Radioaktiver Niederschlag: Was Fallout ist und wie lange er bleibt

Am 1. März 1954 sah die Besatzung eines japanischen Thunfischkutters, der Daigo Fukuryū Maru, im Westen ein Licht aufsteigen und hörte einige Minuten später ein Grollen. Etwa zwei Stunden danach begann feine weiße Asche auf das Deck zu rieseln. Niemand an Bord wusste, dass sie von Castle Bravo stammte, einem amerikanischen 15-Megatonnen-Test auf dem Bikini-Atoll, rund 140 Kilometer entfernt. Binnen Tagen hatten die 23 Fischer Verbrennungen und Übelkeit, und der Funker des Bootes starb im September desselben Jahres. Auf dem bewohnten Rongelap-Atoll fiel dieselbe Asche ins Trinkwasser und in die Haare der Kinder; seine Bewohner wurden erst zwei Tage später evakuiert.

Diese Asche ist radioaktiver Niederschlag: gewöhnlicher Staub und Trümmer, von der Explosion radioaktiv gemacht und vom Wind wieder zu Boden getragen.

Karte des Falloutmusters von Castle Bravo über den Marshallinseln
Das Falloutmuster von Castle Bravo, gezeichnet nach Messungen von 1954. Die Fahne erstreckte sich mehr als 500 km windabwärts. Bild: US Department of Energy

Woher der Fallout kommt

Eine Kernexplosion hinterlässt Spaltprodukte, Hunderte verschiedener radioaktiver Atome, dazu Reste unverbrauchten Brennstoffs. Für sich allein würden sie mit der heißen Wolke aufsteigen und sich in winzigen Mengen um den Planeten verteilen. Die Gefahr entsteht, wenn der Feuerball den Boden berührt. Dann saugt er Tausende Tonnen Erde, Gestein und Baumaterial auf, schmilzt einen Teil davon, und die radioaktiven Atome haften an den Partikeln. Sandkorngroße Körner fallen nahe der Explosion innerhalb von ein bis zwei Stunden aus. Feinerer Staub wird zehn oder hundert Kilometer weit windabwärts getragen, bevor er sich absetzt.

Eine Luftdetonation, deren Feuerball den Boden nie erreicht, hinterlässt sehr wenig lokalen Fallout. Deshalb töteten Hiroshima und Nagasaki, beides Luftdetonationen, ganz überwiegend durch Druckwelle und Hitze, und deshalb würde eine Bodendetonation über derselben Stadt eine lange kontaminierte Spur hinterlassen. Im Simulator können Sie auf Bodendetonation umschalten und die Falloutfahne einblenden, um den Unterschied zu sehen.

Simulierte Falloutfahne einer Bodendetonation
Eine simulierte Bodendetonation von 300 Kilotonnen bei 24 km/h Wind. Die Konturen zeigen die Dosisleistung eine Stunde nach der Explosion. Karte: NukeSimulator, © OpenStreetMap contributors

Die 7:10-Regel

Fallout ist anfangs heftig und schwächt sich schnell ab, weil die radioaktivsten Spaltprodukte zugleich die kurzlebigsten sind. Zivilschutzplaner verwenden eine Faustregel: Mit jeder Versiebenfachung der Zeit seit der Explosion sinkt die Dosisleistung auf ein Zehntel.

  • 1 Stunde nach der Explosion: 100 % (der Bezugswert)
  • 7 Stunden: 10 %
  • 49 Stunden, etwa zwei Tage: 1 %
  • 2 Wochen: 0,1 %

Die praktische Lehre ist einfach und gut belegt. Die ersten Stunden zählen am meisten. Wer den ersten Tag unter guter Abschirmung verbringt, entgeht dem größten Teil der Dosis, die er im Freien in den folgenden Wochen abbekommen hätte.

Diagramm der mit der Zeit abnehmenden Dosisleistung des Fallouts
Dosisleistung frischen Fallouts über zwei Wochen nach der 7:10-Regel. Der größte Teil der Gefahr ist nach zwei Tagen vorbei.

Wie viel ein Schutzraum hilft

Die Strahlung des Fallouts auf Dächern und am Boden besteht überwiegend aus Gammastrahlen, die beim Durchgang durch Masse an Stärke verlieren: Erde, Beton, Ziegel, Abstand. Planer bewerten einen Schutzraum nach seinem Schutzfaktor, der Zahl, durch die er die Dosis teilt. Ein Auto bietet fast nichts. Der Keller eines Ziegelhauses teilt die Dosis etwa durch zehn. Der Kern eines großen Betongebäudes oder eine Tiefgarage kann sie durch einige hundert teilen.

Schutzfaktoren gewöhnlicher Orte gegen Fallout
Ungefähre Schutzfaktoren gegen Falloutstrahlung nach den Planungsrichtlinien der US-Bundesbehörden. Je höher, desto besser.

In jedem Gebäude ist der beste Platz so weit wie möglich vom Dach und von den Außenwänden entfernt, und unter der Erde, wenn es einen Keller gibt. Fallout lagert sich auf Oberflächen ab, deshalb liegen in der Mitte eines großen Gebäudes viele Wände und Decken zwischen Ihnen und ihm.

Zivilschutz-Strahlungsmessgerät von 1962
Ein Zivilschutz-Messgerät von 1962. Im Kalten Krieg wurden Millionen davon gebaut, um Fallout in Schutzräumen zu messen. Foto: Steve Jurvetson, CC BY 2.0

Was bleibt

Einige wenige Spaltprodukte überdauern die ersten Wochen und verursachen den größten Teil der Langzeitschäden. Iod-131 mit einer Halbwertszeit von acht Tagen sammelt sich in der Schilddrüse, meist über Milch. Strontium-90 und Caesium-137 mit Halbwertszeiten von etwa 29 und 30 Jahren verhalten sich im Körper und in Nahrungsketten wie Calcium und Kalium. Ende der 1950er-Jahre sammelte eine Untersuchung in St. Louis Hunderttausende Milchzähne von Kindern und fand darin Strontium-90 aus den atmosphärischen Tests. Diese Befunde trugen dazu bei, dass die Vereinigten Staaten, die Sowjetunion und Großbritannien 1963 den Vertrag unterzeichneten, der die Kernwaffentests unter die Erde verlegte, eine Geschichte, die die Geschichte der Kernwaffentests erzählt.

Was zu tun ist, wenn Fallout zu erwarten ist, steht unter Wie man einen Atomangriff überlebt.