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R
Radioaktivität (Strahlenarten)
Gewisse chemische Elemente sind instabil, das heisst sie zerfallen im Lauf der Zeit spontan in andere Elemente unter Aussendung ionisierender Strahlen. Diese Eigenschaft von Stoffen wird als Radioaktivität bezeichnet.
Radioaktivität ist somit ein spontaner Zerfall von instabilen Atomkernen. Dabei ändern sich Masse und Kernladung und es wird Energie in Form von Wärme und ionisierender Strahlung freigesetzt.
Im allgemeinen Sprachgebrauch werden oft die Begriffe „radioaktive Strahlung“ oder „radioaktive Strahlen“ verwendet. Dieser Ausdrücke sind falsch, denn nicht die Strahlung oder die Strahlen sind radioaktiv, sondern die Stoffe, die sie aussenden. Korrekterweise sollte man immer von „ionisierender Strahlung“ reden, denn eine der Haupteigenschaften dieser Strahlung ist es, die Stoffe, auf die sie treffen, zu ionisieren, das heisst aus einzelnen Atomen dieser Stoffe Elektronen herauszuschlagen. Die betroffenen Atome bleiben danach elektrisch positiv geladen als Ionen zurück. Deshalb der Ausdruck „ionisierende“ Strahlung.
Es muss also heissen: „Radioaktive Stoffe erzeugen beim radioaktiven Zerfall ionisierende Strahlen/Strahlung.“
Strahlenarten
Beim radioaktiven Zerfall entstehen drei verschiedene Arten von Strahlen:
- Alphastrahlen bestehen aus sich schnell bewegenden (107 m/s), positiv geladenen Heliumkernen. Sie lassen sich bereits durch ein Blatt Papier abschirmen. In der Luft kommen sie wenige Zentimeter weit, im Körpergewebe etwa einen Zehntelmillimeter.
- Wenn der strahlende Stoff in den Körper gelangt (inkorporiert wird), kann er im Gewebe nach einiger Zeit aber Krebs verursachen, z.B. in die Lunge. Alphastrahlen gelten als gefährlichste Strahlenart, weil sie einerseits vergleichsweise viel Masse (und damit viel Bewegungsenergie) haben und andererseits zweifach positiv geladen und darum „reaktionsfreudig“ sind.
- Betastrahlung ist eine Elektronenstrahlung. Betastrahlen übertragen Energie auf das Material, in das sie eindringen, die Eindringtiefe ist in der Regel gering, beim Menschen werden bei Bestrahlung von aussen vor allem Verbrennungen an der Hautoberfläche verursacht. Betastrahlen lösen im Körper chemische Bindungen auf und können damit biochemische Reaktionen hervorrufen. Verglichen mit Alphastrahlung hat Betastrahlung viel weniger Masse und ist bloss einfach (negativ) geladen.
- Gammastrahlung besteht aus energiereichen elektromagnetischen Wellen (oder Gammaquanten = Photonen = Lichtteilchen) von sehr kurzer Wellenlänge (unter 0,5 nm) und grosser Durchschlagskraft. Gammastrahlen sind physikalisch mit Röntgen- und Lichtstrahlen verwandt. Sie lassen sich nur mit grossem Aufwand, meist mittels sehr dicker Bleiplatten, abschirmen (mindestens 20 cm Blei oder 1 m Beton).
Liste der Masseinheiten
Masseinheit
Symbol
Was gemessen wird
Definition
Becquerel
Bq
(Radio-)Aktivität
1 Zerfall pro Sekunde
Curie
Ci
Alte Einheit für Radioaktivität
37 Milliarden Zerfälle pro Sekunde (entspricht der Strahlung von einem Gramm Radium)
Gray
Gy
Vom Körper aufgenommene Strahlenmenge (= Energiedosis)
1 Joule pro kg Körpergewicht
Rad (radiation absorbed dose)
rad
Veraltete Masseinheit analog Gray
100 rad = 1 Gy
Rem (Roentgen equivalent man)
rem
Veraltet für biologische Wirkung der Strahlung
1 rem = 0,01 Sv
Sievert
Sv
Biologische Wirkung der Strahlung (= Äquivalent-Dosis)
1 Joule pro kg Körpergewicht multipliziert mit einem von der Strahlungsart abhängigen Strahlen-Wichtungs-Faktor
(1 Sv = 100 rem)
Messinstrumente
Intensitätsmessung
Die Stärke der ionisierenden Strahlung, genauer: die Aktivität, wird mit dem so genannten Geigerzähler gemessen, ein Gerät, das vom Physiker Hans Geiger entwickelt und von seinem Assistenten Walther Müller entscheidend verbessert wurde. Das Gerät heisst denn auch korrekt „Geiger-Müller-Zählrohr“.
Das Zählrohr ist mit Edelgas (z.B. Argon oder Krypton) gefüllt. Ionisierende Strahlung löst aus den Atomen des Edelgases Elektronen heraus, die im angelegten elektrischen Feld beschleunigt werden und schliesslich ein Knacken auslösen oder ein Lämpchen aufblinken lassen. So kann die Aktivität, also die Anzahl Zerfälle pro Sekunde, gemessen werden. Die Aktivität wird in Becquerel (Bq) angegeben. Heikel ist die Frage, auf welche Art Strahlung und auf Strahlung welcher Energie das Messgerät überhaupt anspricht: Wenn die Strahlung gar nicht ins Innere des Zählrohrs gelangen kann oder zu wenig Energie hat, um ein Edelgas-Atom zu ionisieren, kann sie so nicht nachgewiesen werden. Das Geiger-Müller-Zählrohr ist ein typisches Emissions-Messgerät, es misst an der Quelle.
Dosismessung
Mit so genannten Dosimetern wird die Summe der empfangenen Strahlung, die Dosis, über eine bestimmte Zeit gemessen. Dosimeter werden häufig zur Kontrolle von Personen, die im Bereich von Nuklearanlagen arbeiten, verwendet. Sie werden am Körper getragen und sind manchmal mit einem Alarmsignal versehen, das meldet, wenn die erlaubte Gesamtdosis erreicht ist.
Personendosimeter gibt es in Form von Füllhalterdosimeter (so genannt wegen ihrer Form) oder als Filmdosimeter, in denen ein Film durch die ionisierende Strahlung geschwärzt wird. Füllhalterdosimeter können auf null zurückgestellt werden, Filmdosimeter nicht. Die Dosis wird in Gray (Gy) angegeben. Das Dosimeter ermöglicht es (im Nachhinein!) festzustellen, ob und in welchem Zeitraum jemand bestrahlt wurde. Es dient der Immissionsmessung.
Radioaktivität in der Schweiz
70 Prozent der durchschnittlichen Strahlenbelastung in der Schweiz stammt gemäss Swissnuclear von natürlicher Radioaktivität. Ein Viertel der Belastung kommt aus medizinischen Anwendungen wie Röntgendiagnostik usw. Fünf Prozent der Strahlenbelastung erfolgt aus Anwendung in der Industrie.
