Aktuelle Informationen zur Situation in Fukushima, Japan - Seite 1/zwei Seiten!
Eine sachliche Diskussion und Einschätzung der Lage in Fukushima ist zur Zeit wegen fehlender Details und nicht umfassender Messwerte für einen seriösen Wissenschaftler nur sehr bedingt möglich. Dennoch zwingt uns die völlig unsachliche Berichterstattung von ARD&ZDF sowie der Boulevardpresse zu Berichtigungen und Erläuterungen. Vielleicht hat gerade die Wahl in BW und RP gezeigt, dass Politiker bewusst mit den Ängsten unserer Mitmenschen spielen und dies wollen wir nicht länger akzeptieren. Für diejenigen, die sachliche Informationen suchen, möchte wir diese hier bereitstellen und verweisen darauf, dass wirkliche Bewertungen und Schlüsse für europäische Anlagen erst zu einem sehr viel späteren Zeitpunkt verfügbar sein werden und erst dann eine echte Diskussion erfolgen kann. Sicher ist jedoch bereits jetzt, dass:
1.) Kein Grund in Deutschland besteht sich Jod-Tabletten und Geigerzähler zu kaufen (mehr als 9000 km Entfernung von Fukushima)!
2.) Die Freisetzung von Radioaktivität und die „Verstrahlung“ von Arbeitern vor Ort in KEINER Weise mit Tschernobyl vergleichbar sind.
3.) So ein Unfall in deutschen Kraftwerken aufgrund vielfältiger technischer Sicherheitsvorkehrungen und sehr verschiedener Managementkultur unvorstellbar ist.
(diese Seite sowie die weiterführende Seitee fukushima.html (LINK) wird seit dem14.03.2011 betreut von Thomas P.)
Unit 1 (460MWelektrisch = 1380MWthermisch) ist ein Siedewasserreaktor Typ Mark I der US-amerikanischen Firma GE (eine Zeichung ist unten angefügt - Quelle: NRC)
Unfallhergang: automatische Abschaltung des Reaktors durch das Erdbeben (wie erwartet von der Auslegung - auch wenn das Erdbeben mit Stärke 9 auf der Richterskala deutlich über der Auslegung lag). Damit war die nukleare Kettenreaktion (Kernspaltung) gestoppt und „nur noch“ die Nachzerfallswärme der hochaktiven Spaltprodukte abzuführen. Diese Wärmeproduktion klingt gewöhnlich exponentiell ab und ist nach einem Tag bei etwa 1% der thermischen Leistung im Betrieb. Nach mehreren Tagen nun nur noch wenige Promille, so dass eine Kernschmelze mit jedem Tag immer unwahrscheinlicher wird.
Man sollte deutlich machen, dass die Technik das Erdbeben gut beherrscht hat: Es sind KEINE Leitungen gebrochen oder Abschaltsysteme durch die enorme Gewalt des Erdbebens ausgefallen.
Der anschließende Tsunami hat die Diesel-Notstromgeneratoren lahmgelegt. Ein Tsunamie mit 10m hohen Wellen hatte man wohl in der Tat nicht erwartet (siehe Satellitenbilder von der enomen Zerstörung in der Region durch den Tsunamie). Nichts desto trotz, haben Batterien den Betrieb der Notkühlmittelpumpen durchaus zuerst gewährleistet. Als diese Batterien leer waren, war kein Ersatz verfügbar. Dies lag an der zerstörten Infrastruktur im ganzen Land.
Im weiteren Verlauf (Details später) ist das Kühlwasser im Reaktordruckbehälter abgesunken (die Brennelemente lagen demnach oft längere Zeit bis zu 2 m aus dem Kühlwasser heraus und wurden daher am oberen Ende nur noch durch den heißen Wasserdampf gekühlt). Das gesamte Brennelement ist etwa 4 m lang, somit waren die Brennelemente oft nur zur Hälfte mit Kühlwasser bedeckt. Die heißen Zircaloy-Hüllrohre (die den Kernbrennstoff umschließen) und der heiße Kühlwasserdampf bilden bei Temperaturen über 800 grad C merklich Wasserstoffgas. Warum in der japanischen Anlage keine Wasserstoffrekombinatoren funktionierten oder überhaupt vorhanden sind, die diesen Wasserstoff sicher beseitigen (so wie dies in einer deutschen Anlage der Fall wäre!) ist derzeit nicht bekannt. Da Wasserstoffgas leichter als Luft ist, sammelte es sich wohl zumeist unter der Decke des Reaktorgebäudes. Geringfügig im Kühlwasser vorhandene flüchtige Spaltprodukte und Tritium können hier ggf. mit "verdampfen".
