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Ausgabe 20/2011

Atomkraft: Soufflé mit Kruste

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Im Kernkraftwerk Fukushima hat sich geschmolzener Kernbrennstoff durch den Stahlboden des Reaktors gefressen. Es droht eine verheerende Explosion.

Fukushima: Arbeiten am Unglücks-AKW Fotos
REUTERS

Mit japanischer Präzision ermitteln Kraftwerkstechniker täglich die Wasserstände in den Unglücksreaktoren von Fukushima. Vorigen Dienstag etwa meldete die Atomüberwachungsbehörde Nisa, der Pegel im Reaktordruckbehälter von Block 1 sei um exakt 50 Millimeter gestiegen.

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Welchen Wert diese scheinbare Genauigkeit wirklich hat, wurde nur zwei Tage später offenbar. Kleinlaut musste Kraftwerksbetreiber Tepco zugeben, dass alle bisherigen Angaben falsch waren.

In Wahrheit liegt der Wasserstand drei Meter tiefer als gedacht - dies bedeutet, dass die Brennstäbe trocken lagen und nicht gekühlt wurden.

Das ist eine der schlechtesten Nachrichten seit Beginn des japanischen Super-GAUs. Denn daraus ergibt sich: Große Teile der Brennstäbe in Block 1 sind zu einem Uranklumpen verschmolzen, der sich nun auf dem Boden des Reaktordruckbehälters befindet. Die Masse habe wahrscheinlich bereits zentimetergroße Löcher in Schweißnähte am Stahlboden gefressen, räumte ein Tepco-Sprecher ein.

Mögliches Schreckensszenario: Wenn sich der Brennstoffklumpen weiter nach unten brennt und dort schließlich auf größere Mengen Wasser trifft, könnte es zu einer verheerenden Dampfexplosion kommen.

Mehr als zwei Monate nach Beginn der Katastrophe, so zeigt sich, haben die Ingenieure von Tepco die Lage noch immer nicht im Griff. Nach wie vor existiert kein Kühlsystem. "Statisch, aber nicht stabil" nennt Bill Borchardt von der US-Atomregulierungsbehörde NRC den Zustand der Unglücksreaktoren. Eine "katastrophale Entwicklung ist weiterhin jederzeit möglich", warnt der britische Greenpeace-Atomexperte Shaun Burnie. Vor allem zeigt der Vorfall: Tepco hat nur eine ungefähre Ahnung, was im Innern der Reaktoren tatsächlich abläuft. Auf diese wackligen Informationen baut der Konzern aber sein Krisenmanagement.

Insgesamt befanden sich in Reaktor 1 über 60 Tonnen Brennstoff. Das geschmolzene Uran bildet wie bei einem Soufflé oben eine Kruste. Deshalb lässt sich die Masse darunter noch schlechter kühlen. Tepco verweist allerdings darauf, dass die Außentemperatur am Reaktordruckbehälter lediglich etwas über hundert Grad beträgt - ein Indiz dafür, dass die Brennstoffmasse nicht extrem heiß ist und eine Explosion deshalb nach Ansicht einiger Experten eher unwahrscheinlich.

Dampfexplosion befürchtet

Der Londoner Gutachter John H. Large geht dagegen davon aus, dass der Prozess voranschreiten wird. Wenn es schließlich zur befürchteten Dampfexplosion käme, wären die Folgen dramatisch: "Der Reaktordruckbehälter ist etwa so groß wie ein großer Bus, da käme dann eine gewaltige radioaktive Masse heraus."

Large befürchtet, dass es in den Reaktorblöcken 2 und 3 ähnlich aussieht - oder gar schlimmer: In Reaktor 3 befindet sich weit mehr Brennstoff, auch solcher mit den sogenannten Mischoxid-Brennstäben, die das gefährliche Plutonium enthalten. Dort ist zudem die Temperatur höher.

Tepco weiß nur deshalb mehr über die Lage in Block 1, weil die Firma Ende April verkündet hatte, diesen komplett zu fluten - ein weiterer Hinweis, wie unzureichend die improvisierte Kühlung nach wie vor ist. Zur Vorbereitung schickte Tepco Arbeiter ins Gebäude. Sie stellten fest, dass die Annahmen über den Wasserstand allesamt falsch waren.

Mehr als eine halbe Million Mal so viel Cäsium 134 wie zulässig

Und es sind nicht nur die Kühlprobleme, die den Ingenieuren Kopfzerbrechen bereiten. Am vorigen Mittwoch entdeckten Arbeiter, dass hochradioaktives Wasser über Kabelrohre ins Meer floss. Wie Messungen ergaben, enthielt es mehr als eine halbe Million Mal so viel Cäsium 134 wie zulässig. Vermutlich stammt das Wasser aus dem Turbinengebäude von Reaktor 3. Dort im Keller wurden 750 Millisievert pro Stunde gemessen - Menschen wären in einigen Stunden tödlich verstrahlt.