Diese Zahlen werden gerne von der Elektrwirtschaft als Argument verwendet, um die Gefährdung der Bevölkerung durch Atomkraftwerke zu bagatellisieren. Aber die Zahlen täuschen. In Bezug auf die Radioaktivität gibt es zwar drei physikalisch identische Strahlenarten, aber deren Wirkung hängt von der Art der Strahlenquelle und von der Art der Einwirkung und der Einwirkungsdauer ab. Wenn von der "radioaktiven Belastung der Bevölkerung" die Rede ist, wie bei obgenannten Zahlen, bleiben diese Aspekte unberücksichtigt. Dabei spielt es eine entscheidende Rolle, ob es sich um eine Belastung durch kosmische Strahlen oder um eine solche durch Alphastrahler innerhalb des Körpers handelt.
Strahlenbelastung
In der Schweiz beträgt die durchschnittliche Jahresbelastung an ionisierender Strahlung pro Person durch
kosmische Strahlung (n)
0.35 mSv
terrestrische Strahlung (n)
0.45 mSv
innere Strahlung (n, k)
0.4 mSv
Radon in Wohnräumen (n, k)
1.6 mSv
Medizinische Anwendung (k)
1.0 mSv
Atomversuche, Tschernobyl, Atomkraftwerke, etc (k)
0.2 mSv
Total
4.0 mSv
(n = natürlich; k = künstlich)
(Quelle: ENSI)
Grenzwerte Schweiz
- Für beruflich Strahlen exponierte Personen beträgt der Grenzwert 20 mSv/Jahr, mit Sonderbewilligung 50 mSv/Jahr, wenn die betreffende Person in den letzten fünf Jahren insgesamt nicht mehr als 100 mSv absorbiert hat.
- Für die Normalbevölkerung beträgt der Grenzwert 1 mSv/Jahr.
- Der Grenzwert für die Aktivität von Radon im Innern von Gebäuden soll auf Empfehlung der WHO bis im Jahr 2014 von 1'000 Becquerel auf 300 Becquerel gesenkt werden.
Kommentar: Das Personal in Atomanlagen darf einer höheren Strahlenbelastung ausgesetzt werden als die Normalbevölkerung, weil einerseits nur so der Betrieb und Unterhalt von Atomkraftwerken möglich ist und andererseits gewisse Risikogruppen, die in der Normalbevölkerung vorkommen, in Atomanlagen gar nicht beschäftigt werden (Kinder, Jugendliche, Schwangere, ältere Personen).
Anreicherung radioaktiver Stoffe in der Nahrungskette
Natürliche und künstliche Radioaktivität
Natürliche Radioaktivität stammt aus Stoffen, die in der Erdkruste vorkommen und spontan radioaktiv zerfallen. Oder aus der kosmischen Strahlung, also von Gamma-Strahlen, die permanent auf die Erde einwirken. Die kosmische Strahlung wird grösstenteils von der Lufthülle absorbiert. Mit zunehmender Höhenlage nimmt die Intensität der kosmischen Strahlung zu. Im Verlauf der Evolution haben sich die Lebewesen (Pflanzen, Tiere, Menschen) an diese Strahlung gewöhnt. In welchem Masse die kosmische Strahlung für die auftretenden Mutationen verantwortlichen ist lässt sich schwer sagen.
Künstliche Radioaktivität stammt aus Stoffen, die bei Kernspaltungsprozessen oder Kernreaktionen neu entstehen, also aus Stoffen, die es natürlicherweise nicht gibt.
Radioaktivität (Wirkungen)
„Menschen, die ionisierender Strahlung ausgesetzt sind, haben je nach Intensität der Strahlung und der aufgenommenen Gesamtdosis mit folgenden Wirkungen zu rechnen:
- Tötung von Körperzellen. Folge einer grossen Zahl von Zellabtötungen ist die so genannte Strahlenkrankheit (Übelkeit, Erbrechen, Durchfall, Fieber, innere Blutungen), die ab Strahlendosen von etwa 5 Sievert innerhalb von 1 bis 2 Wochen zum Tod führt.
- Mutation von Körperzellen. Folge dieser Veränderung des Bauplans der Zellen ist häufig die Wucherung des Zellgewebes; es entsteht früher oder später ein durch Strahlen ausgelöster Krebs. Bei Schwangeren kann es zu Missbildungen des Ungeborenen kommen.
- Mutation von Keimzellen. Die Folgen genetischen Schäden zeigen sich nicht in dem bestrahlten Organismus, sondern erst bei seinen Nachkommen in Form von Missbildungen, Stoffwechselstörungen oder Totgeburten (siehe Kasten).
- Schwächung des Gesamtorganismus. Bei kleineren Strahlenmengen werden die Abwehrkräfte des Körpers geschwächt bis hin zu einer bleibenden Schädigung des Immunsystems.
Besonders heimtückisch erscheint die radioaktive Strahlung deshalb, weil der Mensch keine Sinnesorgane hat, die es ihm erlauben, sie direkt wahrzunehmen.“ (Roland Poser „Warnungen an die ferne Zukunft“, 1990)
Die Wirkung radioaktiver Stoffe im Körper
Strahlenkrankheit
Die Symptome nach intensiver ionisierender Bestrahlung werden als „Strahlenkrankheit“ bezeichnet. Sie tritt nach Unfällen in Atomkraftwerken (Tschernobyl und Fukushima), nach Atomversuchen in der Atmosphäre und nach Atombombenexplosionen (Hiroshima und Nagasaki) auf.
In der Literatur sind unterschiedliche Angaben über die Auswirkungen zu finden. Es ergibt sich ungefähr folgendes Bild:
Bis 0,5 Sv (Sievert): Keine akuten Symptome, allenfalls als Spätfolgen Krebs oder Veränderungen des Erbgutes.
0,5 – 1 Sv: Kopfschmerzen, erhöhtes Infektionsrisiko.
1 – 2 Sv: Leichte Strahlenkrankheit. 10 % Todesfälle nach 30 Tagen. Übelkeit, Erbrechen, Appetitlosigkeit, Unwohlsein, Schlaffheit. Symptome klingen nach einigen Tagen ab, wiederholen sich aber.
2 – 3 Sv: Schwere Strahlenkrankheit. 35 % Todesfälle nach 30 Tagen. Übelkeit, Erbrechen, Haarausfall, Unwohlsein, Schlaffheit, Verlust von weissen Blutkörperchen, erhöhtes Infektionsrisiko.
3 – 4 Sv: Schwere Strahlenkrankheit. 50 % Todesfälle nach 30 Tagen. Zusätzliche Symptome sind Durchfall, Blutungen im Mund, unter der Haut und in den Nieren.
4 – 6 Sv: Akute Strahlenkrankheit. 60 % Todesfälle nach 30 Tagen. Symptome setzen nach einer halben bis zwei Stunden ein. Todesursachen sind meist Infektionen und Blutungen.
