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Tschernobyl



Tschernobyl (ukrainisch Чорнобиль/Tschornobyl, Чернобыль/Tschernobyl ist der heute nicht mehr amtliche russische Name) ist eine Stadt im Norden der Ukraine, nicht weit entfernt von Kiew und 15 km hinter der Grenze zu Weißrussland. Der Name Tschornobyl bedeutet Beifuß (und nicht, wie oft behauptet, Wermut). Die Stadt ist hauptsächlich bekannt wegen der zweitschwersten nuklearen Katastrophe durch Havarie, die sich 1986 ereignete. Die vom Schadensausmaß her schwerwiegendste nukleare Havarie fand 1957 in Mayak statt.

Da dieser Artikel das Reaktorunglück von Tschornobyl behandelt, das sich am 26. April 1986 ereignete als die Stadt noch offiziell Tschernobyl hieß und deshalb dieser Name um die Welt ging, wird im Folgenden die russische Bezeichnung Tschernobyl verwendet, auch wenn sie heute nicht mehr offiziell ist.

Table of contents
1 Die Katastrophe von Tschernobyl
2 Literatur
3 Weblinks

Die Katastrophe von Tschernobyl

Am 26. April 1986 ereignete sich im Kernreaktor Tschernobyl Block-4 eine katastrophale Kernschmelze und Explosion. Der Hergang des Unfalls ist auch Jahre nach dem Unfall nicht zweifelsfrei geklärt.

Als Auslöser allgemein anerkannt ist eine bauartbedingte Eigenheit des Reaktors (sog. RBMK-Reaktor) in Verbindung mit schweren Fehlern der Betreiber der Anlage, welche genau die Prozeduren missachteten und die Sicherheitssysteme abschalteten, die den sicheren Betrieb gewährleisten sollten. (Es bleibt anzumerken, dass zuvor größere Unfälle in den AKWs in Harrisburgh (USA) und Seascale (heute: Sellafield) (Vereinigtes Königreich) geschahen.)

Einige offizielle Quellen verweisen auf ein Erdbeben, das zur Zeit des Unglückes in der Region stattgefunden haben und so die Unglückskette mit in Gang gesetzt haben soll. Ob die Seismographen nun ein Erdbeben oder die Explosion des Reaktors aufgezeichneten, wird wohl nicht abschließend geklärt werden können. Sollte wirklich ein Erdbeben mitverantwortlich für dieses Unglück sein, stellt sich eine Sicherheitsfrage für alle Kernreaktoren an tektonischen Verwerfungen wie z.B. dem Rheingraben oder besonders die dominoartig angelegten Kraftwerke in Japan.

Tatsache ist jedoch, dass für den Reaktor ein Experiment geplant war, mit dem getestet werde sollte, ob die interne Stromversorgung auch dann gesichert ist, wenn die externe Stromversorgung ausfällt. In diesem Fall wird nämlich sofort eine Notabschaltung des Reaktors veranlasst, während gleichzeitig Notstromgeneratoren angeworfen werden. Letztere brauchen aber fast eine Minute, bevor sie die volle Leistung entfalten, und die Frage war, ob die Hauptturbine lange genug Strom erzeugt, bis die Notstromversorgung bereit steht.

Dieses Experiment sollte jedoch nicht aus dem vollen Betrieb heraus erfolgen, sondern im Rahmen einer Routine-Abschaltung des Reaktors. Als erster Schritt sollte dabei die Leistung des Reaktors von 3200 MW (thermisch) auf 1000 MW reduziert werden, wie bei einer Regelabschaltung üblich. Die tatsächliche Leistung fiel jedoch auf nur 30 MW.

Die stark reduzierte Leistung führte dazu, dass die Konzentration des Reaktorgifts und Neutronen-absorbierenden Stoffes Xenon-135 immer höher anstieg, da bei der Kernspaltung erzeugtes radioaktives Iod-135 zu Xenon-135 zerfiel. Während des Normalbetriebs eines Kernreaktors wird Xenon-135 zwar ebenfalls erzeugt, aber sofort wieder zerstört, denn nach der Absorption eines Neutrons wandelt sich Xenon-135 zu Xenon-136 um, das nicht mehr so stark Neutronen-absorbierende Eigenschaften hat. Bei der stark gesunkenen Leistung konnte sich jedoch Xenon-135 ansammeln, da nicht mehr genügend Neutronen zur Verfügung standen, um dieses zu verbrauchen.

