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Kernschmelze, Plutonium: Wie gefährlich ist Fukushima?

People work in the control room of reactor No. 2 with restored lighting at the earthquake and tsunami
(c) REUTERS (Kyodo)
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In Reaktor 2 des AKW Fukushima hat eine Kernschmelze stattgefunden, wenn auch nur "partiell". Im Boden gefundene Spuren von Plutonium könnten aus Reaktor 3 stammen. Fragen und Antworten zur Katastrophe.

Tokio/Wien/J.l./Ki/Tk/Zoe. Es war eine niederschmetternde Botschaft, die am Montag aus dem schwer beschädigten japanischen Atomkraftwerk Fukushima I nach außen drang: Der Kampf, die Reaktoren unter Kontrolle zu bringen, wird länger dauern als erwartet. Denn die Kühlung könne nur in kleinen Schritten erfolgen und würde daher mindestens Monate dauern, sagen Experten.

--> Die neuesten Entwicklungen in Japan

Besonders beunruhigend ist, dass in Bodenproben aus dem Gelände Spuren von Plutonium gefunden wurden. Dieses Metall ist nicht nur radioaktiv, sondern auch höchst giftig. Es könnte aus dem Reaktor 3 stammen, dessen Brennstäbe als einzige der sechs Reaktoren nicht nur Urandioxid enthalten, sondern eine Mischung aus Uran- und Plutoniumdioxid.

Dass in Reaktor 2 die befürchtete Kernschmelze bereits stattgefunden habe, bestätigte Regierungssprecher Yukio Edano am Montag: Er sprach von einer „vorübergehenden“ oder „partiellen“ Kernschmelze. Diese dürfte aber gestoppt worden sein. Was im Inneren der Unglücksmeiler vor sich geht, bleibt aber weiter unklar.

Erstmals wurde am Montag radioaktiv verseuchtes Wasser außerhalb der Atomanlage entdeckt. Es dürfte aus dem Turbinenraum in Kontrollschächte außerhalb des Meilers gelangt sein.

>>> Link: Ausführlicher Bericht zur Lage <<<

 

Im Folgenden eine Zusammenstellung von Fragen und Antworten zur Lage im havarierten Atomkraftwerk Fukushima I:

1. Was ist eine Kernschmelze?

Das Wort „Kernschmelze“ kommt nicht von den Atomkernen, sondern vom Kern des Reaktors. In diesem sind die Brennstäbe: Röhren, die hauptsächlich aus dem Metall Zirkonium (Zr) bestehen. In diesen Röhren ist der Kernbrennstoff in Form von Tabletten: Er besteht aus Urandioxid (UO2), im Reaktor 3 aus einer Mischung aus Uran- und Plutoniumdioxid. Bei einer Kernschmelze schmelzen die Brennstäbe.

Bei welcher Temperatur, das hängt von der Zusammensetzung der Röhren ab, reines Zr schmilzt bei ca. 1850 Grad Celsius. Der Schmelzpunkt von reinem UO2 liegt viel höher, bei 3100 Grad. Das UO2 ist aber nicht rein, sondern durch Zr, aber auch diverse Elemente, die beim radioaktiven Zerfall des Urans entstanden sind, „verunreinigt“, das senkt den Schmelzpunkt.

2. Spielen dabei auch chemische Reaktionen eine Rolle?

Ja, natürlich. So kann etwa das Zirkonium mit Wasser reagieren, wobei Wasserstoff entsteht, der explosiv ist. Und es wird oxidiert, wobei weitere Wärme entsteht. Und natürlich können auch die diversen Zerfallsprodukte des Urans miteinander reagieren, zum Beispiel Cäsium und Jod werden zu Cäsiumjodid.

3. Was ist eine „partielle“ Kernschmelze?

Das kann entweder bedeuten, dass nicht alle Brennstäbe geschmolzen sind oder dass die Brennstäbe nicht völlig flüssig sind. Das kann man von außen sicher nicht einschätzen: Gemenge haben ja keinen fixen Schmelzpunkt.

4. Was meint man mit „temporärer“ Kernschmelze?

Wohl die triviale Tatsache, dass alles, was geschmolzen ist, wieder erstarren kann, wenn die Temperatur tief genug sinkt.

5. Was macht eine Kernschmelze so bedrohlich?

Das heiße, flüssige und radioaktive Material kann sich durch die Hülle und den Boden des Reaktors fressen. Auf diese Weise kommt es in die Umgebung, und dann droht die Kontaminierung des Grundwassers.

6. Wo kommt das Plutonium her?

Mischoxid-Brennstäbe (MOX) enthalten Plutoniumdioxid, das aus der Aufarbeitung alter Brennstäbe stammt. Denn in Kernkraftwerken entsteht Plutonium (Pu) aus dem Uran-Isotop 238U. Die nun im Boden gefundenen Pu-Spuren könnten also aus dem Reaktor 3 (der mit MOX betrieben wird) stammen, vielleicht auch aus abgebrannten Brennstäben.