6 – 10 SV: 100 % Todesfälle nach 14 Tagen. Knochenmark zerstört, erste Symptome treten nach 15 – 30 Minuten auf.
10 – 20 Sv: 100 % Todesfälle nach 7 Tagen. Erste Symptome treten nach 5 – 30 Minuten auf. Tod durch Fieberdelirium und Koma. Keine Therapiemöglichkeiten mehr.
20 – 50 Sv: 100 % Todesfälle nach 7 Tagen. Symptome und Tod wie oben.
Über 50 Sv: Desorientierung und Koma innert Sekunden oder Minuten Tod nach wenigen Stunden durch Versagen des Nervensystems.
Über 80 Sv: Sofortiger Eintritt des Todes.
Physikalische und biologische Halbwertszeit verschiedener Spaltprodukte von Uran:
Spaltprodukt
Physikalische Halbwertszeit
Biologische Halbwertszeit
Kritisches Organ
Sr 89
54 d
50 a
Knochen
Sr 90
28 a
35 a
Knochen
J 131
8 d
138 d
Schilddrüse
Cs 137
30 a
140 d
Muskeln
Ba 140
13 d
200 d
Knochen
Der Petkau-Effekt
Im Jahre 1972 entdeckte der kanadische Wissenschaftler Abram Petkau den nach ihm benannten „Petkau-Effekt“. Versuche in denen Zellmembrane bestrahlt wurden zeigten, dass Bestrahlung mit kleinen Dosen über längere Zeit eine viel stärkere Wirkuen auslöst, als wenn dieselbe Strahlenmenge kurzzeitig in hohen Dosen verabreicht wurde.
Der Petkau-Effekt wird von der etablierten Wissenschaft bestritten. Dass es bei der Wirkung von Radioaktivität auf lebende Zellen keinen Grenzwert für Schädigungen gibt (die Schädigung beginnt bei null) ist anerkannt. Man geht aber von einer linearen Zunahme der Wirkung aus, Beobachtungen im Umfeld der Atomkraftwerke lassen aber auch andere Schlüsse zu.
Genetische Schäden
Radioaktive Bestrahlung von Fortpflanzungszellen kann Genmutationen verursachen, was in nachfolgenden Generationen zu Missbildungen führt. Besonders eindrücklich hat dies die wissenschaftliche Zeichnerin Cornelia Hesse dokumentiert. Als sie zufälligerweise in der Nähe des Atomkraftwerks Gösgen Insektenzeichnungen für wissenschaftliche Illustrationen anfertigte, bemerkte sie auffallend viele missgebildete Exemplare. Studien in der Nähe anderer Atomkraftwerke zeigten auch dort eine signifikante Häufung von Insekten mit Missbildungen im Vergleich zu Gegenden ohne Atomkraftwerke.
Hinweise darauf, dass Atomkraftwerke für Missbildungen verantwortlich sind, sind nur indirekt zu erhalten. Zum Beispiel durch statistische Erhebungen oder Beobachtungen an Insekten und Pflanzen. Ein direkter Zusammenhang zwischen der Radioaktivität aus Atomkraftwerken und den Missbildungen oder Krebserkrankungen in der Umgebung, lässt sich nicht nachweisen. Ein solcher Zusammenhang kann aber auch nicht ausgeschlossen werden. Es gibt Beobachtungen und Statistiken, die einen Zusammenhang zum mindesten als nahe liegend oder wahrscheinlich erachten lassen. Die Befürworter der Nukleartechnologie pflegen Studien, dir einen Zusammenhang erkennen lassen, als „umstritten“ zu bezeichnen.
Unbestritten ist die Tatsache, dass bereits geringste Dosen ionisierender Strahlen Genschäden verursachen können, d.h. dass es keinen unteren Grenzwert für Schädigungen gibt. „Alle Arten radioaktiver Strahlen lösen Mutationen aus, es kann keine unwirksame geringste Dosis angegeben werden“. (IPNNW/PSR-Schweiz).
Die Befürworter der Nukleartechnologie vergleichen gerne die künstliche Strahlenbelastung mit der natürlichen, ohne zu erwähnen, dass die künstliche Strahlenbelastung auf ganz andere Art und Weise auf den Körper einwirkt als die natürliche. Entscheidend für die biologische Wirksamkeit ist die Art der Strahlungsquelle. Während künstliche Radioaktivität in vielen Fällen durch Substanzen verursacht wird, die in den Körper aufgenommen (inkorporiert) werden und langfristig von innen strahlen, wirkt die natürliche Strahlung hauptsächlich von aussen.
Chromosomenveränderung durch ionisierende Strahlung
Tschernobyl und die Schweiz
Tschernobyl forderte (und fordert weiterhin) auch in der Schweiz Opfer. Durch Hochrechnung internationaler Studien kann man in Bezug auf die Schweiz für die kommenden achtzig Jahre von folgenden Zahlen ausgehen:
- 30 Tote nach BEIR III/1980 (Advisory Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation of the USA)
- 53 Tote nach ICRP Publikation 26 (International Commission on Radiological Protection)
- 550 Tote nach REFR (Radiation Effects Research Foundation)
Eine Studie von 2010 belegt, dass in der Nähe von Atomkraftwerken weniger Mädchen geboren werden als in der übrigen Umgebung. In den 35-km-Zonen rings um deutsche und schweizerische Atomkraftwerke wurden gemäss dieser Studie in den letzten 40 Jahren insgesamt bis zu 20‘000 Mädchen nicht geboren, deren Geburt eigentlich statistisch zu erwarten gewesen wäre. Verfasst wurde die Studie von renommierten Wissenschaftlern des Helmholtz-Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt und der Universität Bremen.
Zusammenfassung:
- Hohe Strahlendosen, wie sie zum Beispiel in Hiroshima aufgetreten sind, verursachen die so genannte „Strahlenkrankheit“, die unter grossen Qualen zum Tode führt.
- Geringere Strahlendosen verursachen Krebs. Hier spielen die Strahlendosis, die Art des strahlenden Stoffes und die Dauer der Einwirkung eine Rolle.
- Radioaktive Strahlung beschädigt die Gene und ist für Missbildungen verantwortlich. Veränderte Gene werden von Generation zu Generation weitergegeben, sie bleiben damit im Genom der Menschheit erhalten.
- Radioaktive Strahlung verändert die Bau- und Konstruktionsmaterialien der Atomkraftwerke durch Versprödung und erhöht damit das Risiko für Anlageschäden mit all ihren Folgen.
Radium
Das weiche und wie Silber glänzende Erdalkalimetall Radium (Symbol Ra, Ordnungszahl 88) wurde 1898 von Marie und Pierre Curie in der Pechblende entdeckt. Radium wurde aus Uranerz extrahiert und als hauptverantwortlich für die Strahlung des Uranerzes identifiziert (1 Million mal radioaktiver als Uran), was schliesslich ausschlaggebend für die Namengebung war (lateinisch radius = Strahl). Von Radium leitet sich auch der Begriff „Radioaktivität“ ab.
