Das Horror-Szenario Kernschmelze

Essen.Es ist das Horrorszenario in einem Atomkraftwerk – der größte anzunehmende Un­fall. Wenn in einem Atomkraftwerk die Kühlung versagt und sämtliche Sicherheitsvorkehrungen ausfallen, kommt es zu einer Kernschmelze. Das verflüssigte radioaktive Material frisst sich durch die Wände, durch die letzten Sicherheitsbarrieren.

Zunächst schmelzen die Metallhülsen der Brennstäbe, sie verlieren ihre Form. In diesen ummantelten Stäben be­findet sich der Uran- oder Plutoniumbrennstoff, der sich nun erhitzt. Die Kettenreaktion erfolgt dann „unkontrolliert“. Sie ist nicht mehr aufzuhalten.

Die Schmelzmasse frisst sich durch die Wände des Re­aktordruckbehälters. Eine große Menge radioaktiver Stoffe gelangt in den Sicherheitsbehälter (Containment). Er ist die letzte Sicherheitsbarriere, die den Austritt von Ra­dioaktivität in die Umwelt verhindern soll.

Der Fraß durch die Sicherheitsbarrieren

Ist der Sicherheitsbehälter nicht gegen eine Kernschmelze ausgelegt, bahnen sich die radioaktiven Stoffe ihren Weg in die Umwelt. Sie können das Grundwasser erreichen und verseuchen. Wird das Reaktorgebäude be­schädigt, werden große Mengen radioaktiver Stoffe oberirdisch freigesetzt.

Wasserstoffexplosionen (Knallgasexplosionen) stellen eine große Gefahr dar. Steht der Reaktordruckbehälter un­ter Druck, kann es bei den im inneren ablaufenden Reaktionen mit Wasserdampf zu einer Explosion kommen. Die Wucht könnte das Reaktorgebäude zerstören. Hoch radioaktive Spaltprodukte dringen nach außen und breiten sich in der Umgebung aus.

Das betroffene Atomkraftwerk Fukushima ist ein Siedewasserreaktor. Man muss sich ihn als riesigen Wasserkocher vorstellen. Die Wärme der Kernspaltung erzeugt Dampf, der eine Turbine antreibt, die Energie produziert. In einem Siedewasserreaktor gibt es le­diglich einen Wasserkreislauf. Das Wasser, das an dem ge­samten Kreislauf beteiligt ist bleibt immer in diesem Kreislauf, da es im Druckbehälter mit radioaktiven Partikeln verseucht wird. Kommt es in diesem Kreislauf zu einem Leck, wenn etwa Dampfleitungen reißen, könnten große Mengen von radioaktiv verseuchtem Wasser in die Umwelt ge­langen.

Das bekannteste Ereignis ei­ner Kernschmelze ist der Re­aktorunfall im Block 4 des Kraftwerks von Tschernobyl in der Ukraine 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. Der Reaktortyp in Tschernobyl ist jedoch mit Fukushima nicht vergleichbar.

Der Un­glücksreaktor von Tschernobyl war ein Druckröhrenreaktor, bei dem es im Reaktorkern zu einem Graphitbrand kam.

Die Folgen für die Gesundheit

Bei einer Kernschmelze werden die Brennelemente zer­stört. Die darin enthaltenen radioaktiven Stoffe – Uran, Plutonium, Krypton, Strontium und Cäsium – ge­langen nach außen. Gasförmige Stoffe, wie die Edelgase Krypton und Xenon, strömen fast vollständig ins Freie. Das gilt auch für leicht flüchtige Stoffe wie Jod und Cäsium. Hingegen lagern sich weniger flüchtige Stoffe wie Strontium, Uran oder Plutonium an Staubteilchen an.

Die Tatsache, dass in Japan bereits erhöhte Werte von Jod und Cäsium gemessen wurden, deutet das Bundesamt für Strahlenschutz (BFS) als „eindeutigen Hinweis“ darauf, dass ein Reaktorkern erheblich beschädigt sein muss.

Radioaktive Stoffe (Radionuklide) verbreiten sich mit dem Wind. Strahlenbelastungen für die Menschen entstehen zunächst durch das Einatmen der Teilchen und durch äußere Bestrahlung durch die in der Luft schwebenden ra­dioaktiven Stoffe.

Die Belastung kann besonders in der Nähe des zerstörten Reaktors eine Stärke erreichen, die auf längere Sicht zu einem erhöhten Leukämie- und Krebsrisiko führt. Bis diese Krankheiten ausbrechen, können allerdings Jahrzehnte vergehen. Nach einer Kernschmelze sind in der direkten Umgebung des Reaktors aber auch Strahlenbelastungen mög­lich, die zu einer akuten Strahlenkrankheit führen kön­nen. Gesundheitliche Schäden treten dann bereits nach Stunden oder Tagen auf.

Für die Belastung der Bevölkerung sind zwei Stoffe von besonderer Bedeutung: Die ra­dioaktiven Isotope des Jod so­wie die Radionuklide des Elements Cäsium.

Jod: Diese Radionuklide sorgen vor allem in den ersten Tagen für die Strahlenbelastung der Menschen. Sie zerfallen indes relativ schnell. Ihre Halbwertszeit – also die Zeit, in der die Radioaktivität um die Hälfte sinkt – beträgt nur acht Tage. Mit Jodtabletten kann die Anreicherung radioaktiven Jods in der Schilddrüse verhindert werden.

Cäsium: Dieser Stoff zerfällt wesentlich langsamer, die Halbwertszeit liegt bei etwa 30 Jahren. Es gibt keine Möglichkeit, mit Medikamenten die Belastung zu mildern.

Der Deutsche Wetterdienst hat die Ausbreitung der Radioaktivität durch Windströmungen bereits berechnet. Danach würde eine radioaktive Wolke zunächst auf den Pazifischen Ozean hinausziehen und nach etwa fünf Tagen die Philippinen erreichen. Die Radioaktivität nimmt stetig ab, da die Partikel mit dem Wind verteilt werden. Mit der Zeit zerfallen einige Stoffe, zudem spült Re­gen radioaktive Partikel aus der Luft. In Europa und in Deutschland sind laut BFS „allenfalls geringfügige Auswirkungen“ zu erwarten.

Jürgen Polzin, Christopher Onkelbach