Super-GAU im japanischen AKW Fukushima 1 – Update 29.4.2011

Im japanischen AKW Fukushima 1 ist ein mehrfacher Super-GAU im Gange. Die Lage ist nach wie vor außer Kontrolle. Betroffen sind 4 von 6 Reaktorblöcken. In den veralteten Reaktoren ohne Containment kam es nach dem starken Erdbeben gefolgt von einem Tsunami zunächst zum Ausfall der Kühlsysteme, später zum Versagen der Druckabbausysteme. Die Reaktorgebäude wurden durch Explosionen zerstört. Die Reaktordruckgefäße der Blöcke 1-3 sind nicht mehr intakt, Radioaktivität kann ungehindert austreten. Zusätzlich kommt es zur Überhitzung des Brennstoffes in den Abklingbecken von zumindest zwei Blöcken. Dies führt zu weiteren hohen Freisetzungen.

Es muss davon ausgegangen werden, dass zumindest die radioaktiven Freisetzungen von Jod und Cäsium bereits die in Tschernobyl freigesetzte Menge übersteigen. Aus den Reaktorblöcken tritt hoch radioaktiv verseuchtes Wasser aus, im Meer wurden extreme Belastungen festgestellt. Hohe Strahlungswerte wurden auch in weiterer Entfernung von Fukushima gemessen. Die japanische Regierung ordnete Evakuierungen auch außerhalb der 20km-Zone an. Lebensmittel aus verschiedenen Regionen sind bereits stark belastet. Wegen der großen Entfernung besteht für Europa bisher keine Gefahr von ernsthaften Folgen.

Aktuelle Wetterlage in Japan und Ausbreitung radioaktiver Isotope

Die ZAMG veröffentlich Informationen zur aktuellen Wetterlage und Ausbreitungsrechnungen für die radioaktiven Emissionen. Da die radioaktive Wolke Meßstationen in Japan, Kalifornien, Alaska und Russland erreichte, konnte anhand der Daten der Quellterm der radioaktiven Emissionen für die ersten Tage der Katastrophe abgeschätzt werden. Es zeigt sich, dass bereits in den ersten 4 Tagen im Vergleich zur Tschernobyl-Katastrophe ca. 20% des radioaktiven Jods sowie bis zu 60% der radioaktiven Cäsium-Istope freigesetzt wurden. Insgesamt haben die Freisetzungen der o.g. Elemente bereits das Ausmaß der Tschernobyl-Katastrophe erreicht.

ZAMG – Wetter in der Krisenregion

Es ist noch völlig unklar, welche Mengen an radioaktiven Substanzen ins Meer gespült wurden (ob unabsichtlich oder absichtlich). Im Gegensatz zu den Kontrollmöglichkeiten der Freisetzungen in die Atmosphäre durch das internationale Meßnetz ist man auf die Messungen und Angaben des Betreibers angewiesen. Die werden jedoch nicht veröffentlicht bzw. erscheinen aufgrund der bisherigen Erfahrungen äußerst unglaubwürdig. Als sehr verdächtig ist die Tatsache hervorzuheben, dass unabhängige Messungen der Organisation Greenpeace durch die japanischen Behörden untersagt wurden. Für Empörung sorgte weiter die Erhöhung der zulässigen Jahresdosis für Schulkinder in der Region auf 20mSv/Jahr.

Ü B E R S I C H T

AKW Fukushima 1: Im Block1 dürfte die bereits ein größerer Teil des Kerns geschmolzen sein (über 70%). Das Reaktordruckgefäß ist höchstwahrscheinlich nicht mehr intakt. Auch die IAEO vermutet ein Leck. Hohe Strahlenwerte werden gemessen. Das Reaktorgebäude wurde durch eine Explosion völlig vernichtet – Radioaktivität kann ungehindert ins Freie gelangen. Block 2: Es ereigneten sich mehrere schwere Explosionen. Das Reaktordruckgefäß ist vermutlich nicht mehr intakt – wahrscheinlich eine Folge der Kernschmelze. Durch Löcher im Reaktorgebäude kann Radioaktivität ungehindert austreten. Aus dem Block trat extrem radioaktiv verseuchtes Wasser aus, Arbeiten sind in diesem Block daher kaum mehr möglich. Die Blöcke 1 und 2 wurden an die neue Stromleitung angeschlossen. Pumpen des Kühlkreislaufes sind allerdings nicht mehr funktionstüchtig. Block 3: Etwa ein Drittel des Kerns dürfte bereits geschmolzen sein. Besondere Gefahr ist durch die mit Plutonium angereicherten Brennstäbe gegeben. Das Reaktorgebäude wurde von Explosionen zerstört. Es brachen bereits mehrere Brände aus. Der Block 3 wurde von Löschfahrzeugen mehrmals besprüht. Wegen starker Rauchentwicklung, begleitet von höheren Strahlungswerten, musste das gesamte Gelände mehrmals evakuiert werden. Aus dem Block trat hochradioaktives Wasser aus, drei Arbeiter wurden stark verstrahlt. Das Gelände ist seitdem kaum mehr zugänglich, weitere Arbeiten mussten daher gestoppt werden.