Radiumisotope gibt es mit den Atommassen von 213 bis 230, die Halbwertszeiten liegen zwischen 182 Nanosekunden und 1602 Jahren. Radium zerfällt zum ebenfalls radioaktiven Radon.
Lange Zeit wurde Radium zur Herstellung von Leuchtziffern von Uhren verwendet. Die gesundheitlichen Risiken wurden nach 1920 entdeckt, als Zifferblattmalerinnen auffallend häufig an Zungen- und Lippenkrebs erkrankten. Sie hatten die Angewohnheit, den Pinsel, den sie zur Bemalung der Zifferblätter mit radiumhaltiger Farbe benutzten, mit der Zunge anzufeuchten.
Da Radium für die Energieerzeugung in Atomkraftwerken nicht von Nutzen ist, landet es bei der Urangewinnung auf den Schlammdeponien und mit ihm der grösste Teil der natürlichen Radioaktivität uranhaltiger Erze.
Weiter:
Curie, Marie
Radon
Radon (Symbol Rn, Ordnungszahl 86) ist ein radioaktives Edelgas, das durch den Zerfall von Radium entsteht. Da es als Gas leicht dem Erdboden entweichen kann, wird es zur Auffindung von Uranerz-Lagerstätten verwendet. Aus dem gleichen Grund werden in verschiedenen Ländern auch Rückschlüsse auf bevorstehende Erdbeben gezogen, da häufig bei Vorbeben der Radonaustritt aus der Erde zunimmt.
Radon ist für den grösseren Teil der natürlichen ionisierenden Strahlung verantwortlich, dem die Menschen ausgesetzt sind. In Deutschland beträgt die durchschnittliche Jahresdosis pro Person 1,1 mSv (Millisievert). Im Vergleich dazu beträgt der Anteil der kosmischen Strahlung etwa 0,3 mSv/Jahr.
Radongase aus dem Boden und aus Baumaterialien stellen in gewissen Gegenden (vor allem in schlecht belüfteten Räumen) ein gesundheitliches Problem dar. Die Weltgesundheitsorganisation WHO empfiehlt, den gegenwärtig gültigen Höchstwert für Radonstrahlung in Gebäuden von 1'000 Becquerel auf 300 Becquerel zu senken. Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) schätzt, dass dadurch in der Schweiz 50'000 bis 100'000 Gebäude saniert werden müssen.Paradoxerweise wurde (und wird) der Aufenthalt in radonhaltiger Luft (z.B. im Inneren von ehemaligen Bergwerks-Stollen) oder das Trinken von radonhaltigem Wasser von gewissen Medizinern als gesundheitsfördernd empfohlen (Radontherapie).
Reaktordruckbehälter
Im Innern des Reaktordruckbehälters befindet sich der Reaktorkern mit den Brennstäben. Durch Kernspaltung wird dort Wärme erzeugt, die vom Wasser zwischen Kern und Druckbehälter abgeführt wird. Das Innere des Behälters steht unter hohem Druck (154-160 bar bei Druckwasserreaktoren), das eine Erwärmung des Wassers bis 350°C ermöglicht, ohne dass das Wasser siedet.
Bei einem 1300-MW-Druckwasserreaktor hat der Druckbehälter eine Höhe von 12 m, einen Innendurchmesser von 5 m und eine Wandstärke von 25 cm. Er wiegt samt Einbauten 530 Tonnen. Er ist aus speziellem Feinkornstahl gefertigt, der gut zu schweissen ist.
Bei Siedewasserreaktoren (70 bar und 280°C Siedetemperatur) ist der Druckbehälter grösser. Er besteht aus einem zylindrischen Stahlbehälter mit Deckel und einem nach unten gewölbten Boden.
Noch 2010 planten Firmen wie E.ON, RWE und andere in den nächsten 20 Jahren weltweit 200 Reaktoren zu bauen. Die dafür erforderlichen Reaktorkessel, 600 Tonnen schwer und aus einem einzigen Guss, werden allerdings nur von vier Herstellerfirmenhergestellt: Eine in Russland, zwei in China und eine in Japan. Bis 2010 will das japanische Werk seine Kapazität von 4 auf 8 Kessel pro Jahr verdoppeln.
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Reaktortypen
Reaktorschnellabschaltung
Eine Reaktorschnellabschaltung, in der Fachjargon „Scram“ genannt, ist mit einer Notbremsung zu vergleichen. Sie wird in der Regel automatisch ausgelöst, wenn Turbinen oder wichtige Pumpen ausfallen oder andere, die Sicherheit gefährdende Umstände eintreten.
Schnellabschaltungen bedeuten immer ungeplante Unterbrüche und damit Produktionsausfälle. Sie können Stunden bis Tage dauern, denn in jedem Fall muss die Ursache, die zur Schnellabschaltung geführt hat, eruiert und behoben werden, bevor der Reaktor wieder angefahren werden kann.
Weiter:
Reaktorsicherheit
Reaktorsicherheit
Die Sicherheit eines Atomreaktors hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Von der Konstruktionsart
- Von den einzelnen Bauteilen, ihrer Fertigung und ihrer Montage
- Vom Verhalten der Materialien im Dauerbetrieb, z.B. der Reaktion auf Neutronenbestrahlung
- Von den Sicherheitseinrichtungen, deren Planung, Konstruktion und Handhabung
- Von der Ausbildung und dem Verhalten der Betriebsmannschaft
- Vom Verhalten der Betriebsleitung und der Behörden
1. Konstruktionsart
Alle kommerziellen Reaktortypen werden als „sicher“ bezeichnet. In der Regel gelten Neuentwicklungen als „noch sicherer“.
Druckwasserreaktoren sollen sicherer sein als Siedewasserreaktoren, weil das radioaktive Kühlmittel dort nur im Inneren des Containments zirkuliert. Die Schnellen Brüter wurden aus Sicherheitsüberlegungen nicht weiter entwickelt. Auch bei den Hochtemperaturreaktoren gibt es im Bezug auf die Sicherheit grosse Vorbehalte.
In gewissen Fällen haben sich Reaktoren anders verhalten, als die Planer erwartet hatten, so zum Beispiel in Harrisburg.
2. Bau und Montage
Bereits bei der Fertigung der Komponenten können Material- oder Konstruktionsfehler passieren. So wurden beim Bau des neuesten Reaktortyps ETR in Olkiluoto von Seiten der Überwachungsbehörden Hunderte von Mängeln beanstandet.
Auch Sabotage ist denkbar. Sie kann bereits bei der Fertigung der Komponenten oder beim Aufbau der Anlage stattfinden, wenn heimlich unauffällige, aber entscheidende Mängel eingebaut werden. Oder später im Betrieb durch das Betriebspersonal.
3. Der Dauerbetrieb
Gewisse Materialien neigen bei langfristiger Bestrahlung zur Versprödung. Man kennt dies zum Beispiel von Stahl und Beton. Das ist ein ernstzunehmendes Risiko bei extremer Betriebsdauer und bei Erhöhungen. Risse im Reaktormantel in Mühleberg und Fessenheim gehören in diese Kategorie.
