Düsseldorf: Kernschmelze in Atomkraftwerk droht

Düsseldorf: Kernschmelze in Atomkraftwerk droht

Das Erdbeben hat Störfälle in zwei japanischen Atomkraftwerken ausgelöst. In Fukushima hat das Kühlsystem versagt, was im schlimmsten Fall zur Kernschmelze führen kann. Regierungschef Naoto Kan hat daraufhin den nuklearen Notfall ausgerufen – zum ersten Mal in der Geschichte des Landes. In einem anderen Kernkraftwerk brach ein Brand aus.

Durch das Beben ist im japanischen Atomkraftwerk Fukushima die Stromversorgung für das Kühlsystem ausgefallen. Selbst die Notstromgeneratoren haben versagt. Deshalb ließ sich nach Angaben der Behörden die Kühlung für einen der Reaktorbehälter nur mit Batteriebetrieb sicherstellen. Doch die Akkus werden unter Umständen nicht lang genug halten, und das Notsystem könnte ausfallen.

Dann droht eine Kernschmelze. Das bedeutet aber nicht, dass die Kernspaltung unkontrollierbar wird. Bei steigenden Temperaturen hört sie quasi von alleine auf: Die atomaren Bausteine, die Neutronen, die für die Kernspaltung verantwortlich sind, werden einfach zu schnell, um noch Atomkerne zu spalten.

Als bekanntestes Ereignis mit einer Kernschmelze gilt der Reaktorunfall im Block 4 des Kraftwerks von Tschernobyl am 26. April 1986. Nach einer Explosion im Reaktorkern wurde eine große Menge radioaktiver Stoffe freigesetzt. Die radioaktive Wolke verbreitete sich damals über weite Teile Europas.

Die Gefahr einer Kernschmelze liegt in der Hitze. Selbst wenn die Kernspaltung an sich aufhört, gibt es immer noch Restprodukte der Spaltung. Die wiederum können zerfallen. Dabei setzen sie Energie frei. Und das bedeutet nichts anderes, als dass die Temperatur im Reaktor steigt. Wenn dann noch die Kühlung versagt, kann die Hitze nicht mehr abgeführt werden. Das heißt, dass die Temperatur immer weiter steigt. Und zwar so weit, dass die Brennstäbe im Reaktor schmelzen können. Der heiße, radioaktive "Brennstoff" läuft dann am Boden des Reaktors zusammen. Im schlimmsten Fall schmilzt er den Reaktorbehälter und die Außenhülle. Er brennt sich quasi den Weg nach außen. Dann wird unkontrolliert Radioaktivität frei, die die Umwelt für Jahrzehnte oder Jahrhunderte verseuchen kann.

Mehrere Experten haben ein solches Szenario bereits theoretisch beschrieben. Ab 830 Grad im Reaktor versagt die Umhüllung der Brennstäbe aus Zirkalloy, einer Zirkonium-Legierung. In dieser Phase könnte man durch das Hineinpumpen von weiteren Kühlmitteln die Kernschmelze noch aufhalten.

Bei über 1200 Grad beginnt die nächste Phase: Dabei sorgt der Wasserdampf für eine enorme Korrosion der Zirkalloy-Umhüllung der Brennstäbe. Dabei wird Wasserstoff frei – und sehr viel Wärme.

Danach kann es schnell gehen. Bei etwa 1900 Grad schmilzt das Zirkalloy endgültig und mit ihm das Uranoxid in den Brennstäben. Dann kann der "Brennstoff" nach unten fließen.

Beim Atomkraftwerk Fukushima handelt es sich zudem um Siedewasserreaktoren: Die Brennstäbe befinden sich in einem Wasserbett, um so direkt den Dampf zu erzeugen, der einen Generator antreibt. Durch die Strahlung kann das Wasser aufgespalten werden, es bilden sich Wasserstoff und Sauerstoff – die sich zu hochexplosivem Knallgas vermischen.

Die überhitzenden Brennstäbe können aber auch so viel Wasserdampf erzeugen, dass der Druck im Reaktor steigt. Gerade das scheint nun in Fukushima zu passieren: Der Druck sei auf das Anderthalbfache des normalen Wertes gestiegen, teilt die japanische Atomsicherheitsbehörde mit. Darum könne nun langsam radioaktiver Dampf abgelassen werden, um den Druck wieder abzusenken.

Sowohl bei einer Knallgas-Explosion als auch bei zu hohem Druck könnte der Reaktorbehälter geschwächt werden. Im schlimmsten Fall schlägt er leck, und radioaktives Material tritt aus – an der Oberseite. Durch den Wind könnte dann strahlendes Material sehr viel weiter getragen werden, als beim Durchbrennen des "Brennstoffs".

Zugleich mit dem Störfall in Fukushima war im Atomkraftwerk Onagawa an einem Turbinengebäude ein Feuer ausgebrochen. Die betroffenen Bereiche seien aber vom Reaktordruckbehälter räumlich getrennt, erklärte Tohoku Electric Power, der Betreiber der Anlage. Nach Angaben der Behörden konnte der Brand nach einigen Stunden gelöscht werden. Strahlung soll nicht ausgetreten sein.

Im Erdbebengebiet musste auch die Wiederaufbereitungsanlage Rokkasho mit Notstrom gekühlt werden. "Hier liegen rund 3000 Tonnen hochradioaktiver abgebrannter Brennstoff", sagte der international tätige Atomexperte Mycle Schneider. Das entspreche etwa der Menge an Brennstoff, die in 25 bis 30 Atomreaktoren gelagert wird. "Wenn die Brennstäbe nicht gekühlt werden, entzünden sie sich selbst", erklärte Schneider. Radioaktivität könne dann unter Umständen austreten.

(RP)
Mehr von RP ONLINE