Atmosphärischer Transport

Für den zweifelsfreien Nachweis eines möglichen Verstoßes gegen den Kernwaffenteststoppvertrag spielen Messungen der radioaktiven Spaltprodukte einer Nuklearexplosion eine wichtige Rolle. Dafür sind im International Monitoring System weltweit 80 Radionuklidstationen geplant, von denen etwa 60 bereits in Betrieb sind.

Simulation der Ausbreitung möglicher Freisetzungen vom nordkoreanischen Testgelände Quelle: BGR

Numerische Modelle helfen bei der Beschreibung des Transports durch die Atmosphäre und schließen die Informationslücke bezüglich des Weges vom Ort der Emission zu dem der Messung. So wird am Internationalen Datenzentrum in Wien für jede Luftprobe routinemäßig rückwärts in der Zeit das wahrscheinliche Herkunftsgebiet simuliert und mit den Orten der seismologisch, über Infraschall oder hydroakustisch detektierten Ereignisse abgeglichen.

Sind Ort und Zeitpunkt eines verdächtigen Ereignisses aus anderen Informationsquellen bekannt, kann die Stoffausbreitung davon ausgehend zusätzlich auch vorwärts berechnet werden. Die so generierten zu erwartenden Konzentrationen an den Radionuklidstationen können dann mit den gemessenen Konzentrationsmustern verglichen werden.

In der Regel wird ein Verdachtsfall bereits in den Wellendaten entdeckt und mit diesen lokalisiert – die Radionuklide liefern dann in den Folgetagen nachträglich das entscheidende Indiz für den nuklearen Charakter des Ereignisses. Die atmosphärischen Transportmodelle zeigen dabei, ob die Detektionen meteorologisch konsistent mit Explosionsort und –zeit sind.

Unter bestimmten Umständen könnte aber auch ein Ereignis in den Wellenformdaten „übersehen“ werden, das dann in den Folgetagen durch Radionuklidmessungen zu entdecken ist.

Über die Bestimmung der möglichen Quellregion mittels atmosphärischer Transportmodellierung können dann die Daten noch einmal einer genaueren Überprüfung unterzogen und zusätzliche regionale Messungen der Seismizität berücksichtigt werden.

Besondere Ereignisse:

Ausbreitungssimulationen von Radionukliden emittiert durch den Reaktorunfall in Fukushima, Japan