4. Sicherheitseinrichtungen
Die ersten Unfälle zeigten, dass Sicherheitseinrichtungen unbedingt mehrfach (redundant) vorhanden sein müssen. Zum Beispiel Notstromanlagen sind heute vierfach vorhanden. Aber das alleine ergibt keine absolute Sicherheit.
Im schwedischen Atomkraftwerk Forsmark sprang bei einem totalen Stromausfall keiner der vier Notstromdiesel automatisch an. Nur dank der Tatsache, dass sich die Operateure über die Vorschriften im Handbuch hinwegsetzten (!), konnten schliesslich zwei Generatoren von Hand gestartet werden. Es waren vier baugleiche Generatoren vorhanden, die sich baim Ausfall der Stromversorgung alle gleich verhielten.
In Gösgen (Schweiz) fielen beim wieder Anfahren des Reaktors nach der Revision 2008 zwei redundante Gleichrichter des Notstandsystems aus, was in der Störfallskala auf Stufe 1 (sicherheitsrelevant) eingestuft wurde. Die Störung wurde behoben, das Anfahrverfahren fortgesetzt, obgleich der Grund für die Störung unbekannt war.
Bei einem Kabelbrand in Browns Ferry (USA) 1975, ausgelöst durch einen unvorsichtigen Techniker, hatte man gelernt, dass lebenswichtige Kabel in mehrfacher Ausführung vorhanden sein müssen und vor allem nicht durch den gleichen Kabelkanal führen dürfen.
5. Die Rolle der Betriebsmannschaft
Bis heute sind praktisch sämtliche Havarien auf Fehlverhalten oder Fehlmanipulationen der Bedienungsmannschaft zurückzuführen. In Tschernobyl und in Harrisburg kam es nur zum Desaster, weil gleich mehrere Fehler begangen wurden.
Beispiele für absolut unverständliches Verhalten der Betriebsmannschaft gibt es etliche: Das Nichtbeachten einer Warnlampe in der Annahme, die Warneinrichtung sei defekt und es handle sich um einen Fehlalarm (Biblis). Oder das unabsichtliche Abdecken einer Warnlampe durch einen Zettel (Harrisburg).
Eine der grössten gefahren stellt die Routine dar. Sie reduziert die Aufmerksamkeit der Operateure und kann dazu führen, dass Störungen nicht erkannt oder falsch interpretiert werden. Weil nicht sein kann, was nicht sein darf.
Ein schwerwiegender Fehler ist auch die verspätete Orientierung der zuständigen Behörden. So wurde beispielsweise 2008 ein Zwischenfall in Gösgen (Schweiz) der Aufsichtsbehörde ENSI erst neun Monate nach der Havarie gemeldet. Weder in Harrisburg noch in Tschernobyl wurde rechtzeitig alarmiert. Fehlende oder zu späte Orientierung der Aufsichtsbehörde oder der Öffentlichkeit kann fatale Folgen haben, weil damit wertvolle Zeit für vorsorgliche Massnahmen, z.B. für eine Evakuierung, verloren geht.
Auch Obstruktion kann vorkommen. Nach einem Trafobrand 2007 im AKW Krümel (Deutschland) verlangte der zuständige TÜV als Aufsichtsbehörde den Einbau eines Diagnosegerätes und eines Stimmenrecorders in der Leitzentrale. Am 19. Juni ging der Reaktor wieder in Betrieb, am 4. Juli kommt es erneut zu einem Kurzschluss. Die Aufsichtsbehörde stellte anschliessend fest, dass der defekte Transformator durch einen baugleichen Jahrgang 1983 ersetzt worden war (!) und dass man auf den Einbau von Diagnosegeräten und Stimmenrekorder verzichtet hatte. Für das Fehlen des Diagnosegerätes gab es keine Erklärung, auf den Einbau des Stimmenrekorders in der Leitzentrale hatte man bewusst verzichtet. Die Aufsichtsbehörde war nicht in der Lage, den Einbau zu erzwingen.
(Das Textdokument „Reaktorunfälle 1952- 1989“ enthält eindrückliche Berichte über Fehlverhalten von Bedienungsmannschaften.)
6. Reaktion der Behörden
Auch das Vorgehen von Behörden kann Gefahren heraufbeschwören. So wurde in Lucens (Schweiz, 1969) der Einbau von Brennelementen bewilligt, die zuvor im Test explodiert waren. Bei Tschernobyl wusste die Weltöffentlichkeit tagelang nicht genau, was eigentlich passiert war. In Biblis wurde die Öffentlichkeit erst auf einen Unfall aufmerksam, als ein Jahr später ein Artikel in einer amerikanischen Fachzeitschrift darüber berichtete. In Harrisburg entschloss man sich erst nach Tagen, Kinder und schwangere Frauen zu evakuieren.
Auf allen Ebenen kann es zu Problemen kommen. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass es weitaus am häufigsten Fehler der Bedienungsmannschaft waren, die zu Unfällen und Katastrophen führten. In vielen Fällen waren es mehrere Faktoren, die zufällig zusammentrafen und erst dadurch Unfälle oder Katastrophen auslösten.
In der Schweiz ist das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) für die Sicherheit der Atomanlagen verantwortlich (www.ensi.ch)
Reaktortypen
Leichtwasserreaktoren
Die meisten Atomreaktoren werden mit normalem Wasser, so genanntem „leichtem“ Wasser H2O gekühlt. Zugleich dient das Wasser auch als Moderator, hat also eine Doppelfunktion. (Im Gegensatz dazu wurde der 1969 geschmolzene Versuchsreaktor in Lucens (Schweiz) mit schwerem Wasser (D2O) als Moderator und Kohlendioxid (CO2) als Kühlmittel betrieben.)
Siedewasserreaktoren
Dieser Reaktor verfügt nur über einen einzigen Wasserkreislauf. Der Reaktorbehälter ist zu zwei Dritteln mit Wasser gefüllt und steht unter deu tlich geringerem Druck als beim Druckwasserreaktor (ca. 75 bar gegenüber ca. 150 bar). Oben im Behälter bildet sich Dampf, der direkt die Turbine antreibt. Turbine und Kondensator sind hochkontaminiert.
Druckwasserreaktoren
Wie der Name besagt, steht das als Kühlmittel verwendete Wasser im Innern des Reaktors unter hohem Druck. Das Kühlwasser füllt, im Gegensatz zum Siedewasserreaktor, den Reaktordruckbehälter vollständig aus.
Ein Primärkreislauf (154 - 160 bar, 320°C)führt die Wärme aus dem Reaktor zum Dampferzeuger (= Wärmetauscher) im Innern des Containments. Die Wärme des Primärkreislaufs wird dort an den Sekundärkreislauf (70 bar, 280° C) abgegeben. Durch das Zweikreislaufsystem wird verhindert, dass Radioaktivität das Containment verlässt, was die Sicherheit der Anlage erhöht und die Wartung vereinfacht.
