Bisherige Reaktorunfälle

 
Tschernobyl

Am 26. April 1986 kam es in der Nähe der ukrainischen Stadt Tschernobyl zu einem Reaktorunfall, in dessen Verlauf größere Mengen von Radionukliden austraten. Diese wurden mit der Luftströmung über weite Gebiete verteilt.

Bei dem zerstörten Reaktor in Tschernobyl handelte es sich um den Typ RBMK 1000. RBMK ist die Abkürzung der russischen Bezeichnung für einen heterogenen, wassergekühlten, graphitmoderierten Druckröhrenreaktor mit einer elektrischen Leistung von 1 000 MW. Reaktoren dieses Typs wurden ausschließlich in der ehemaligen Sowjetunion gebaut. Zur Zeit des Unfalls waren in der ehemaligen UdSSR 15 Reaktoren dieses Typs in Betrieb. Im Westen wusste man bis 1986 recht wenig über die in der Sowjetunion betriebenen Reaktoren.

Zu dem Unfall kam es durch ein mangelhaftes Konstruktionsprinzip, Fehlleistungen des schlecht ausgebildeten Personals und das Fehlen geeigneter sicherheitstechnischer Einrichtungen.

Wesentliche Konstruktionsunterschiede des "Tschernobyl-Reaktors" gegenüber Leichtwasserreaktoren der Bundesrepublik:
  • Die Leistung kann sich durch schlechtere Kühlung vergrößern. Bei graphitmoderierten Reaktoren werden die bei der Spaltung eines U-235-Kerns entstehenden zwei bis drei schnellen Neutronen durch den Graphit abgebremst. Sie können dann weitere Kernspaltungen auslösen. Wenn die Kettenreaktion und damit die Leistung ansteigen, entstehen in den Druckröhren höhere Temperaturen und damit mehr Dampfblasen. Da Wasserdampf pro Kubikzentimeter weniger Moleküle als Wasser enthält, werden nun weniger Neutronen durch Wasser absorbiert. Es sind dann mehr Neutronen vorhanden, die abgebremst werden können und letztlich weitere Kernspaltungen auslösen. Dadurch setzt sich der Temperaturanstieg fort, sodass noch mehr Dampfblasen erzeugt werden, usw. Man sagt, der Dampfblasenkoeffizient ist positiv. Nur durch geeignete Sicherheitseinrichtungen kann verhindert werden, dass der Leistungsanstieg außer Kontrolle gerät. Im Gegensatz dazu würde eine Verschlechterung der Kühlung bei einem inhärent sicheren Leichtwasserreaktor in der Bundesrepublik zu einer Verminderung der Leistung führen (der Dampfblasenkoeffizient ist negativ).

 

  • Das Volumen des Reaktorkerns (Tschernobyl) ist mehr als 10-mal so groß wie bei den Leichtwasserreaktoren der Bundesrepublik. Es ist eine aufwendige und komplizierte Steuerung der Kettenreaktion notwendig.
  • Ein Brennelementwechsel ist während des Betriebs möglich, wodurch Stillstandzeiten vermieden werden sollen. Um waffenfähiges Plutonium zu gewinnen, können die Brennelemente nach der optimalen Brutzeit während des Betriebs entnommen werden.

  • Der "Tschernobyl-Reaktor" verfügt weder über ein stabiles Reaktorgebäude noch über Reaktordruck- und Sicherheitsbehälter.
Zum Reaktorunfall am 26. April 1986 kam es durch eine Reihe von Bedienungsfehlern im Zusammenhang mit einem technischen Experiment. Dabei wollte man feststellen, wie lange die noch rotierende Masse des Turbosatzes den Strombedarf des Kraftwerks bereitstellen kann, bis die Notstromdiesel diesen übernehmen können. Unterhalb einer thermischen Leistung von 700 Megawatt ist dieser Reaktortyp sehr schwer zu regeln. Deshalb ist das Betreiben der Anlage unter solchen Bedingungen strengstens verboten. Trotzdem wurde durch Außerbetriebsetzung von Sicherheitseinrichtungen und durch fahrlässige Überbrückung von Sicherheitssignalen die Leistung auf 200 Megawatt thermisch gehalten. Bei dieser Leistung begann das Experiment. Die Anzahl der Kernspaltungen nahm daraufhin in wenigen Sekunden rapide zu, sodass die Brennstofftemperatur stark anstieg. In Berechnungen wurde nachgewiesen, dass es innerhalb kürzester Zeit zu einem Leistungsanstieg um das 100fache der thermischen Nennleistung (das bedeutet 4.000 Megawatt thermisch auf 400 000 Megawatt) kam. Dies führte zum Zerplatzen von Brennstäben, zu einem nicht mehr beherrschbaren Anstieg des Dampfdruckes und letztlich zum Bersten von etwa 30 % der Druckröhren. Radioaktive Stoffe wurden ausgeschleudert und aufgrund von Graphitbränden in Höhen von 1 bis 2 km transportiert (Schornsteinwirkung). Man schätzt, dass die Brennstofftemperatur etwa 3 000 °C erreichte (Schmelzpunkt von UO2 2 800 °C).

Harrisburg (Three Mile Island)

Harrisburg hat sozusagen unfreiwillig im Großexperiment den Beweis geliefert, dass der Einschluss eines Reaktors in ein stabiles Containment bei einem Unfall Schlimmeres verhindern kann. Auch hier kam es durch menschliche Fehlhandlungen und ein teilweises Versagen der Technik zu einer Überhitzung des Reaktorkerns und zu teilweisem Kernschmelzen.

Aus Sicherheitsgründen wurden Maßnahmen für die Bevölkerung eingeleitet (Schließung von Schulen, Aufforderung zum Verlassen eines Gebietes im Umkreis von 8 Kilometern). Im Inneren der Anlage kam es zu erheblichen Schäden.

Es wurde aber niemand verletzt oder kam gar ums Leben. Die Strahlenbelastung der Bevölkerung war nur äußerst gering. Die durchschnittliche Strahlendosis der 2 Millionen Menschen in der Umgebung des Kraftwerks betrug 0,0017 mSv. Sie entspricht in etwa der durchschnittlichen Strahlenbelastung, der man aufgrund der natürlichen Höhenstrahlung bei einem Flug von Deutschland in die Vereinigten Staaten ausgesetzt ist.