Bericht zur Waffentauglichkeit von Reaktorplutonium - IANUS ...

strahlung 2 mSv/h] auf.
Für Reaktorplutonium (1,5 % 238 Pu; 58,6 % 239 Pu; 23,8 % 240 Pu; 11,0 % 241 Pu; 4,8 %
242 Pu ) wären es 137 mSv/h (13700 mrem/h) unter Vernachlässigung der γ-Strahlung
(Röntgenstrahlung 108 mSv/h; γ-Strahlung 3 mSv/h; Neutronenstrahlung 10 mSv/h),
also das 7,6-fache der Dosisleistung des Waffenplutoniums. Mit zunehmendem Abstand
von der Oberfläche schrumpft dieser Unterschied, da die Röntgenstrahlung kurzer Reichweite
überproportional zur Erhöhung des Strahlenpegels von Reaktorplutonium relativ
zu Waffenplutonium beiträgt. Für 10-kg-Kugeln ist eine Dosisleistung deutlich unterhalb
des 10-fachen der oben angegebenen Werte zu erwarten, da die Selbstabsorption des
Plutonium-Metalls nicht unberücksichtigt bleiben kann.
Ein akutes Strahlensyndrom wird im allgemeinen erst ab 1 Sv (100 rem ) Ganzkörperbestrahlung
erwartet. Bei niedrigerer Strahlenbelastung ist nicht mit hervorstechenden
klinischen Symptomen zu rechnen und Organschädigungen wären nur im Labor mittels besonderer
Untersuchungsmethoden nachweisbar. Bis zu einer Ganzkörperbestrahlung von
2 Sv (200 rem) gilt eine Erholung noch als wahrscheinlich [MOEH72]. Somit werden
selbst ohne Abschirmmaßnahmen bei vorsichtigem Umgang mit Reaktorplutonium akute
Strahlensyndrome nicht auftreten. Ein darauf folgender Spätschaden muß insbesondere
bei Terroristen nicht als Hinderungsgrund am Umgang mit Reaktorplutonium angesehen
werden.
2.4.2 Wärmeentwicklung durch Radioaktivität
Die einzelnen Plutoniumisotope zeigen eine unterschiedliche Wärmeleistung [ALKE82]:
Isotop Pu-238 Pu-239 Pu-240 Pu-241 Pu-242
Wärmeleistung W/kg 560 1,9 6,85 4,23 0,115
Daraus ergeben sich bei in Waffen eingesetztem Plutonium (6% 240 Pu) etwa 2,2 W/kg
gegenüber etwas mehr als 10 W/kg bei Reaktorplutonium. Die Wärmeleistung von Reaktorplutonium
ist also etwa 5mal größer als diejenige von Waffenplutonium. Die Abhängigkeit
der Wärmeproduktion vom Abbrand zeigt Abb. 5. Bei Abbränden über 14 GWd/t
wird die Wärmeleistung hauptsächlich durch 238 Pu bestimmt. Bei einer Pu Menge von
6.1 kg entspricht die Wärmeleistung für 33 bzw. 55 GWd/t ca. 60 Watt bzw. 120 W,
d.h. üblicher Glühbirnen. Eine Kugel von 6 kg Reaktorplutonium ohne Sprengstoffmantel
erreicht, bei Naturkonvektion an Luft eine Übertemperatur von ca. 100 o C [NELS77].
2.4.3 Selbstentzündung bei der Plutoniumverarbeitung
EinProblemekanneinemögliche Selbstentzündung bei der Verarbeitung von Plutonium
durch die damit verbundene Kontamination der Umgebung bereiten. Nach Waltz et al.
[WALT80] entzünden sich Plutonium-Feilspäne ab 175 o C,Drehspäne ab 265 o C und große
Metallstücke ab 300 - 350 o C, selbst wenn dem Plutonium 1 Atom-% Gallium zugesetzt
36