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Strahlende Zukunft

Tschernobyl und Fukushima
vom 25.02.2016

Strahlende Zukunft

Nach dem Tsunami kam es im Atomkraftwerk Fukushima zu unkontrollierten Kernschmelzen in drei Reaktoren. Noch heute verstrahlen geschmolzene Brennstäbe täglich 300 Tonnen Grundwasser. Am Standort Tschernobyl hofft man auf 100 Jahre Sicherheit.

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Fukushima: Es ist der 11. März 2011, 14:46 Uhr Ortszeit. Vor der Ostküste Japans schiebt sich die pazifische Platte unter die eurasische Platte. Als sich die dabei über Jahre aufgebauten Spannungen lösen, verschieben sich schlagartig auf einer Fläche von 400 Kilometer Länge und 200 Kilometer Breite die Platten in einer Tiefe von rund 25 Kilometer um bis zu 25 Meter gegeneinander. Das dadurch ausgelöste Erdbeben hält fast drei Minuten an und wird als bislang größtes jemals in Japan und als viertstärkstes weltweit gemessenes Erdbeben registriert.

Das Beben hebt 125 km3 Wasser – etwa ein Viertel des gesamten Bodensees – an und löst so einen gewaltigen Tsunami aus. Der erreicht etwa eine Stunde später die Küste Japans. Das Wasser zerstört Häuser, Straßen, Bahnverbindungen, Strom- und Telefonleitungen. Fast 20.000 Menschen werden getötet, viele sind bis heute vermisst. Doch das ist erst der Anfang der Katastrophe.

Tschernobyl: Es ist der 26. April 1986, 1:23 Uhr Ortszeit. Während eines Tests des Blocks 4 des Atomkraftwerks Tschernobyl, der einen vollständigen Stromausfall simulieren soll, kommt es zu einem unkontrollierten Leistungsanstieg. Daraufhin löst das Betriebspersonal die Sicherheitsabschaltung des Reaktors aus. Doch diese ist fehlerhaft konstruiert. Statt den Reaktor unmittelbar und schnell abzuschalten, wird die Leistung kurzfristig sogar erhöht. Die freigesetzte Energie übersteigt in Sekunden die normale Leistung des Reaktors um mehr als das Hundertfache. Es kommt zu einer gewaltigen nuklearen Explosion, die das Reaktorgebäude praktisch vollständig zerstört.

Fukushima: Es sind mehrere Kernkraftwerke von Erdbeben und Tsunami betroffen, am schwersten Fukushima Daiichi. Dort stehen sechs Siedewasserreaktoren amerikanischer Bauart, wie es sie auch in den USA und vielen anderen westlichen Ländern gibt. Von diesen Blöcken sind zum Zeitpunkt des Erdbebens drei in Betrieb, die anderen drei sind zu routinemäßigen Wartungsarbeiten abgeschaltet. Der Standort befindet sich etwa 150 Kilometer vom Erdbebenzentrum entfernt. Dennoch sind die Erschütterungen des Erdbebens am Standort stärker, als man dies beim Bau der Anlage für möglich gehalten hatte. Die Theoretiker haben die Rechnung ohne die Praxis gemacht: Die auftretenden Bodenbeschleunigungen übersteigen die Auslegung der Anlage um bis zu 25 Prozent.

Das Erdbeben führt dazu, dass die drei laufenden Reaktoren automatisch abgeschaltet werden. Doch anders als bei konventionellen Kraftwerken ist durch die Abschaltung eines AKW die Gefahr noch nicht gebannt. In den Reaktoren entstehen auch nach der Abschaltung große Mengen Wärme und der Brennstoff muss dauerhaft weiter gekühlt werden. Gelingt dies nicht, kommt es zur Kernschmelze.

Die Wärmeabfuhr erfolgt in den Reaktoren in Fukushima Daiichi in zwei Schritten. Große Pumpen fördern Wasser aus einer Vorratskammer in den Reaktor. Dort verdampft es. Die Sicherheitsventile lassen den Dampf aus dem Reaktor ab und leiten ihn in die Vorratskammer. Dort kondensiert der Kühlwasservorrat den einströmenden Dampf. Damit heizt sich langfristig das Kühlwasser in der Vorratskammer auf. Also muss die Wärme von dort an die Umgebung abgeführt werden. Dazu fördern im zweiten Schritt elektrisch angetriebene Pumpen Meerwasser durch Wärmetauscher, in denen das heiße Wasser aus der Vorratskammer die Wärme an das Meerwasser abgibt.

Um diese Kühlung auf Dauer aufrechtzuerhalten, müssen die Sicherheitssysteme zwei wichtige Funktionen erfüllen: Meerwasser zur Kühlung zur Verfügung stellen sowie Strom liefern, um die erforderlichen Pumpen zu betreiben.

Laufen die Kraftwerke, produzieren sie genug Strom, um alle erforderlichen Pumpen selbst zu versorgen. Doch das Erdbeben löst die Abschaltung der Kraftwerke aus. In einer solchen Situation versorgt normalerweise das externe Stromnetz die Anlage. Doch das Erdbeben zerstört auch eine Umspanneinrichtung in der Nähe des Standorts. Dadurch wird die Anlage vollständig vom externen Netz getrennt.

Auch eine solche Situation ist eingeplant. Jeder Kraftwerksblock verfügt über zwei Notstromgeneratoren. So stabilisiert sich nach dem Erdbeben die Anlage zunächst. Die Reaktoren sind abgeschaltet und werden ausreichend gekühlt. Doch etwa eine Dreiviertelstunde später, beginnend um 15:27 Uhr, trifft in mehreren Wellen der Tsunami am Standort ein.

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