Verbrannte Erde, Millionen ErkrankteKernschmelze wäre Super-GAU
von Peter Poprawa
Unter den Trümmern arbeitet der Brennstoff weiter. Irgendwann könnte er sich bei Temperaturen jenseits der 2000 Grad mit seiner Metallummantelung zu einem "Giftbrei" vermischen und durch sämtliche Wände fressen. Mit verheerenden Folgen.
Die Thesen, wie das Ende der Reaktorkatastrophe von Fukushima aussehen könnte, sind weitreichend. Eines der schlimmsten Szenarien ist die Kernschmelze. Auch wenn die tatsächliche Lage vor Ort noch völlig unklar ist, gehen Wissenschaftler und Atomexperten davon aus, dass eine Kernschmelze partiell bereits stattgefunden hat. Da es sich in Fukushima 1 um Siedewasserreaktoren handelt, kann man sich aber schon jetzt ausmalen, was bei einer unkontrollierten Kernschmelze passieren würde.
Bei einem starken Erdbeben werden die so genannten Steuerstäbe sofort eingefahren und der eigentliche Kernspaltungsprozess beendet. Danach finden allerdings noch Folgeprozesse statt, die ebenfalls Wärme produzieren: Man spricht von 5 bis 10 Prozent der Wärme, die der Reaktor unter Volllast produziert hätte. Dass in Japan die Kühlkreisläufe aufgrund der Zerstörungen durch das Erdbeben nicht mehr funktioniert haben, war der Ausgangspunkt der Katastrophe.
Wenn die Wasserkühlung ausfällt, heizt sich der Kernbrennstoff immer weiter auf, bis die Materialien irgendwann bei Temperaturen zwischen 2000 und 2800 Grad Celsius schmelzen. Das kann nach dem bisherigen Verlauf der Ereignisse dazu führen, dass nicht nur die Reaktorstäbe selber schmelzen, sondern auch dazu, dass die Sicherheitsgefäße rund um den Reaktor zerstört werden.
Kühlung ist das einzige Mittel
Um den GAU zu verhindern, muss der Brennkern gekühlt werden - mit allen zur Verfügung stehenden Mitteln. In Japan werfen sogar Hubschrauber Wasser ab und die Polizei setzt Wasserwerfer ein. Sebastian Pflugbeil, Präsident der deutschen Gesellschaft für Strahlenschutz, bezeichnete dies bei n-tv als "ziemlich verzweifelten Versuch, Herr der Lage zu werden". Gelingt es nicht, den Kernbrennstoff abzukühlen, dann kommt es zu einer massiven Freisetzung von Radioaktivität auf dem Gelände und man kann dann praktisch nichts mehr machen.
Das ist der so genannte Umschlagpunkt, an dem sich entscheidet, wie schlimm der GAU verlaufen wird. Im Herzen nur eines Atomreaktors befinden sich 60 bis 70 Tonnen Kernbrennstoff wie Uran, Cäsium, Strontium oder Plutonium. In der japanischen Unglückanlage stehen sechs Reaktoren.
Hochgiftiger Dampf entsteht
Bei der Kühlung mit Wasser entsteht ein weiteres Problem: Durch die gewaltige Hitze der Brennstäbe verdampft das Wasser und im Innern des Reaktors steigt der Druck massiv an. Je heißer der Kern, je weiter die Kernschmelzung schon fortgeschritten ist, umso schwieriger wird die Wassereinspeisung und Kühlung.
Um Druck vom Reaktor zu lassen, muss Dampf in die Umgebung abgeblasen werden. Dieser Dampf ist radioaktiv belastet. Das Umfeld wird mit Cäsium und Strontium vergiftet. Schneefall und Regen - wie jetzt in Japan - kontaminieren ganze Landstriche.
Die schweren Explosionen in Fukushima haben sich ereignet, weil bei Temperaturen über 1000 Grad Celsius an den Brennstabhüllen durch chemische Reaktionen Wasserstoffgas entstand. Dies kam mit Sauerstoff in dem Reaktorgebäude in Kontakt und explodierte. Die weithin sichtbaren Explosionen zerstörten die Reaktorgebäude.