Tagelang wurde Meerwasser in die von Kernschmelze betroffenen Blöcke eingeleitet. Nach Expertenwarnungen könnten Salzablagerungen an den Brennstäben die Kühlung behindern. Aufgrund der nicht mehr intakten Reaktordruckgefäße wird bei diesem Vorgang extrem radioaktiv verseuchtes Wasser ins Meer geleitet, im Meerwasser vor Fukushima wurden die Grenzwerte um das 2000-fache überschritten. In den letzten Tagen wird versucht, die Kühlung mit Süßwasser zu gewährleisten.

Im abgeschalteten Block 4 ereigneten sich in den letzten Tagen mehrere Explosionen mit  anschließenden Bränden. Die Brände gehen offensichtlich vom Abklingbecken für abgebrannten Kernbrennstoff aus. Der Wasserstand war zu niedrig und die Kühlung außer Funktion. Beim Schmelzen einer größeren Menge an Altbrennstoff drohen sehr hohe radioaktive Freisetzungen sowie im Extremfall eine unkontrollierte nukleare Kettenreaktion, die zu einer starken Aufheizung führen würde. Probleme mit Anstieg der Temperatur soll es auch in den Abklingbecken weiterer Blöcke geben. Bei Zerstörung der Umhüllungen der Brennelemente können leicht flüchtige Spaltprodukte ungehindert in die Umwelt gelangen – vor allem Cäsium-Isotope.

Ganz allgemein muss festgestellt werden, dass die Lage in den Blöcken 1-4 außer Kontrolle ist und selbst der Betreiber keine Informationen über den tatsächlichen Zustand dieser Blöcke besitzt. Sogar die IAEO beklagt, seit Tagen keine aktuellen Informationen über den Zustand der Blöcke zu erhalten.

AKW Fukushima 2: Von drei von vier Blöcken wurden in der Anfangsphase Kühlungsprobleme gemeldet, später wurde jedoch Entwarnung gegeben. Die Probleme konnten offensichtlich erfolgreich behoben werden.

In der Provinz Myiagi wurde 400mal erhöhte Strahlung gemessen. Sie soll von der Windverfrachtung vom AKW Fukushima stammen. Für das AKW Onagawa wurde Entwarnung gegeben. Aus dem AKW Tokai wurden am 14.3. Probleme bei der Kühlung gemeldet, keine aktuellen Informationen verfügbar.

Das Betreiberunternehmen TEPCO sprach bereits von der Option, über den zerstörten Reaktoren Sarkophage nach dem Vorbild aus Tschernobyl zu errichten. Zuletzt wurde die Option erwogen, die zerstörten Reaktorgebäude mit Kunstharz zur Bindung der radioaktiven Teilchen zu besprühen bzw. die Gebäude mit Planen abzudecken.

Detalliertere Angaben

Trotz widersprüchlicher Meldungen aus Japan wird es immer offensichtlicher, dass im AKW Fukushima ein mehrfacher Super-GAU im Gange ist. In den Reaktorblöcken 1 bis 3 hat die Kernschmelze bereits eingesetzt. Aufgrund der jüngsten Entwicklungen muss davon ausgegangen werden, dass die Reaktordruckgefäße der betroffenen Reaktoren auch nicht mehr völlig intakt sind. Das könnte entweder auf Risse oder auf die Zerstörung des Bodens der Reaktordruckgefäße durch Teile des geschmolzenen Kerns zurückzuführen sein. Die zweite Barriere, welche im Ernstfall den Austritt von Radioaktivität in die Umwelt verhindern sollte – die mit einem Druckabbausystem versehenen Reaktorgebäude – wurden bereits in den vergangenen Tagen durch Explosionen zerstört. „Die leicht flüchtigen Isotope Jod131 und Cäsium137 können nun ungehindert in die Umwelt gelangen. Radioaktive Edelgase wurden bereits zur Gänze freigesetzt. Die Gesamtemissionen dieser Elementgruppe könnten diejenigen der Tschernobyl-Katastrophe übertreffen.

