 Uranvorkommen und Abbau
2.3 Eigenschaften von Uran
2.4 Industrielle Nutzung

3. Abgereichertes Uran
3.1 Eigenschaften von „depleted uranium“
3.2 Wirkung
3.3 Einsatz in Kriegsgebieten & Tests in Deutschland

4. Gesundheitliche Folgen
4.1 Chemisch-toxische & radio-toxische Wirkung
4.1.1 Externe Strahlenbelastung
4.1.2 Interne Strahlenbelastung

5. Erkrankungen

6. UNEP Bodenuntersuchung

7. Fazit

8. Literatur- und Internetverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Isotopenkonfiguration von Natururan und abgereichertem Uran

Tab. 2: DU-Munitionsmenge und Waffensysteme im Golfkrieg

1. Einleitung

Die Nutzung von abgereichertem Uran als panzerbrechender Munition hat insbesondere seit dem Golfkrieg 1991 für einiges an Aufmerksamkeit gesorgt. Seit bekannt werden der militärischen Nutzung von Uran, rückte das Thema durch zahlreiche Publikationen in Medien ins Bewusstsein der Öffentlichkeit. Streitpunkt der Forschung ist nunmehr seit über 20 Jahren, inwiefern Uran den menschlichen Organismus schädigt und in welchem Ausmaß die Umwelt durch Uranmunition in Kriegsgebieten kontaminiert wird. Hierzu werden im Verlauf dieser Hausarbeit die chemisch-toxischen und radio-toxischen Wirkungen von Uran und die daraus resultierenden möglichen Erkrankungen für den Menschen untersucht. Abschließend wird eine von den Vereinten Nationen in Auftrag gegebene Umweltverträglichkeitsstudie zur Analyse von möglich kontaminierten Standorten im Kosovo in Betracht gezogen. Zuvor wird allerdings erläutert, warum das Uran für das Militär so interessant ist und welche militärischen Vorteile sich aus der Nutzung von Uranmunition ergeben. Als Einführung in die Thematik werden relevante Informationen bezüglich des Natururans und des industriell angereicherten Urans behandelt.

2. Uran

2.1 Entdeckung und Geschichte von Uran

Uran wurde 1798 von dem deutschen Chemiker Martin Heinrich Klaproth (1743-1817) entdeckt. Klaproth isolierte aus dem Mineral Uraninit die Verbindung Urandioxid, welches er fälschlicherweise zunächst als das neue Element selbst hielt. Die Gewinnung von elementarem Uran gelang erstmals 1856 dem Franzosen Eugéne-Melchior Péligot (1811-1890) durch Reduktion von Uran(IV)-chlorid. Im 19. Jahrhundert bis in die dreißiger Jahre des 20. Jahrhunderts wurde Uran als Farbstoff in Glas sowie in Keramik-Glasuren für Geschirr und Kacheln eingesetzt. Im Jahre 1896 entdeckte der französische Physiker Henri Becquerel (1852-1908) die radioaktive Strahlung des Elements. Die erste Atomspaltung gelang den beiden deutschen Chemikern Otto Hahn (1879-1968) und Fritz Straßmann (1902-1980) durch den Neutronenbeschuss von Uran im Jahr 1938. Ausgehend von der Entdeckung der Kernspaltung wurden die Forschungen bezüglich dessen intensiviert und der erste Kernreaktor konnte in Betrieb genommen werden. Enrico Fermi (1901-1954) baute 1942 in einer Turnhalle der Universität Chicago diesbezüglich den ersten betriebsbereiten Reaktor. Mit dem Manhattan- Projekt begann die USA während des 2. Weltkriegs unter der Leitung von Julius R. Oppenheimer (1904-1967) die Entwicklung und den späteren Bau der ersten Atombombe.¹

2.2 Uranvorkommen und Abbau

In der Natur liegt Uran nicht als reines, gediegenes Metall vor, sondern als Verbindung mit anderen Elementen (Sauerstoff, Silizium) in Mineralien. Neben dem Uraninit sind 200 weitere Uranmineralien bekannt. Die wichtigsten Uranverbindungen sind das Urandioxid (UO2), das Urantrioxid (UO3), das Triuranoctoxid (U3O8) und das im Anreicherungsverfahren der Atomindustrie benutzte Uranhexafluorid (UF6).²