Wie Experten vermuten, gibt es noch weitere bisher unentdeckte Lecks. Doch die Strahlung ist an vielen Stellen der Atomanlage so hoch, dass Arbeiter nicht an sie herankommen können.

Roboter sammeln inzwischen den verstrahlten Schrott ein, mehr als 120 Container sind schon zusammengekommen. Im Klärschlamm von 15 Anlagen in der Präfektur Fukushima fanden Kontrolleure derweil hohe Cäsium-Konzentrationen.

In ungefähr zwei Wochen wird in Fukushima die Taifun-Saison beginnen, es dürfte sehr viel regnen. Der Regen könnte erneut große Mengen Radioaktivität ins Meer spülen.

So wird das Desaster immer mehr zu einer unendlichen Geschichte. Das Tepco-Management hatte unlängst geschätzt, dass die Reaktoren noch weitere sechs bis neun Monate intensiv gekühlt werden müssten. Doch diesen Zeitplan werden die Japaner wohl nicht einhalten können.

Und dann, nach Abschluss der Kühlung, gehen die eigentlichen Aufräumarbeiten erst los. Laut Reaktorhersteller Hitachi wird es 30 Jahre dauern, die Unglücksreaktoren vollständig abzubauen.

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insgesamt 215 Beiträge
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1. nicht verstanden
psycho_moni 16.05.2011
Was bitte ist eine radioaktive Explosion?
2. Atom ist unbeherrschbar
Phi-Kappa 16.05.2011
Wahrscheinlichkeitsrechnung hin, Katastrophen-Szenarien her - Einzelfälle lassen sich nicht vorhersagen. Bei jeder sonstigen Technik ist ein Versagen örtlich und zeitlich begrenzt, beim Atom nicht! Daher: Weg damit, sofort!
3. ...
mk333 16.05.2011
"Dort im Keller wurden 750 Millisievert gemessen - Menschen wären in einigen Stunden tödlich verstrahlt." Wann schaffen die Autoren es endlich mal, wissenschaftlich korrekt zu arbeiten??? 750 Millisievert über welchen Zeitraum?? Äpfel sind keine Birnen...
4. Bitte wenn dann richtig
felisconcolor 16.05.2011
---Zitat--- Bei Kontakt mit Wasser gäbe es eine verheerende radioaktive Explosion. ---Zitatende--- mir ist kein radioaktiver Stoff bekannt der bei Kontakt mit Wasser explodiert. Auch kenne ich keine Explosion die radioaktiv ist. (Ausser einer Kernspaltungs- oder -fusionsbombe) Was aber definitiv hierbei nicht der Fall ist. Wenn, dann ist die Kernbrennstoffschmelze so heiss das sie bei Kontakt mit Wasser, dieses in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt (wie auch bei Bränden von Aluminium oder Magnesium (in Kontakt mit Wasser)). Das ergibt Knallgas und dieses Knallgas explodiert. Knallgas ist aber nicht radioaktiv. Es besteht höchstens die Gefahr das hierbei radioaktive Partikel mitgerissen und verteilt werden. Eine weitere Möglichkeit ist das das Wasser nur schlagartig verdampft und dabei radioaktive Partikel mitreisst und verteilt. Wo war denn nur wieder der technische Redakteur wenn man einen braucht. tz tz tz
5. Bald
Seifert 16.05.2011
Zitat von sysopIm Kernkraftwerk Fukushima hat sich geschmolzener Kernbrennstoff durch den Stahlboden des Reaktors gefressen. Es droht eine verheerende Explosion. http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,762838,00.html
Na ja, die Atomkraft wird als Brückentechnologie noch längere Zeit genutzt werden (müssen??). Dumm nur,dass auch Brücken schon eingestürzt sind. Was in Japan möglich war,scheint in Deutschland/Europa nicht völlig ausgeschlossen.Deshalb:Ausstieg -je eher,desto besser!
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AKW Fukushima: Mit Robotern in die Ruine
Von Sievert bis Becquerel: Kleines Lexikon der Strahlenmessung
Alpha-, Beta- und Gammastrahlen
Manche Atomkerne von chemischen Elementen sind instabil und zerfallen deshalb. Sie werden als radioaktiv bezeichnet. Die Zerfallsprozesse können unterschiedlicher Natur sein. Die Strahlung, die zerfallende Elemente aussenden, wird in drei Arten unterschieden: Während Alpha- und Betastrahlung aus Partikeln bestehen, handelt es sich bei Gammastrahlung um elektromagnetische Wellen, ähnlich der Röntgenstrahlung. Allerdings ist ihre Wellenlänge viel kleiner und die Strahlen sind somit extrem energiereich. Alphastrahlung besteht aus positiv geladenen Helium-Kernen, die aus zwei Protonen und zwei Neutronen aufgebaut sind. Betastrahlen bestehen aus Elektronen. Sie entstehen, wenn sich ein Neutron in ein Proton und ein Elektron umwandelt, das vom Atomkern abgestrahlt wird.
