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Tink.ch: Was kann man heute zum Zustand der Reaktoren, der Abklingbecken und des Brennstoffes sagen?
Wolfgang Kröger: Die Reaktoren sind alle abgeschaltet und werden laufend gekühlt, wenn auch notfallmässig. Die Wärme klingt also langsam ab. Zudem soll nun borhaltiges Wasser die Kettenreaktion bremsen. Die Schutzhüllen der Reaktoren 1 bis 3 sind vermutlich intakt. Jene des Reaktors 2 hingegen ist möglicherweise beschädigt.
Die Situation ist also bei weitem noch nicht gelöst. Alle Reaktoren scheinen aber einigermassen notfallmässig gekühlt. Die meisten Angaben zum Zustand der Anlagen stammen allerdings von Tepco und konnten nicht überprüft werden. Wir übernehmen diese Angaben, solange sie plausibel erscheinen.
Noch ist die Untersuchung der Ereignisse in Fukushima nicht abgeschlossen. Welche Aspekte konnten bereits geklärt werden?
Was am Anfang dieses tragischen Ereignisses geschah, ist bereits geklärt. Unmittelbar nach dem Erdbeben war das Bild durchaus positiv: die Reaktoren schalteten sich ab und die Notkühlung wurde in Gang gesetzt. Da das Stromnetz zusammengebrochen war, setzten sich dieselbetriebene Notstromgeneratoren in Gang.
Nach 55 Minuten erreichte der Tsunami die Anlage. Die Überflutung brachte die Dieselgeneratoren ausser Betrieb. Eine zusätzliche, batteriebetriebene Notkühlpumpe schaltete sich ein. Als die Batterien leerliefen, standen die Reaktoren 1 bis 3 zu verschiedenen Zeitpunkten ohne Kühlung da.
Wie sollte ein Kernkraftwerk planmässig auf eine solche Situation (Erdbeben und darauffolgende Flutwelle) reagieren?
Bei einem solchen Ereignis ist vorgesehen, dass die Reaktoren nuklear abgeschaltet werden. Danach müssen sie mit ausreichend Wasser gekühlt werden. Für diese Notkühlsysteme braucht es Strom, entweder aus dem Netz oder aus eigenen Generatoren.
Konnten die Ursachen der Explosionen in den Reaktoren bereits abschliessend geklärt werden?
Es handelte sich dabei um Wasserstoffexplosionen. Als die Kühlung der Reaktoren 1 bis 3 ausfiel, staute sich die Hitze im Inneren der Reaktorkerne. Dabei stiegen die Temperaturen stark an. Dies löste einen besonderen Vorgang aus: durch die Reaktion von Zirkalloy mit Wassermolekülen wurde Wasserstoff freigesetzt.
Dieser Vorgang liess auch den Druck ansteigen. Um die Druckbehälter zu entlasten, entschied man sich dafür, einen Teil des Gases hinauszulassen. Obwohl Wasserstoff mit Sauerstoff explosiv reagiert, ist dies sicherheitstechnisch die attraktivere Variante. Hätte man den Druck weiter steigen lassen, wäre eine Beschädigung der Druckbehälter möglich gewesen.
Als Notfallmassnahme wurden einige Reaktoren mit Meerwasser gekühlt. Wie soll man sich diesen Vorgang genau vorstellen?
Diese absolute Notfallmassnahme bedingt, dass man die Reaktoren definitiv aufgibt. Zudem erschwert die Bildung von Krusten die weitere Kühlung. In einer solchen Situation muss diese Massnahme jedoch sofort erfolgen. Die Reaktoren 1 bis 3 standen stundenlang trocken. Noch unklar ist, weshalb man so lange gewartet hat, bevor man die Meerwasserkühlung einsetzte. Darüber kann im Moment nur spekuliert werden.
Das Wasser wird in die Reaktoren gepumpt, wo es verdampft. Dieser Dampf muss gelegentlich abgelassen werden, wobei Radioaktivität kontrolliert freigesetzt wird.
Ein Teil dieses Wassers befindet sich nun in der Anlage und verhindert die Arbeiten. Dieses Wasser ist stark radioaktiv verseucht.
Waren seit Beginn der Katastrophe immer die gleichen Mitarbeiter auf Platz?
Im normalen Betrieb ist eine Mannschaft für den Betrieb aller sechs Anlagen zuständig. Die gesamte Leistung der sechs Blöcke übertrifft jene aller Schweizer Kernkraftwerke zusammen. Diese enorme Ballung bietet zwar Vorteile für den Betrieb, in einer Notfallsituation ist sie jedoch ein schwerwiegender Nachteil. Ähnlich verhält es sich übrigens mit der Konzentration an radioaktivem Material: im schlimmsten Fall hätte viel mehr Radioaktivität ausweichen können als in Tschernobyl.
Auf jeden Fall waren nicht immer die gleichen Mitarbeiter vor Ort. Jedoch müssen die Menschen im Einsatz über die nötigen Kompetenzen verfügen. Die Strahlenbelastung ist dabei ein limitierendes Element: um eine akute Gefährdung der Gesundheit zu vermeiden, müssen die Mitarbeiter oft rotieren.
Der Mischoxid-Brennstoff, der im Reaktor 3 eingesetzt wird, soll besondere Gefahren bergen. Worin bestehen diese?
In diesem Brennstofftyp wird ein gewisser Anteil Plutonium verwendet, ein hoch radiotoxisches Element. Der Austritt von Plutonium wurde bisher in fünf Bodenproben um die Anlagen nachgewiesen. In zwei Proben wurde der zulässige Grenzwert sogar überschritten. Man kann allerdings nicht genau sagen, welcher Anteil davon aus dem Kraftwerk stammt. Spuren von Plutonium treten nämlich gelegentlich in Bodenproben auf, etwa als Fallout von Atomwaffentests.
Wie werden die Rektoren und Abklingbecken gegenwärtig gekühlt?
Die Reaktoren werden nach wie vor mit Wasser von aussen gekühlt. Mittlerweile wird aber Süsswasser eingespeist. Die Wasserpumpen sind elektrisch betrieben. Sollte der Strom wieder ausfallen, stehen Feuerwehrpumpen bereit. Die Abklingbecken werden ebenfalls von aussen mit Wasser versorgt.
Wo liegen die Schwerpunkte bei den Aufräumarbeiten?
Als erstes war es enttäuschend zu erfahren, dass die Aufräumarbeiten mehrere Monate dauern werden. Doch angesichts der Situation ist wohl keine schnellere Lösung möglich. Ein erstes Ziel ist es, die Kühlsysteme wiederherzustellen. Ein zweiter Schwerpunkt der Arbeiten betrifft das verseuchte Wasser: dazu sind Aufbereitungsanlagen wohl im Aufbau. Zudem muss man die Stromversorgung für alle Anlageteile sichern. An verschiedenen Orten muss dafür Schutt weggeräumt werden. Natürlich dürfen bei all diesen Arbeiten das Personal und die Umgebung nicht weiter gefährdet werden.
Wie entwickelt sich die Situation in den anderen Kernkraftwerken, die vom Erdbeben betroffen waren?
Alle Reaktoren in Fukushima-Daini sind nun abgeschaltet und unter Kontrolle. In den Anlagen in Onagawa und in Tokai, die ebenfalls nach dem Erdbeben abgeschaltet wurden, ereigneten sich keine Störfälle.
Zur Person
Prof. Wolfgang Kröger leitet an der ETH Zürich das Laboratorium für Sicherheitsanalytik. Seine Forschungsgebiete umfassen unter anderem Risikoanalyse für technologische Systeme und Sicherheit der Energieversorgung.