Weiteres Augenmerk muss auf die Brennelemente in den Abklingbecken des Reaktor 4 gerichtet werden: Diese Bassins enthalten Wasser, das die abgebrannten oder zwischengelagerten heißen Brennelemente kühlen soll. Fällt dort die Kühlung aus, heizen die Brennelemente das Wasser ebenfalls auf, lassen es kochen und damit verdampfen. Auch hier werden massiv Gifte an die Umwelt abgegeben. Eine Kühlung ist unerlässlich, um Freisetzung von Radioaktivität zu verhindern.
Kernschmelze stellt höchste Gefahr dar
Sollte keine Kühlung gelingen, kommt es zum schlimmsten Fall, der Kernschmelze im Reaktor. Dabei verschmelzen der Kernbrennstoff und sein Metallmantel zu einem bis 2800 Grad heißen "Brei". Dieser tropft auf den stählernen Boden des Reaktor-Druckbehälters und lässt ihn durchbrennen. Dann fließt das heiße Gemisch aus Uran und metallischem Material auf einen dicken Betonmantel. Auch dieser wird aller Wahrscheinlichkeit nach zerstört wie der nächstfolgende Stahlmantel des Sicherheitsbehälters und schlussendlich auch das Betonfundament.
Manche, vor allem moderne Kernkraftwerke, haben riesige gekühlte Betonwannen, sogenannte Kernfänger, als letzte Barriere im Untergrund. Die AKW in Fukushima allerdings nicht.
Die Folgen für die Umwelt hängen entscheidend davon ab, auf welchem Weg und wie viel Radioaktivität freigesetzt wird. Durch explosive Vorgänge wie bei Dampf- oder Wasserstoff-Explosionen könnten die Schmelze, Trümmer, Reaktorteile und Staub in die weite Umgebung verteilt werden. Vermutlich entstünde eine große Wolke voller radioaktiver Partikel. Abhängig von der Wucht der Explosion würde sie niedriger oder höher in die Atmosphäre aufsteigen, was die Ausbreitung in die Umwelt beeinflusst.
Der Super-GAU
Zunächst weniger gravierend scheint das allmähliche Durchbrennen der Reaktoren, wobei hier die hochgiftige und hochradioaktive Schmelze durch weiteres massives Kühlen letztendlich im Fundament oder im tiefer gelegenen Erdreich über Wochen verfestigen könnte. In der Folge würde allerdings das Grundwasser radioaktiv belastet - oder der Pazifik.
Dieses Szenario tritt allerdings nur ein, wenn der Boden fest genug ist und sich die lavaheiße, strahlende Brühe abkühlt, bevor sie mit Grundwasser in Berührung kommt. Dann nämlich könnte sich eine mächtige Explosion ereignen - ähnlich eines kleineren Vulkanausbruchs. In der Folge würden sich Cäsium, Strontium, Jod, Uran, Plutonium und vieles mehr unkontrolliert in die Umwelt bewegen. Welches Ausmaß dieses "Super-GAU" genannte Unglück annimmt, hängt auch hier letztlich davon ab, wie hoch die Teilchen in die Luft geschleudert werden. Bei entsprechender Höhe könnten sie binnen weniger Tage Russland, China und auch die Westküste der USA erreichen.
Die Apokalypse
In diesem Fall hätten hunderte von Millionen Menschen mit den Auswirkungen von Niedrigstrahlung zu kämpfen - über hunderte Jahre hinweg. Diese Problematik war in den vergangenen 25 Jahren Gegenstand von Untersuchungen in Folge der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl sowie beispielsweise auch von Studien an Beschäftigten in Atomanlagen. Zu den möglichen Krankheiten, die als Spätschäden infolge von Niedrigstrahlung entstehen, gehören laut der Ärztevereinigung IPPNW Krebserkrankungen einschließlich Leukämien, genetische Schäden in den Folgegenerationen, schwere Fehlbildungen wie Down-Syndrom, Totgeburten, Fehlgeburten, Impotenzen sowie zahlreiche so genannte Nicht-Krebserkrankungen wie Herz- und Kreislaufschäden, Bluthochdruck, Diabetes, hirnorganische Veränderungen, Augenschäden und Infektionsanfälligkeit.
Aber soweit muss es nicht kommen: Derzeit versuchen die japanischen Atomkraftwerker, mit Bor versetztem Meerwasser die betroffenen Druckgefäße zu kühlen. Sollten die Behälter trotz aller Widrigkeiten dem wochenlangen Dauerbeschuss von Außen und der Hitze von Innen stand halten, kann nach einigen Jahren mit den Aufräumarbeiten begonnen werden.