Eine neue Bedrohung eines bisher ungeahnten Ausmaßes stellt der Ausfall der Kühlung im Abklingbecken des Reaktors 4 (Anm.: zuletzt wurden auch Probleme aus den Abklingbecken in weiteren Blöcken gemeldet). Hier kam es bereits zu mehreren Bränden. Dies deutet darauf hin, dass sich im Becken nur eine unzureichende Wassermenge befindet. Möglicherweise ist die Struktur des Beckens durch Risse beeinträchtigt worden, sodass das Kühlwasser ausläuft. Durch die Restwärme der dort gelagerten extremen Menge am nuklearen Brennstoff – es könnten sich bis zu acht Kernladungen im Becken befinden – kann es zum Brand der Umhüllungen der Brennstäbe kommen. Dabei kann eine große Menge an radioaktiven Substanzen direkt in die Umwelt gelangen, da die Reaktorgebäude stark beschädigt wurden und keine Rückhaltefunktion mehr haben. Später kann es auch zum Schmelzen der Brennstäbe wie in den betroffenen Reaktoren kommen. Das kurzlebige Isotop Jod131 ist in diesen Brennstäben zwar beinahe zur Gänze abgeklungen, die Menge des gefährlichen Isotops Cäsium137 ist jedoch fast zur Gänze vorhanden. Da die Gebäudehülle zerstört ist, können bei der Zerstörung der Brennstäbe bisher  unvorstellbare Mengen Cäsium in die Atmosphäre gelangen. Zusätzliche Gefahr droht im Falle des Schmelzens eines größeren Anteils der im Becken befindlichen Brennstäbe. In der sich am Boden sammelnden Schmelze würde die unkontrollierte nukleare Kettenreaktion in Gang kommen, die Kühlung wäre dann überhaupt nicht mehr möglich.

Bereits aufgrund der bisher bekannten Fakten muss befürchtet werden, dass die radioaktiven Emissionen ein sehr großes Ausmaß erreichen werden. Die japanische Regierung und die IAEA sollten daher aufhören, die Weltöffentlichkeit durch Aussagen über „intakte Stahlhüllen“ zu täuschen, die es in Wirklichkeit nicht gibt. Sie sollten die Nachbarstaaten in der Region korrekt über das Ausmaß der Katastrophe informieren, damit sie entsprechende Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung treffen können.

Chronologische Entwicklung

In mehreren japanischen Atomkraftwerken ist es am 11. März durch das extrem starke Erdbeben mit der Stärke von 9,0 auf der Richterskala, begleitet von Tsunami-Wellen, zu ernsthaften Problemen gekommen. Zunächst wurden Probleme mit der Nachkühlung der automatisch abgeschalteten Reaktoren im AKW Fukushima 1 gemeldet. Da die Notgeneratoren versagten, wurde die Kühlung nur mit Hilfe der Notbatterien aufrechterhalten, deren Kapazität für ca. 8-10 Stunden ausreicht. Später wurden auch Probleme mit der Kühlung aus dem AKW Fukushima 2 gemeldet. Erhöhte Radioaktivität wurde auch aus dem Maschinengebäude des AKW Onagawa gemeldet. Später wurde jedoch Entwarnung gegeben. Die Radioaktivität soll von der Windverfrachtung aus dem AKW Fukushima 1 stammen. Aus dem weiter südlich gelegenen AKW Tokai wurden ebenfalls Probleme bei der Kühlung gemeldet.

Im AKW Fukushima 1 wurden zunächst Probleme mit der Kühlung von zwei Reaktoren gemeldet. Nach dem aktuellen Stand sind jedoch vier der sechs Reaktoren von Kühlproblemen betroffen. Die Blöcke 1 – 3 sind akut von der Kernschmelze bedroht bzw. die Kernschmelze könnte bereits im Gange sein. Es kam mehrmals zum kontrollierten Ablassen des Drucks aus der äußeren Hülle (Reaktorgebäude). Die veralteten Reaktoren verfügen über kein Volldruckcontainment, welches den auftretenden Druckbelastungen standhalten könnte. Bei der Druckreduktion gelangten radioaktive Edelgase bereits fast vollständig ins Freie. Leicht flüchtige Isotope wie Jod131 und Cäsium137 konnten noch weitgehend von den Filteranlagen aufgefangen werden. Aufgrund des Kühlmittelverlustes – die Brennstäbe ragten angeblich bereits mehrere Stunden 2 bis 3 Meter aus dem Wasser – dürfte die Kernschmelze bereits eingesetzt haben.

Am 12. März wurde das Reaktorgebäude des Blocks 1 durch eine ExpIosion weitgehend zerstört. Als Ursache kommt entweder eine Wasserstoffexplosion oder die Überschreitung des maximalen Drucks in Frage (Druckexplosion).

Video: Explosion im AKW Fukushima 1 Block 1

Im zerstörten Block und in der Umgebung wurden bereits erhöhte Strahlungswerte gemessen. Die evakuierte Zone wurde auf 20 km ausgeweitet. Bisher wurden bereits über 200.000 Menschen evakuiert. Die Dosis hängt von den lokalen Wetterverhältnissen (Windrichtung, Windstärke, Niederschlag) ab. An die Bevölkerung werden Jodtabletten verteilt.