Der erste Druckwasserreaktor der Welt ging 1957 mit 68 MW Leistung in Shippingport (USA) ans Netz. Das erste Exemplar der neuen Reaktorgeneration, der Europäische Druckwasserreaktor EPR mit 1'720 MW Leistung, ist gegenwärtig in Olkiluoto (Finnland) im Bau und soll, nach etlichen Verzögerungen und doppelt so teuer wie vorgesehen, 2013 ans Netz gehen.
Hochtemperaturreaktoren (HTR)
Hochtemperaturreaktoren erlauben höhere Betriebstemperaturen. Statt 280°C, wie beim Siedewasserreaktor oder 320°C, wie beim Druckwasserreaktor, sind hier Temperaturen bis 1’000°C möglich, als Kühlmittel wird Helium verwendet. Dank der hohen Temperaturen steigt der thermische Wirkungsgrad auf 40% (gegenüber 30-35% bei den konventionellen Reaktortypen).
In Hochtemperaturreaktoren wird ausser Uran auch Thorium als Brennstoff eingesetzt, meist in Kugelform (Kugelhaufenreaktor).
Das in der Natur vorkommende Thorium-232 ist schwach radioaktiv, wird aber durch Einfangen eines Neutrons in das spaltbare Thorium-233 verwandelt, das sich unter Aussendung von Betastrahlung in Protactinium-233 verwandelt und dieses unter nochmaliger Betastrahlung in Uran 233. Uran-233 kann als Brennstoff in konventionellen Atomreaktoren eingesetzt werden.
Der Hochtemperaturreaktor hat eine geringere Leistungsdichte und steht unter kleinerem Druck (40 Bar) als Leicht- oder Druckwasserreaktoren. Das macht ihn prinzipiell gegenüber den konventionellen Reaktoren sicherer, bei Luftzutritt kann sich aber das als Moderator beigefügte Graphit entzünden, was zu ähnlichen Situationen wie in Tschernobyl führen kann. Auch Wassereinbruch führt zu kritischen Situationen.
Versuchsreaktoren gab es in Grossbritannien (Winfrith), den USA (Peach Bottom) und Deutschland (Jülich)
Kommerzielle Anlagen wurden in den USA (Fort St. Vrain mit 342 Megawatt) und Deutschland (Hamm mit 300 Megawatt) errichtet. Der deutsche Reaktor in Hamm nahm nach vierzehnjähriger Bauzeit 1986 seinen Betrieb auf und wurde bereits 1989 wieder stillgelegt. Eine Reihe von Störfällen hatten gravierende Sicherheitsmängel aufgedeckt. Statt der budgetierten 650 Millionen DM kostete der Reaktor schliesslich 4 Milliarden. Ohne Stilllegungs- und Abrisskosten.
Die Forschung am Hochtemperaturreaktor begann in den Sechzigerjahren. Heute wird noch in den USA, in Südafrika und den Niederlanden geforscht.
Norwegen verfügt über reiche Thoriumvorkommen, weshalb der Bau von Hochtemperaturreaktoren geprüft wurde. Auf Grund von Studien, die 2007 in Auftrag gegeben wurden, verzichtet Norwegen aber heute auf diese Reaktorlinie. „Die Thorium-Debatte dürfte nun ein abgeschlossenes Kapitel sein. Hoffentlich beschäftigt sich die Politik jetzt mit wirklichen Lösungen der Klimaproblematik“, meint Nils Bømer, Atomexperte der Umweltschutzorganisation Bellona.
Positiv zu werten sind bei Hochtemperaturreaktoren die höheren Temperaturen, die geringere Leistungsdichte, die Verfügbarkeit von Thorium und die kürzere Halbwertszeit für den entstehenden Atommüll.
Negativ sind die Störanfälligkeit, die hohen Baukosten und die weit grössere Strahlungsintensität des Reaktors und der abgebrannten Brennelemente im Vergleich zu konventionellen Reaktoren, weshalb auf eine Wiederaufarbeitung verzichtet werden muss (direkte Endlagerung des abgebrannten Brennstoffs).
Ungelöste Sicherheitsprobleme und hohe Kosten machen den Hochtemperaturreaktor unattraktiv für die kommerzielle Nutzung der Atomenergie.
Schnelle Brüter
Schnelle Brüter bestehen aus einem Kern aus Uranoxid (80%) und Plutoniumoxid (20%) und einem Mantel, der im wesentlichen Natururan-238 enthält. Im Kern wird bei grosser Wärmeentwicklung ein Neutronenüberschuss erzeugt. Diese Neutronen verwandeln das nicht spaltbare Uran-238 des Mantels in spaltbares Plutonium-239. In einem Schnellen Brüter wird also spaltbares Material erzeugt, „erbrütet“, und zwar mehr, als gleichzeitig verbraucht wird.
Schnelle Brüter waren früher die Hoffnung der Nuklearindustrie. Sie wurden auch als „nukleares Perpetuum mobile“ bezeichnet, weil sie mehr spaltbares Material erzeugen als sie verbrauchen. Erst durch sie würde der Materialdurchsatz im Brennstoffbereich annähernd zu einem Kreislauf. Vorläufig wird mit wenigen Ausnahmen auf die Weiterentwicklung dieser Reaktorlinie verzichtet. Weil die Sicherheitsrisiken und die finanziellen Aufwendungen zu gross sind.
Ein Schneller Brüter entwickelt so viel Wärme, dass Wasser als Kühlmittel ungeeignet ist. Zum Kühlen wird flüssiges Natrium verwendet. Natrium reagiert mit Wasser explosiv. Es bildet sich Wasserstoffgas, das zu Knallgasexplosionen führen kann. In Kontakt mit Luft gerät Natrium in Brand. Ab einer bestimmten Menge Natrium sind Brände nicht mehr zu löschen.
Am 8.März 1987 traten in der Nähe von Genf beim Superphénix in Creys-Malville (Frankreich) wegen eines Lecks 20 Kubikmeter flüssiges Natrium in einen mit Edelgas gefüllten Auffangraum aus. Weil es nicht mit Wasser oder Luft in Berührung kam, entzündete sich das Natrium nicht. Dank mehrfacher Barrieren konnte eine gefährliche Situation vermieden werden. Weil die Bedienungsmannschaft den Alarm zuerst falsch einschätzte, stellte sie den Reaktor erst am 26. Mai (!) ab. Der „Superphénix“ wurde 1996 nach einem Unfall (Stufe 2 auf der Störfallskala) vom Netz genommen und 1998 definitiv stillgelegt.
Ein Versuchsreaktor in Karlsruhe nahm 1977 den Betrieb auf und wurde 1991 abgestellt. Die Kosten für Stilllegung und Entsorgung belaufen sich für den Staat auf über 300 Millionen Euro.