Die Betreiber versuchten dennoch, die Reaktorleistung wieder hochzufahren. Dazu wurden mehr Moderatorstäbe aus dem Reaktor entfernt, als es normalerweise laut den Sicherheitsregulationen erlaubt gewesen wäre. Sie kamen dennoch nicht über ca. 200 MW hinaus.

Als Folge von bauartbedingten Schwächen des Reaktors wurde dieser instabil. Das nukleare Feuer brannte nicht mehr gleichmäßig im Reaktorkern, sondern an einigen Stellen sehr stark, während es an anderen faktisch erloschen war. Die Instabilität nahm noch zu, als die Ingenieure kurz vor Testbeginn zusätzliche Kühlmittelpumpen zuschalteten, da die durchschnittliche Temperatur dadurch sank.

Schließlich wurde der Test gestartet, indem die Ventile zur Generatorturbine geschlossen wurden. In der Folge sank die Stromproduktion der Hauptturbine wie geplant, was wiederum zur Folge hatte, dass die vier für den Test geschalteten Kühlmittelpumpen weniger Wasser pumpen konnten, da der Notstrom nicht sofort bereit stand. Zwar arbeiteten vier nicht am Test beteiligte Kühlmittelpumpen weiter, dennoch kam es aufgrund der oben genannten Instabilitäten an den Stellen im Reaktor mit der höchsten Aktivität zur Überhitzung, so dass das Kühlwasser in den Kühlrohren verdampfte. Da Wasser in gewissem Maß Neutronen absorbiert und somit die Kernreaktion bremst, wurde durch das Verdampfen die Aktivität in den ohnehin schon überhitzten Bereichen weiter gesteigert.

Die Wirkungskette verdampfendes Wasser -> verringerte Neutronenabsorption -> verstärkte Kernreaktion -> mehr Wärmeprodution -> mehr verdampfendes Wasser führte zu einer fatalen Kettenreaktion. Die Leistung stieg weiter und weiter an. Schließlich befahl der Schichtleiter das Abschalten des Reaktors. Als Folge wurden Steuerstäbe in den Reaktor eingefahren, doch diese hatten den Fehler, kurzzeitig die Leistung in bestimmten Teilen des Reaktors sogar noch zu erhöhen, wenn sie nur teilweise eingeführt waren. So schoss die Aktivät weiter hoch, und erreichte wenige Sekunden später mindestens das 100fache des Wertes während Vollbetriebs. Große Mengen an schlagartig verdampfendem Wasser, sowie diverse andere gaserzeugende chemische Reaktionen, erzeugten einen gewaltigen Überdruck, der daraufhin den Reaktorkern zerstörte. Die Druckwelle war so stark, dass ein über 1000 Tonnen schwerer Betondeckel hochkatapultiert wurde und aufrecht stehen blieb. Wenige Sekunden später gab es eine zweite Explosion, bei der wahrscheinlich Wasserstoff verpuffte, der sich in einer Reaktion zwischen Graphit und heißem Wasser gebildet hat.

Große Mengen an Radioaktivität wurden durch die Explosionen und den anschließenden Brand des Graphit-Moderators in die Umwelt freigesetzt. Insbesondere die leicht flüchtigen Iod-131 und Cäsium-137 bildeten gefährliche Aerosole, die in einer radioaktiven Wolke teilweise hunderte oder gar tausende Kilometer weit getragen wurden, bevor sie der Regen aus der Atmosphäre auswusch. Radioaktive Metalle mit höherem Siedepunkt wurden hingegen vor allem in Form von Staubparktikeln freigesetzt, die sich in der Nähe des Reaktors niederschlugen.

