Bioökonomie-Adventskalender-Türchen

1. Dezember 2020

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© Daria Chrobok, DC SciArt

Mit Algen Radioaktivität bekämpfen

Organismus: Algen

Anwendungsgebiet: Recycling, Umweltschutz

Zeithorizont: nahe Zukunft

Auch wenn sich in Deutschland ihr Zeitalter dem Ende neigt, ist und bleibt Kernenergie auch in Zukunft noch eine entscheidende Technologie für die Produktion von Elektrizität weltweit. Bei der Energiegewinnung aus Uran oder Plutonium mittels kontrollierter Spaltungen, fallen Nebenprodukte an, die als radioaktiver Abfall entsorgt werden müssen. Genauso bleibt die Möglichkeit einer Freisetzung von Radioaktivität in die Umwelt, wie prominent aus Tschernobyl oder Fukushima bekannt. Damit bleibt die Frage bestehen, wie wir radioaktive Abfälle entgiften und verstrahlte Bereiche reinigen können?

Dazu müssen wir zunächst verstehen, was wir eigentlich genau entfernen möchten. Radioaktivität ist abhängig von instabilen Isotopen, die als Spaltungsprodukte entstehen. Typische Stoffe sind hierbei radioaktive Isotope von Cäsium(134Cs, 136Cs), Iod (131I) und Strontium (90Sr). Diese Isotope besitzen Halbwertszeiten zwischen 8 Tagen und ca. 30 Jahren. Das heißt, ihr Zerfall ist entscheidend für kurzzeitige bis mittelfristige Auswirkungen.

Nun ist also fraglich wie wir genau diese Substanzen selektiv aus der Umwelt entfernen können. Ein typischer und moderner Ansatz ist die sogenannte Phytoremediation, mit den bereits in Türchen 4 erwähnten Hyperakkumulatoren, also Pflanzen, die bestimmte Stoffe in großer Menge aufnehmen und speichern. Für Strontium-90 ist dieser Vorgang jedoch nicht so einfach, da die Aufnahme in die Pflanzen in der Regel nicht unterscheidet zwischen Calcium, Barium und den fraglichen Strontium-Ionen. Abhilfe könnte eine einzellige Alge aus der Gruppe der Zieralgen liefern. Diese Algen, die sich durch symmetrische geometrische Zellstrukturen auszeichnen, produzieren kleine Kristalle, die auch Strontium enthalten können, wenn dieses in der Umgebung der Algen vorkommt.. So lässt sich das radioaktive Strontium-90 in den Algen speichern und mit dem Ernten der Zellen aus der kontaminierten Flüssigkeit entfernen. Inwieweit die untersuchte Algenart (Closterium moniliferium) effektiv im großen Maßstab einsetzbar sein wird, muss noch untersucht werden. Dann wäre dies ein biologischer Weg, um verstrahlte Gegenden zu reinigen.


Quellen:
Removal of Strontium From Nuclear Waste, ChemViews Magazine, Krjeci et al. (2011) “Selective Sequestriation of Strontium in Desmid Green Algae by Biogenic Co-precipitation with Barite” https://doi.org/10.1002/cssc.201000448