Japan nahm am 6. Mai 2010 den Schnellen Brüter „Monju“ nach 14 Jahren Zwangspause wieder in Betrieb. Damit hofft das Land, die Führung in der Entwicklung der Brütertechnologie übernehmen zu können. Bis 2050 soll ein kommerziell einsetzbarer Reaktor entwickelt werden. Die Zwangspause war im Dezember 1995, nach wenigen Monaten Betriebsdauer, durch ein Leck im Sekundärkreislauf mit nachfolgendem Natriumbrand verursacht worden.
Japan ist das einzige Land, in dem im Moment (Mai 2010) an einem Schnellen Brüter geforscht wird. In Russland soll eine Anlage im Bau sein, in China ist eine geplant.
Schwerwasserreaktor (HWR)
Bei einem Schwerwasserreaktor (Heavy Water Reactor) wird schweres Wasser (D2O) als Moderator und als Kühlmittel eingesetzt. In Schwerwasserreaktoren kann Natururan direkt im Reaktor eingesetzt werden, eine Anreicherung wie bei den Leichtwasserreaktoren ist also nicht nötig. Kanada mit eigenen Uranvorkommen aber ohne Anreicherungsanlage hat einen eigenen Schwerwasserreaktor entwickelt, den CANDU-Reaktor (Canada Deuterium Uranium-Reaktor), der sich zum Exportschlager für Schwellenländer (Brasilien, Indien, Pakistan, Israel, usw.) entwickelte. Der CANDU wird auch „Reaktor des armen Mannes“ genannt.
Reaktorunfälle
Die Wahrscheinlichkeit, dass es in einem Atomkraftwerk zu schweren Unfällen kommt, ist dank ausgeklügelter Sicherheitsmassnahmen zwar gering, das Risikopotential jedoch enorm. Eine Garantie, dass nie etwas passiert, gibt es nicht.
Jeder Atomreaktor ist mit einer Reihe von Sicherheitssystemen ausgerüstet. Diese sollen verhindern, dass radioaktive Stoffe in die Umwelt gelangen. Fehler beim Bau, technisches Versagen von Bauteilen oder Fehler des Bedienungspersonals können aber nie ausgeschlossen werden.
Die Auswirkungen einer Reaktorkatastrophe sind verheerend. In Tschernobyl ist eine Fläche, doppelt so gross wie der Kanton Aargau, für Jahrtausende unbewohnbar. 800'000 Männer wurden bei den Aufräumarbeiten eingesetzt. Noch immer nimmt die Zahl der Krebserkrankungen, der Missbildungen und von Herzkreislaufproblemen in der Region Tschernobyl zu. Die Auswirkungen von Fukushima können noch nicht abschliessend beurteilt werden.
Auf die Schweiz übertragen heisst das, dass zum Beispiel bei einem Super-GAU im AKW Gösgen bei Westwind die Stadt Zürich und grosse Teile der Ostschweiz evakuiert werden müssten und dauerhaft unbewohnbar blieben. (Textdokument „Super-GAU in der Schweiz“)
Eine absolute Sicherheit gibt es nicht, wer Atomkraftwerke betreibt, akzeptiert das Risiko und muss damit leben. Die Liste der Unfälle ist lang und bestätigt Murphys Gesetz: „Alles, was schief gehen kann, wird auch schief gehen.“
Die gefährlichsten aller Unfälle in Atomkraftwerken sind die Kernschmelzunfälle. Sie können ausgelöst werden durch:
- Bruch der Hauptkühlleitung und gleichzeitigem Versagen der Notkühlung
- Stromausfall mit komplettem Ausfall der Notstromversorgung.
- Fehler des Betriebspersonals
Bei schweren Unfällen in Atomkraftwerken treffen immer unverständliche Fehler des Bedienungspersonals mit mehreren zufälligen Ereignissen oder unglücklichen Umständen zusammen. Selbst die Aufarbeitung der Ursachen für die Ölpest im Golf von Mexiko 2010 ergab ein ähnliches Muster wie es nach den Unfällen in Tschernobyl und Harrisburg festzustellen war: Die Sirene des Gas-Detektors war wegen lästiger Fehlalarme abgestellt worden, alle drei unabhängigen Schutzventile zur Verschliessung des Bohrlochs versagten gleichzeitig, bei diversen Entscheidungen war die billigere Variante gewählt worden, aus wirtschaftlichen Gründen wurde zu früh zu viel Bohrschlamm abgepumpt, die Zementierung des Bohrlochs wurde nicht überprüft. (Quelle: NZZ vom 26. Juli 2010)
Die schwersten Unfälle bis 1989:
- Fermi-Reaktor Detroit (USA) am 05.10.1966
- Lucens (Schweiz) am 21.01.1969
- Saint-Laurent I (Frankreich) am 17.10.1969 (Störfall Stufe 4 auf der INES-Skala) ((Link Störfallskala))
- Three Mile Island (Harrisburg, USA) am 28.03.1979
- Tschernobyl am 26.04.1986
- Fukushima am 11.03.2011
Eine Auswahl weiterer Unfälle
2001 Brunsbüttel (Deutschland)
Wasserstoffexplosion, Betriebsleiter entlassen.
2006 Forsmark 1 (Schweden)
Trafobrand nach Kurzschluss, Stromausfall, keiner der 4 Notstromgeneratoren springt an, alle gleiche Bauart mit gleichem Konstruktionsfehler. Handbuch schreibt vor, dass während 30 Minuten niemand ins System eingreifen darf, da es sich selber repariert. Betriebsmannschaft setzt sich über diese Vorschrift hinweg und bringt zwei Generatoren (wundersamer Weise) zum Laufen, sonst wäre eine Kernschmelze nicht zu verhindern gewesen.
2006 Ringhals (grösstes schwedisches AKW)
Trafo-Brand, Ursache unbekannt, Notabschaltung
2007 Krümmel (Deutschland)
Trafobrand, Ursache unbekannt. Notabschaltung. Trafo wird durch einen baugleichen (Jahrgang 1983) ersetzt, obgleich Ursache unbekannt. Auflagen des TÜV: Diagnoseinstrument in Trafo einbauen und Stimmenrecorder in der Kommandozentrale. Am 19. Juni geht der Reaktor wieder in Betrieb.
Am 4. Juli erneut Kurzschluss im Trafo. Notabschaltung. Exakte Wiederholung eines
Störfalls zwei Jahre zuvor. Aufsicht stellt fest, dass beim Trafo kein Diagnosegerät
und in der Leitzentrale kein Stimmaufzeichnungsgerät eingebaut worden war. Keine
Erklärung für das Fehlen des Diagnosegerätes, Stimmaufzeichnung absichtlich
nicht eingebaut. Fazit: Aufsichtsbehörden können unverzüglichen Einbau nicht erzwingen.