Vergleich zu anderen Reaktortypen

Einer der wesentlichen Unterschiede zwischen dem Tschernobyl-Reaktortyp (genannt RBMK) und den meisten Reaktoren westlicher Bauart ist, dass in letzteren das Kühlwasser gleichzeitig als Moderator dient. Kommt es bei einem der typischen westlichen Reaktoren zum Verdampfen des Kühlmittels, verringert sich gleichzeitig die Moderatorleistung, so dass die Aktivität entsprechend verringert wird. Anders beim Tschernobyl-Typ, bei dem Graphit als Moderator verwendet wird, und das Verdampfen des Kühlwassers die Aktivität weiter steigert (so genannter positiver Gasblasen-Koeffizient oder positiver Void-Koeffizient).

Auch beim Tschernobyl-Reaktortyp gab es diesen positiven Void-Koeffizienten nur in den unteren Leistungsbereichen (weniger als 1/3 der Nennleistung). Ein stabiler Betrieb wäre auch sonst nicht möglich gewesen. Inzwischen wurden weitere Verbesserungen vorgenommen (höhere Uran-Anreicherung, mehr Kontrollstäbe), die den Void-Koeffizienten in Bereiche bringen, in denen dieser beherrschbar sein soll - auch bei niedrigen Leistungen.

Eine weitere Schwäche in der Konstruktion des Kernkraftwerks in Tschernobyl war, dass es nicht wie die meisten modernen Reaktoren in einen massiven Sicherheitsbehälter (Containment) eingebettet war. (Es ist jedoch unklar, ob die Wucht der Explosion, wie sie in Tschernobyl passiert war, nicht auch ein Containment zerstört hätte.) So konnten große Mengen an radioaktiven Stoffen in die Atmosphäre entweichen. Nachdem ein Teil des Dachs abgesprengt wurde, entzündete sich durch die hinzuströmende Luft der Graphit-Moderator, der tagelang brannte.

Folgen

203 Menschen wurden sofort ins Krankenhaus eingeliefert, von denen 31 starben. Die meisten davon waren Feuerwehrleute oder beim Rettungsdienst, und hatten versucht, den Unfall unter Kontrolle zu bringen -- ohne sich der Gefahren bewusst zu sein, die die radioaktive Strahlung mit sich brachte. 135.000 Menschen wurden aus der Umgebung evakuiert, darunter 45.000 aus der nahegelegenen Stadt Pripjat.

Ein nicht unwesentlicher Teil der in Tschernobyl freigesetzten Radioaktivität, insbesondere die Nuklide Jod-131 und Cäsium-137, blieb als Aerosol lange in der Atmosphäre. Diese "radioaktive Wolke" erreichte auch Westeuropa. Mit natürlichem Regen wurden die radioaktiven Substanzen aus der Luft gewaschen und in den Boden eingebracht. Dadurch wurden direkt (z.B. Freilandgemüse) oder indirekt (z.B. Milch von Kühen, die belastetes Gras gefressen hatten) Lebensmittel mit Radioaktivität belastet. Insbesondere in Süddeutschland beherrschte die Diskussion um "verstrahlte Lebensmittel" monatelang die öffentliche Diskussion.

Einige Molkereien in besonders belasteten Gebieten wurden angewiesen, die Molke von der Milch abzutrennen und nicht zu verkaufen, sondern einzulagern, da diese besonders belastet war. Die daraus resultierenden Molkezüge mit Pulver, das keiner haben wollte, beschäftigte die Politik sogar über Jahre hinweg. Schließlich wurde mit Millionenaufwand das Cäsium abgeschieden.

Sehr widersprüchlich wird jedoch beurteilt, welche gesundheitlichen Folgen von der Verstrahlung herrühren. Zwar erkennen die meisten Experten an, dass sich die Gesundheit der Menschen in der Ukraine verschlechtert hat. Jedoch wird dieses oft auch mit der schlechteren wirtschaftlichen Situation seit dem Zusammenbruch der Sowjetunion erklärt. Andere Experten nennen wiederum die "Angst vor Strahlung" als gefährlicheres Moment, als die Strahlung selbst.

Es ist jedoch eindeutig, dass der sprunghafte Anstieg der Schilddrüsenkrebserkrankungen seit 1987 aufgrund seiner Ausmaße nur auf die Katastrophe von Tschernobyl zurückgeführt werden kann.

Siehe auch: Kernreaktor, Liste der nuklearen Unfälle, Strahlung, Strahlenschutz, Atomkraftgegner, Strahlenkrankheit

Literatur

Weblinks




     
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