Es wurde versäumt die Ansammlung von diesem Wasserstoff zu verhindern, so dass es im weiteren Verlauf zu einer Wasserstoffexplosion gekommen ist. Dabei ist aber das primäre Kontainment (siehe Zeichnung unten: die zweite Hülle nach dem Reaktordruckbehälter) sowie der Reaktordruckbehälter selbst unbeschädigt geblieben. Auch wenn die Bilder vom Kraftwerk schreckliches erahnen liesen, sollte man anmerken, dass das Dach des Reaktorgebäudes kein Kontainment ist und eher leicht gebaut (siehe Zeichnung). Mit dem Reaktordruckbehälter und dem inneren Kontainment (sowie zusätzlich mit den möglicherweise noch intakten Brennelementhüllrohren sowie der Brennstoffmatrix selbst), sind noch mehrere Barrieren gegen die Freisetzung des Spaltproduktinventars vorhanden. Anmerkung: Der Kernbrennstoff ist UO2 in fest gesinterten Tabletten. Studien haben gezeigt, dass die Kristallstrukur von UO2 viele Spaltprodukte relativ gut bindet.
Die Medien (und komischerweise nur die deutschen Medien) sprachen (von Anfang an) aber völlig unbegründet von einer Kernschmelze. Diese ist mit relativ großer Sicherheit auszuschließen. Und selbst wenn eine Kernschmelze eintreten sollte, so haben Experiment-Simulationen in Deutschland und in der Schweiz gezeigt, dass diese Schmelze im Betonboden „stecken bleibt“ und nicht in die Umwelt gelangt. Zumal der Kernbrennstoff nun schon einige Tage abgekühlt ist. ( Was ist einer Kernschmelze? – siehe link auf unserer Seite! )
Auch der Vergleich mit Tschernobyl ist völlig unsachlich und absolut nicht haltbar, da in Tschernobyl das brennende Graphit die Radioaktivität des Reaktorkerns in die Atmosphäre eingetragen und verteilt hat. In einem Druckbehälter (auch wenn er Risse oder Bruchstellen entwickeln sollte) wäre die Ausbreitung ganz anders und bei weitem nicht so massiv.
Im weiteren Verlauf des Unfallhergangs ist wiederholt Druck aus dem Kühlmittelkreislauf abgelassen wurden. Dies ist eine Sicherheitsmassnahme um Kühlmittel gegen den inneren Druck im Behälter einspeisen zu können. Möglicherweise ist es genau bei diesem Ablassen von Dampf (der H2 enthielt) zur Wasserstoffexplosion gekommen. Nicht desto trotz war das Ablassen des Drucks notwendig, um eine weitere Kühlmittelzufuhr zu gewährleisten. Das primäre Kontainment (also die Barriere um den eigentlichen Reaktordruckbehälter) ist auch nach der Explosion noch intakt (siehe Anmerkung oben, somit sind noch mehrere Barrieren gegen die Freisetzung des Spaltproduktinventars vorhanden). Druckmessungen aus dem Reaktordruckbehälter und Kontainment sind nun auch verfügbar und werden kontinuierlich von der Internationalen Atomenergiebehörde veröffentlicht.
Das Pumpen von Meerwasser in den Reaktorkern zur Kühlung wird von vielen Experten als problematisch angesehen, da die hohe Salzlast zu thermohydraulichen und korrosiven Problemen führen kann. Daher ist erfreulich, dass die japanischen Behörden nun vermelden, dass jetzt wieder „Freshwater“ in die Unit 1 gepumpt wird.