Auch aus dem Block 3 wurden zunächst Probleme mit der Kühlung gemeldet, später auch die einsetzende Kernschmelze. In der Nacht vom 13. auf den 14. März ereigneten sich im Block 3 zwei schwere Explosionen, bei denen das Reaktorgebäude zerstört wurde. Mehrere Menschen wurden verletzt bzw. werden vermisst. Auch in diesem Fall kommt entweder eine Wasserstoffexplosion oder die Überschreitung des maximalen Drucks in Frage (Druckexplosion). Die Meldungen sind sehr widersprüchlich: Die Behörden sprachen vom „Erfolg der Kühlung durch Besprühung“, andere Quellen berichten über steigenden Druck. Um das Reaktordruckgefäß vor einer Explosion zu schützen, wurde das Ablassen des Drucks erwogen. Da in diesem Fall auch Plutonium direkt in die Umwelt gelangen würde, wurde diese Maßnahme bisher nicht gesetzt. Im Fall des Versagens des Reaktordruckgefäßes würde allerdings der überwiegende Teil des radioaktiven Inventars in die Umwelt gelangen.

Durch die Zerstörung der Reaktorgebäude der Blöcke 1 und 3 ist eine große Freisetzung von Radioaktivität unvermeidbar. Bei der Druckreduktion im Reaktordruckgefäß können nun neben radioaktiven Edelgasen auch die leicht flüchtigen Isotope Jod131 und Cäsium 137 ungehindert ind Freie gelangen. Die zentrale Frage lautet nun, wie weit die Kernschmelze fortgeschritten ist und wie lange die Reaktordruckbehälter der Belastung standhalten können. Der AKW-Betreiber meldete eine Flutung der beiden von Kernschmelze bedrohten Reaktoren mit Meerwasser an. Die Wirkung bzw. Risiko dieser Maßnahmen ist umstritten.

Nach einem weiteren Erdbeben in der Nacht vom 13. Auf den 14. März meldete auch Block 2 den Ausfall des Kühlsystems. Auch dort dürfte bereits die Kernschmelze eingesetzt haben. Später wurden auch Kühlprobleme und Brand aus dem abgestellten Reaktor 4 gemeldet. Die Ursache liegt offensichtlich bei der unzureichenden Kühlung des Abklingbeckens, in dem sich bis zu 8 Ladungen an ausgebranntem Kernbrennstoff befinden. Zuletzt wurden auch Probleme bei der Kühlung der Abklingbecken in weiteren Blöcken gemeldet.

Die japanische Feuerwehr versuchte wiederholt mit Hilfe von Löschfahrzeugen Wasser in die zerstörten Gebäude zu spritzen. Der Effekt dürfte jedoch nicht sehr groß sein. Das eingebrachte Wasser beeinflusst den Wasserstand im Reaktordruckgefäß nicht (falls diese noch intakt sind, wie die japanischen Behörden versichern) sondern kann nur die Oberfläche erreichen, wo es sofort verdampft. Zu den Blöcken 1 und 2 wurden elektrische Leitungen gelegt, mit deren Hilfe man die Kühlung in Betrieb nehmen möchte. Es ist jedoch angesichts des Zustandes der Blöcke nach den Explosionen fragwürdig, ob die Pumpen funktionstüchtig sind bzw. in Betrieb genommen werden können. Reparatur von beschädigten Leitungen innerhalb der Reaktorblöcke wird wegen der zu hohen Strahlung kaum möglich sein.

Am Standort Fukushima 1 gibt es 6 Reaktorblöcke direkt am Meer. Alle sind veraltete Siedewasserreaktoren (Inbetriebnahme 1970-1979). Leistung zw. 460 und 1100 MW. Ihre Konstruktion dürfte mit dem AKW Isar 1 vergleichbar sein. Sie besitzen kein vollwertiges Containment. Das würde im Falle einer Kernschmelze zu einer raschen radioaktiven Freisetzung führen. Der vom GAU betroffene älteste Block 1 sollte in einigen Wochen stillgelegt werden.

Link Wikipedia AKW Fukushima 1

In der Nacht vom 11. Auf den 12. März wurden auch Probleme aus dem AKW Fukushima 2 gemeldet.  Drei der 1100 MW-Reaktoblöcke Probleme sollen Probleme mit der Kühlung des Reaktorkerns haben. Ein Block konnte sicher abgekühlt werden. Die Bevölkerung wird im Umkreis von 20 km bereits evakuiert. Am 16.3. wurde für dieses Kraftwerk Entwarnung gegeben, die Blöcke konnten angeblich sicher abgekühlt werden.

Link Wikipedia AKW Fukushima 2

Aufgrund der großen Entfernung besteht für Europa auch im Falle einer größeren Freisetzung derzeit keine Gefahr von schwerwiegenden Folgen.