Becquerel: Einheit der Aktivität
Eine Substanz ist dann radioaktiv, wenn sie zerfällt und dabei Strahlung aussendet. Um anzugeben, wie stark eine radioaktive Substanz strahlt, benutzt man den Begriff der Aktivität (A). Sie wird in Becquerel (Bq) gemessen und gibt die Strahlung an, die eine Substanz innerhalb einer bestimmten Zeit durch Zerfall erzeugt. Per Definition entspricht ein Becquerel einem Zerfall pro Sekunde. Je schneller eine Probe zerfällt, desto intensiver strahlt sie also.
Gray: Einheit der Energiedosis
Weiß man, wie stark eine radioaktive Substanz strahlt, sagt das noch nichts darüber aus, wie sich die Strahlung auf den Körper auswirkt. Dafür ist es wichtig zu bestimmen, wie viel Energie von einer bestimmten Masseneinheit des Körpers absorbiert wird. Angegeben wird die absorbierte Energiedosis (D) in der Einheit Gray (Gy), wobei ein Gray der Energiemenge von einem Joule pro Kilogramm entspricht.
Sievert: Einheit der Äquivalentdosis
Um die biologische Wirksamkeit der radioaktiven Strahlung auf den Körper anzugeben, benutzt man anstelle der Energiedosis den Begriff der Äquivalentdosis (H). Sie berücksichtigt die Tatsache, dass verschiedene Arten von Strahlen ganz unterschiedliche Wirkungen auf den Körper haben. So ionisiert Alphastrahlung bei weitem mehr Moleküle als etwa Betastrahlen - und richtet deshalb eine größere Zerstörung im Körper an. Daher wird jede Strahlungsart mit Hilfe einer physikalischen Größe gewichtet, dem sogenannten Strahlenwichtungsfaktor. Gemessen wird die Äquivalentdosis in Sievert (Sv). Sie ergibt sich aus der Multiplikation der Energiedosis mit dem Strahlenwichtungsfaktor. 1 Sievert (Sv) sind 1000 Millisievert (mSv). 1 Millisievert sind 1000 Mikrosievert (µSv).
Sievert pro Zeit: Einheit der Strahlenbelastung
Um die Auswirkungen von radioaktiver Strahlung auf den Körper genauer einschätzen zu können, ist es wichtig zu wissen, wie lange eine bestimmte Dosis auf den Körper einwirkt. Daher wird die Strahlenbelastung meist in Sievert pro Zeiteinheit gemessen. Also etwa Millisievert pro Jahr oder Mikrosievert pro Stunde. Die durchschnittliche natürliche Strahlenbelastung liegt in Deutschland bei 2,1 Millisievert pro Jahr, also 0,24 Mikrosievert pro Stunde. Im Schnitt kommen zwei Millisievert pro Jahr durch künstliche Quellen von Radioaktivität hinzu. Den Löwenanteil dazu steuert die Medizin bei.
Von Becquerel zu Sievert: Der Dosiskonversionsfaktor
Die Strahlenbelastung von Böden oder in Lebensmitteln etwa wird in Becquerel pro Quadratmeter oder Becquerel pro Kilogramm angegeben. Doch was bedeutet dieser Wert für die Auswirkungen auf den Körper? Um eine Beziehung zwischen Aktivität und Äquivalentdosis herstellen zu können, gibt es den sogenannten Dosiskonversionsfaktor. Er hängt unter anderem von der Art der Strahlung und der radioaktiven Substanz ab, sowie von der Art, wie die Strahlung in den Körper gelangt (Inhalieren, Aufnahme durch die Nahrung). So entspricht die Aufnahme von 80.000 Becquerel Cäsium 137 mit der Nahrung einer Strahlenbelastung von etwa einem Millisievert. Der Verzehr von 200 Gramm Pilzen mit 4000 Becquerel Cäsium 137 pro Kilogramm hat beispielsweise eine Belastung von 0,01 Millisievert zur Folge. Das lässt sich mit der Belastung durch Höhenstrahlung bei einem Flug von Frankfurt nach Gran Canaria vergleichen.
EU-Grenzwerte für Nahrungsmittel
Nach der Tschernobyl-Katastrophe hatte die EU Grenzwerte für den Import von Lebensmitteln aus jenen Ländern geregelt, die durch das Atom-Unglück kontaminiert wurden. Zusätzlich hat die EU am 26. März 2011 weitere Grenzwerte für Importe aus Japan festgelegt - die Grenzen wurden jedoch als zu lasch kritisiert. Am 8. April reagierte die EU - und passte die Grenzen an japanische Normen an. Für Cäsium 134 und Cäsium 137 gilt künftig bei Lebensmitteln ein Grenzwert von 500 Becquerel pro Kilogramm. Bei Säuglings- und Kindernahrung senkte Brüssel den Grenzwert für Cäsium von 400 auf 200, für Jod von 150 auf 100 Becquerel.


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