Der durchschnittliche Urangehalt der Erdkruste liegt bei circa 3 ppm (3 mg/kg) und in den Ozeanen bei ungefähr 3 µg/l. In Spuren lässt sich Uran auch in Luft, Trinkwasser, Pflanzen und vielen Lebensmitteln nachweisen. Die tägliche Aufnahme durch Nahrung liegt bei schätzungsweise 1-2 µg und durch Wasser bei 1,5 µg. Durch die tägliche Aufnahme sind im menschlichen Körper (überwiegend in Knochen, Gewebe, Fett, Blut, Lunge, Leber und Niere) im Durchschnitt 56 µg Uran enthalten. Das Uran wird insbesondere mit der Nahrung durch Gemüse, Getreide und Kochsalz aufgenommen.³

Zu den größten Uran-Produzenten gehören Kanada, Kasachstan und Australien mit jeweils knapp 9.000 t pro Jahr. Im Jahr 2008 wurden circa 44.000 t Uran gefördert. Aus Gründen der Energiegewinnung mit der Tendenz in Zukunft ansteigend.⁴ Derzeit findet in Deutschland kein Uranabbau statt. Die Minen im Schwarzwald und in Sachsen und Thüringen wurden ab 1990 allesamt aus Gründen der Unwirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit geschlossen.⁵

2.3 Eigenschaften von Uran

Elementares Uran ist ein silberweiß glänzendes, relativ weiches und radioaktives Schwermetall, welches nur geringfügig weicher als Stahl ist. In der Natur ist es das Schwerste vorkommende chemische Element.⁶ Uran hat die Ordnungszahl 92 und wird der Gruppe der Actinoiden im Periodensystem zugeordnet. Die relative Atommasse beträgt 238,029 g/mol und besitzt eine für Uran typisch hohe Dichte von 19,16 g/cm3. Der Schmelzpunkt liegt bei circa 1130 °C und der Siedepunkt wird bei ungefähr 3930 °C erreicht.⁷

Das in der Natur vorkommende Uran ist ein Gemisch aus drei verschiedenen Uran-Isotopen. Die chemischen Eigenschaften der Isotope sind gleich, doch unterscheiden sich diese in ihrer radioaktiven Wirkung, da die Radioaktivität von der Halbwertszeit abhängig ist. Natürliches Uran besteht zu 99,27 % aus Uran-238 mit einer Halbwertszeit von 4,47 Mrd. Jahren. Der Anteil des Uran- 235 liegt bei 0,72 % mit einer Halbwertszeit von 704 Mio. Jahren. Uran-234, ein Zwischenprodukt in der Zerfallsreihe von U-238, kommt zu 0,006 % mit einer Halbwertszeit von 246.000 Jahre vor. Demzufolge hat das U-238 die längste Halbwertszeit, allerdings auch die geringste Radioaktivität.⁸ Die Isotope von Uran sind allesamt in ihrem Ursprung Alpha-Strahler und erst für den menschlichen Organismus gefährlich, wenn große Mengen von Uranteilchen durch Nahrung aufgenommen oder mit der Luft inhaliert werden.⁹

2.4 Industrielle Nutzung

Damit Uran als Kernbrennstoff in Kraftwerken zur Energiegewinnung eingesetzt werden kann, muss dieses mittels aufwendiger Verfahrenstechniken aufbereitet werden. Hierzu werden die in Bergwerken abgebauten Uranerze zerkleinert und durch Flotation angereichert. Durch Ionenaustauschverfahren oder durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln werden Uranverbindungen isoliert. Durch die Behandlung mit Laugen oder Säuren entsteht hierbei ein gelbes pulverförmiges Gemisch von Uranverbindungen, dem Yellow Cake. Über weitere Extraktionsprozesse mit Salpetersäure und weiteren Reduktionsprozessen mit Wasserstoff und Magnesium lässt sich schließlich reines Uran gewinnen.¹⁰ Nach Abschluss der Konversion wird das Uranisotop U-235 für die kommerzielle Nutzung in Leichtwasserreaktoren von 0.72 % auf 3-4 % angereichert. Hierzu wird das reine Uran zunächst chemisch in gasförmiges Uranhexafluorid (UF6) umgewandelt. In Gaszentrifugen wird dann das UF6 schrittweise in die leichteren und schwereren Isotopenbestandteile getrennt. Das Gaszentrifugen-Verfahren basiert auf der Grundlage, dass die Isotopen unterschiedliche Massen besitzen und dadurch mittels der auftretenden Zentrifugalkräfte die Isotopen aufgrund ihrer Massendifferenz voneinander getrennt werden. Abschließend wird das angereicherte Uran erneut chemisch zu Uranoxid (UO2) umgewandelt, um dieses dann als Brennelemente für Kernkraftwerke zu verarbeiten. Beim Bau von Atombomben wird Uran-235 in ähnliche Weise auf bis zu 90 % angereichert.¹¹