Aktuelle Liste der Unfälle weltweit finden Sie auf Google unter „internationale Meldeskala“ und ausführliche Unfallberichte unter den folgenden Links:
- Asse II (Atommüll-Versuchslager mit Wassereinbruch)
- Biblis (Bedienungsmannschaft ignoriert Warnlampe)
- Browns Ferry (Kerze verursacht Kabelbrand)
- Bugey (Stromausfall an Kommandopult und beim Reaktorschutzsystem)
- Cattenom (Probleme mit Ventilen und Brand im Kabelraum)
- Forsmark (die vier Notstromdiesel springen nach Stromausfall nicht an)
- Fukushima (Super-GAU, massive Verstrahlung)
- Gorleben (permanenter politischer Widerstand gegen Castortransporte und Pläne für Endlager)
- Gundremmingen (radioaktives Wasser flutet 3 Meter hoch das Reaktorgebäude)
- Harrisburg (Schläuche falsch angeschlossen, Warnlampe nicht bemerkt)
- Lucens (Kernschmelze im ersten und einzigen Schweizer Reaktortyp)
- Majak (chemische Explosion, setzte mehr Radioaktivität frei als Tschernobyl)
- Sellafield (seit 1955 zahlreiche Unfälle, zum Teil mit massiven Radioaktivitätsaustritten in die Umgebung)
- Tschernobyl (Super-GAU, massive globale Verstrahlung)
- Würgassen (in Betrieb von 1971 – 1994, in dieser Zeit gab es 278 meldepflichtige Ereignisse)
Weiter:
Textdokumente Sicherheit
Redundanz
Wenn technische Systeme als Sicherheitsmassnahme mehrfach vorhanden sind, spricht man von „Redundanz“. Diesen Begriff kennt man seit 1850, als die deutsche Eisenbahnverwaltung verlangte, dass die Kessel der Dampflokomotiven mindestens zwei Überdruckventile haben müssen. Anwendungsbeispiele sind zweifache Bremssysteme (beim Auto, beim Velo, ...), zwei Triebwerke (bei Militärflugzeugen), usw.
In Atomkraftwerken werden heute alle sicherheitsrelevanten Systeme, von Kommandoräumen bis zu einzelnen Kabeln, mehrfach angelegt. So sind zum Beispiel Notkühlpumpen oder Notstromgeneratoren bis zu vierfach vorhanden.
1957 hatte man in Windscale (GB) gelernt, dass es mehrere Kühlkreisläufe braucht. Weil nur einer vorhanden war, gelangten grosse Mengen radioaktiver Kühlmittel in die Umgebung.
1975 hatte man gelernt, dass sicherheitsrelevante Kabel nicht durch den gleichen Kanal geführt werden dürfen. In Browns Ferry (USA) hatte ein Techniker einen Kabelbrand ausgelöst, als er mit einer Kerze die Luftdichtigkeit überprüfen wollte.
Dass Redundanz allein nicht genügt, selbst wenn die Apparate vierfach vorhanden sind, zeigte sich 2006, als im Atomkraftwerk Forsmark (Schweden) keiner der vier (baugleichen) Dieselmotoren der Notstromaggregate selbsttätig ansprang und schliesslich zwei davon nur von Hand in Betrieb gesetzt werden konnten. Und dies nur, weil sich die Operateure über klare Betriebsvorschriften hinweggesetzt hatten.
Dass bei redundant angelegten Systemen baugleiche Apparate verwendet werden, wurde von verschiedenen unabhängigen Experten wiederholt bemängelt, z.B. 1980 im so genannten Gösgen-Hearing.
Weiter:
Reaktorsicherheit
Risiken der Atomenergie
Das grösste Risiko beim Betrieb von Atomanlagen bildet die ungeheure Menge an Radioaktivität, die der Reaktor enthält. Wie die Erfahrung zeigt, kommt es immer wieder zum Entweichen kleinerer oder grösserer Mengen radioaktiver Stoffe, sei es im Normalbetrieb oder bei Unfällen. Die bisher grössten Verseuchungen wurden durch die Katastrophen von Majak (1957), Tschernobyl (1986) und Fukushima (2011) verursacht. Es gibt keinen Grund anzunehmen, es seien die letzten gewesen.
Permanente, tatsächliche Risiken:
- Sporadische Abgabe von radioaktiven Edelgasen durch den Hochkamin
- Abgabe von radioaktivem Tritium ins Abwasser
- Verstrahlung des Personals durch unvorhergesehene Vorkommnisse bei Reparatur- und Wartungsarbeiten
- Fehler des Betriebspersonals die zum Super-GAU führen
- Missbrauch von spaltbarem Material durch Terroristen und „Schurkenstaaten“.
Risiken bei unerwarteten Ereignissen:
- Verstrahlung der unmittelbaren Umgebung bei der Öffnung des Containments durch eine Kernschmelze
- Globale Verstrahlung nach Super-GAU mit Brand im Reaktorgebäude
- Verstrahlung nach Reaktorunfall durch Flugzeugabsturz auf Atomkraftwerk oder Abklingbecken oder Zwischenlager
- Verstrahlung nach Terroranschlägen gegen Atomanlagen oder Atomtransporte
- Öffnung eines Reaktors nach einem Erdbeben oder nach anderen Naturereignissen
Zukünftige Risiken:
- Zusammenbruch der Zivilisation infolge Krieg, gesellschaftlicher oder wirtschaftlicher Entwicklungen und dadurch fehlende Betreuung bestehender und noch funktionierender Atomanlagen
- Mangelnde Kenntnis über Standort und Betreuungsbedarf von Atommüll-Lagerstätten bei den nachkommenden Generationen
- Nach dem Untergang unserer Zivilisation sind die nächsten neuen Zivilisationen bedroht durch Atommülllager und nicht beseitigte oberirdische Atomanlagen
Einiges aus diesen Listen mag heute ziemlich absurd klingen. Bei genauem Nachdenken wird man aber zum Schluss kommen, dass alles theoretisch möglich ist und irgendwann geschehen könnte. Wenn wir heute Entscheide treffen müssen, die unsere Nachkommen über hunderte von Generationen betreffen, sollten wir uns die Mühe nehmen, etwas weiter als nur an die Energieversorgung für die nächsten Jahrzehnte zu denken.
Dass unsere Zivilisation irgendeinmal verschwindet, ist nahe liegend, wir können oder wollen uns das heute aber kaum vorstellen. Wenn man die bisherige Geschichte der Menschheit vergleicht mit den Dimensionen unserer nuklearen Hinterlassenschaft, dann ist es völlig unverständlich, dass diese Technologie weiter, und von einigen gewünscht sogar noch intensiver, genutzt werden soll.
Absolute Sicherheit gibt es nie. Bei Atomanlagen müsste sie gewährleistet sein.
Wer Atomkraftwerke betreibt, akzeptiert das Risiko und muss damit leben. Die Liste der Unfälle ist lang und bestätigt Murphys Gesetz: „Alles, was schief gehen kann, wird auch schief gehen.“
„Es gibt einen einzigen politischen Entscheid, mit dem die Zerstörung des ganzen Landes bewusst in Kauf genommen wird, den Entscheid, Atomkraftwerke zu betreiben oder neu zu bauen.“ (Gerhard Meister, Schriftsteller)