Das kontaminierte Wasser im Untergeschoss des Turbinengebäudes, welches hohe Konzentrationen an Iod und Cs enthielt, wird nun (Stand 28.03.) in den Kühlkreislauf zurück gepumpt. (siehe auch Unit 2: Brennstabschäden sind sicher nicht auszuschliessen, jedoch ist eine Kernschmelze etwas anderes!)
Zum jetzigen Zeitpunkt (28.3.) sind Druckdaten aus Reaktordruckbehälter und Kontainment für Unit 1-4 verfügbar und werden von der IAEA veroeffenlicht.
In Unit 3 (ein Siedewasserreaktor größerer Leistung als Unit 1, 784MWelektrisch=2381MWthermisch, Typ Mark II - leicht anderes Design, siehe NRC oder Schema gern auch auf Anfrage) wurde seit Herbst letzten Jahres auch MOX (Mischoxid Brennstoff – also Uran- und Plutoniumoxid) in geringem Umfang verwendet. Der Kern hat nur einen kleinen Anteil an MOX Elementen, warum der Vergleich mit dem ohnehin in einem Reaktor gebildeten Pu durchaus gerechtfertigt ist (Pu entsteht beim Betrieb ohnehin in den Brennelementen).
Vom Standpunkt der Sicherheit ist anzumerken, dass das Plutonium keinen Einfluss auf das Verhalten des havarierten Reaktors haben wird. Weder die Menge an Spaltprodukten ist bei Einsatz von MOX anders, noch verändert sich wesentlich das Verhalten (Kühlung) nach dem Abschalten des Reaktors. Eine Freisetzung von Pu ist auch eher sehr unwahrscheinlich, da der Brennstoff PuO2 nicht verdampft. Innerhalb der gesinterten Brennstoffmatrix mit dem Uran ist auch eine Aerosolbildung wohl praktisch auszuschliessen.
Wie in Unit 1 sind auch in Unit 3 die Brennelemente nur zur Hälfte mit Wasser bedeckt. Sie scheinen etwa 2 m aus dem flüssigen Kühlmittel herauszuschauen. Sie werden aber dennoch weiterhin vom Dampf gekühlt, sowie von dem Teil, der ins Kühlwasser ragt. Diese Situation (nach einem Unfallhergang wie in Unit 1 oben beschrieben: mit Wasserstoffexplosion im Reaktorgebäude – möglicherweise angesammelt unter dem Dach) ist natürlich besorgniserregend, dennoch bleibt festzuhalten, dass mehrere Barrieren (vorallem der Reaktordruckbehälter und das primäre Kontainment und die dicke Betonstruktur) vorhanden bleiben.
Beschädigungen der Brennstoffhüllrohre (kleine Risse) sind denkbar, und werden (seit 16.3.) auch für möglich gehalten. Bis 16.3. waren diese Risse auszuschließen, da keine Radioaktivität im Kühlwasser gemessen werden konnte. Eine Kernschmelze ist weiterhin unwahrscheinlich und eine mögliche Freisetzung von Radioaktivität wird sicher sehr viel geringer als in Tschernobyl ausfallen. Das Kontainment könnte aber kleine Risse haben, der Druck im Reaktordruckbehälter zeigt eine Stabilität (angenommen seit 16.3.).
Auch in Unit 2 hat es eine Wasserstoffgasexplosion außerhalb des Reaktordruckbehälters (möglicherweise unter dem Dach angesammelter Wasserstoff) gegeben, nur kann hier die Beschädigung des inneren Kontainments nicht mehr ausgeschlossen werden. Auch hier sind die Brennelemente nicht vollständig von flüssigem Kühlwasser bedeckt – sie ragen 1 bis 2 Meter aus dem Wasser heraus - so wie in Unit 1 und 3 und daher werden sie teilweise vom Wasser und teilweise durch den heißen Dampf gekühlt.)