3. Abgereichertes Uran

3.1 Eigenschaften von „depleted uranium“

Bei der industriellen Anreicherung entsteht als Nebenprodukt abgereichertes Uran. Das abgereicherten Uran (engl. depleted uranium - DU) ist in der Zusammensetzung gegenüber dem Natururan insofern verändert, dass der Anteil von Uran-235 lediglich 0,2-0,3 % beträgt. Auch hat sich die Radioaktivität um 40 % verringert.¹² In Folge des Anreicherungsverfahren kann abgereichertes Uran geringe Spuren von U-236 (< 0,003 %) und weiteren Actinoid-Isotopen wie Plutonium enthalten.¹³ Eine detaillierte Übersicht über die Isotopenzusammensetzung von Natururan und abgereichertem Uran kann aus Tabelle 1 entnommen werden. Im Zusammenhang mit dem hohen spezifischen Gewicht (19 g/m3) von DU, findet abgereichertes Uran u. a. Anwendung in der zivilen Nutzung als Ausgleichgewicht in Steuerklappen von Flugzeugen, in der Medizin zur Abschirmung vor gefährlicher Strahlung, zum Transport von radioaktivem Material und als chemischer Katalysator. Das Militär verwendet abgereichertes Uran insbesondere wegen der hohen Dichteeigenschaft zur Härtung von Panzerungen und als panzerbrechende Munition.¹⁴ In Verbindung mit Metall hat abgereichertes Uran die Eigenschaft eine 65 % höhere Dichte als Blei zu haben.¹⁵ Zudem hat metallisches Uran eine pyrophore Wirkung, sodass es sich in einer Atmosphäre von Stickstoff (N) und Kohlenstoffdioxid (CO2) bei Raumtemperatur selbst entzündet.¹⁶ Nach Angaben des Department of Energy (DOE) lag der Bestand von abgereichertem Uran in den USA im Jahr 1998 bei 734.000 t. Nach Schätzungen liegt der weltweite Bestand von DU nach heutigem Stand bei über einer Million Tonne und wird täglich mehr.¹⁷

[...]

¹ vgl. Seilnacht, T. (o. J.): Uran.

² vgl. Weiß, D. (2004): Uraninit. LAPIS 5: 8-9.

³ vgl. Bleise, A./Danesi, P. R. & W. Burkart (2003): Properties, use and health effects of depleted uranium. In: Journal of Environmental Radioactivity 64 (2): 94.

⁴ vgl. World Nuclear Association (2009): World uranium mining.

⁵ vgl. Lübbert, D./Lange F. (2006): Uran als Kernbrennstoff - Vorräte und Reichweite. Deutscher Bundestag: 5-6.

⁶ vgl. Bleise, A./Danesi, P. R. & W. Burkart (2003): 94.

⁷ vgl. Universität Oldenburg (2009)

⁸ vgl. Bleise, A./Danesi, P. R. & W. Burkart (2003): 94-95.

⁹ vgl. Domingo, J. L. (2001): Reproduction and developmental toxicity of natural and depleted uranium: a review. In: Reproductive Toxicity 15 (6): 603-604.

¹⁰ vgl. Seilnacht, Thomas (o. J.)

¹¹ vgl. Universität Oldenburg (2009)

¹² vgl. Bleise, A./Danesi, P. R. & W. Burkart (2003): 95-96.

¹³ vgl. Priest, N. (2001): Toxicity of depleted uranium. In: The Lancet 357 (9252): 244-246.

¹⁴ vgl. Betti, M. (2003): Civil use of depleted uranium. In: Journal of Environmental Radioactivity 64 (2): 114.

¹⁵ vgl. Bleise, A./Danesi, P. R. & W. Burkart (2003): 96.

¹⁶ vgl. Bertell, R. (1999): Depleted uranium as a weapon of war.

¹⁷ vgl. Schmid, E. /Wirz, C. (2000): Bundesamt für Bevölkerungsschutz - Depleted Uranium. S. 3.