Die Druckentlastung während der Explosion vom 4-fachen des Atmosphärendrucks zum jetzt stabil bleibenden 1.5-fachen (anderthalbfachen) Atmosphärendruck lässt aber nun auf eine gewisse Dichtigkeit des Kontainments schließen. Die Internationale Atomenergiebehörde in Wien bestätigt weiterhin, dass es kleine "Risse" in den Brennelementen gibt, aus denen in geringem Umfang Spaltprodukte ins Kühlmittel ausgetreten sind. Dies ist möglicherweise vom thermischen Stress an den Hüllrohren (die mehrfach ohne Kühlmittel und dann wieder mit Kühlmittel starke Temperaturschwankungen bestehen mussten). Solche Freisetzungen aus kleinen Rissen im Ummandlungshüllrohr sind nicht außergewöhnlich und treten in geringerem Umfang oft auch im Normalbetrieb eines Reaktors auf. Die freigesetzten Spaltprodukte (immer noch zumeist fest gebunden in der Brennstoffmatrix UO2) werden dann ans Kühlmittel abgegeben. Man kann die Defektrate ziemlich genau über die Menge der Radioaktivität im Kühlmittel bestimmen.
Neuere Werte von im Kraftwerksgebäude kondensiertem Wasser lässt vermuten, dass die Brennelemente im Reaktor Unit 2 beschädigt sind, hohe Konzentrationen von Ag-108m, Ba-140, Te und Co in diesem Wasser weisen darauf hin. Auch in Unit 3 sind diese Werte bedenklich. Das kann eine Beschädigung der Brennelementhüllrohre sein, entweder durch thermischen Stress (Aufheizen bei Verlust des Kühlmittels und dann schnelles Abschrecken bei Einspeisung des Meerwassers) oder durch Korrosion des Salzes im Meerwasser.
Der Brand in der Nähe des Brennelementbeckens in Unit 4 (ein Becken ausserhalb des eigentlichen Reaktordruckbehälters und primären Kontainments) ist nach relativ kurzer Zeit gelöscht wurden. Die Brennelemente (vor wenigen Monaten entladen und daher nicht mehr so heiss), waren mehrere (gewoehnlich 10 bis 15 m) Meter unter dem Wasserspiegel und daher zur Zeit der Explosion nicht in Gefahr. Die Kühlung war mehrere Tagenicht gewährleistet und somit stieg die Wassertemperatur bis auf 84 grad C. Daher musste verdampftes Wasser nachgefüllt werden, da das Wasser auch die Strahlung von den Brennelementen abschirmt. Der eigentliche Reaktor Unit 4 war schon vor längerer Zeit abgeschalten wurden und keine Gefahr geht von diesem aus. Die Kühlung funktioniert nun aber wieder.
Die anderen Kraftwerke, z.B. der Siedewasserreaktor in Tokai , wo eine Kühlmittelpumpe nicht angesprungen ist, aber durch eine Notpumpe sofort deren Funktion übernommen wurde, sind außer Gefahr. Auch Onagawa scheint keine Gefahr darzustellen; die Kühlung erfolgt wie erwartet. Nachbeben in Japan haben zu keiner Freisetzung von Radioaktivität oder Beschädigungen in anderen Kraftwerken geführt.
WEITERE NEWS ZU FUKUSHIMA und Dosiswerte auf Seite 2 (HIER)!
Ein Querschnitt des Reaktors Unit 1 von Fukushima (Siedewasserreaktor - Typ Mark1): Zu sehen sind der Reaktordruckbehälter, danach folgt der primäre Kontainmentbehälter und die Betonhülle, die gleichzeitig gegen die Strahlung abschirmt (biologisches Schild). Auffallend ist auch der Dry-Torus, der wie ein Donat aussieht und unter dem Reaktor liegt. Dieser kann ggf. mit Wasser gefüllt werden. Wenn man sich den vielen Beton unterhalb des Reaktors ansieht, dann versteht man sicher dass eine Kernschmelze in die Umwelt sehr sehr unwahrscheinlich ist.
Sachliche Informationen (allerdings in Englisch) kann man bei externen Links finden z.B.:
http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/index-e.html
http://www.nisa.meti.go.jp/english/index.html
http://www.iaea.org/newscenter/news/tsunamiupdate01.html
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(ältere Beiträge werden in den Info-Pool verschoben!)