Das (in all seinen Isotopen) radioaktive und stark giftige Schwermetall Plutonium ist eines der seltensten Elemente der Erdkruste, es kommt nur als Begleiter von Uran vor: ein Atom auf 140 Milliarden Uran-Atome.

7. Wie stark ist das Wasser im Meer radioaktiv kontaminiert?

Das ist eine der vielen ungeklärten Fragen. Schon letzte Woche wurden regional hohe Werte im Wasser gemessen, es kommt mit Löschwasser und als Fallout aus der Atmosphäre. Aber wohin es von Meeresströmungen verdriftet wird, ist noch unklar. Deshalb kann auch nicht abgeschätzt werden, wie viel sich davon in der Nahrungskette anreichert und in Form von Meeresfrüchten und Fisch bedrohlich wird.

8. Ist Japans Trinkwasserversorgung gefährdet?

In Japan wird Trinkwasser in erster Linie aus Oberflächenwasser aufbereitet, für Tokio etwa aus dem Fluss Tone, an dessen Oberlauf sich große Staubecken befinden. Die Gefahr ist also, dass radioaktiver Regen auf die Wasserreservoirs niedergeht und das Wasser so verseucht.

Japans Gesundheitsministerium hat die Betreiber von Wasseraufbereitungsanlagen angewiesen, kein Regenwasser mehr zu verwenden und Becken mit Plastikplanen abzudecken. Die EU schickt 100 Tonnen Trinkwasser und Radioaktivitätsmessgeräte („Dosimeter“).

9. Welche Lebensmittel sind besonders von einer Verstrahlung betroffen?

Von einem Atomunfall unmittelbar betroffen sind vor allem Gemüsesorten im offenen Anbau. So wird Blattgemüse (Spinat, Salat) durch radioaktiv belastete Luft kontaminiert. In weiterer Folge sind Fleisch, Milch und Eier betroffen, weil Tiere belastetes Gras und Futter essen.

Verstrahlte Lebensmittel können nicht „entgiftet“, sondern müssen entsorgt werden. Grundsätzlich dürfen keine Handelsrestriktionen ohne wissenschaftliche Beweise erlassen werden. Dennoch haben etliche Länder aus Sorge vor Verstrahlung Importbeschränkungen für Gemüse, Obst, Milchprodukte, Meeresfrüchte und Fleisch erlassen.

10. Gibt es im Kampf gegen die Verstrahlung eine langfristige Strategie?

Ein Ende der Krise ist nicht absehbar. Kraftwerksbetreiber Tepco räumt ein, keine klaren zeitlichen Angaben machen zu können und hat laut Medienberichten französische Unternehmen um Hilfe gebeten. Die direkten Arbeiten in den Reaktoren werden immer wieder durch Brände und Notevakuierungen aufgrund zu hoher Strahlenbelastung unterbrochen.

Experten rechnen mit einigen Monaten, bis das Kühlungsproblem zumindest mittelfristig in den Griff gebracht werden kann. Atomexperte Murray Jennex von der Universität San Diego sagte, es gebe keine Alternative zu kleinen Schritten zum Kühlen der Reaktoren. „Es wird eine mühevolle Zeit mit vielen unattraktiven Schritten, um das Ganze zusammenzuhalten.“

11. Was wird mit der Region passieren, die jetzt Evakuierungszone ist?

Das kann man nur aus der einzigen Analogie ableiten: Nach dem Unfall von Tschernobyl wurde eine 30-Kilometer-Zone evakuiert, 210.000 Menschen lebten dort, so viele leben auch im 30-Kilometer-Umkreis um Fukushima. Einige weigerten sich zu gehen – wie in Fukushima vor allem Ältere –, ein paar Hundert arbeiten heute noch an der Sicherung des havarierten Reaktors.

Die 30-Kilometer-Zone um Tschernobyl ist unbewohnbar und kann nicht genutzt werden, vor allem wegen des radioaktiven 137Cäsiums mit seiner relativ hohen Halbwertszeit von 30 Jahren. „In Tschernobyl muss man 300 Jahre warten, bis die Böden landwirtschaftlich für Nahrung nutzbar sind“, sagt Georgy Katchiev, russischer Physiker am Institut für Risikoforschung der Boku: „Vielleicht könnte man schon früher Pflanzen für Biosprit etc. anpflanzen.“

12. Woher weiß man überhaupt, welche Gesundheitsgefährdung Strahlung bringt?

Die Daten stammen von Überlebenden der Bombenexplosionen über Hiroshima und Nagasaki, Ärzte dokumentierten 94.000 Fälle An ihnen zeigen sich die Krebsfolgen: Blutkrebs war selten, an soliden Tumoren waren bis 1998 Personen verstorben, etwas mehr als ein Zehntel davon hatte die Tumore von der Strahlung: 850. Später kamen Daten von Tschernobyl dazu: Dort erkrankten 6000 Menschen, vor allem Kinder, an Schilddrüsenkrebs, 15 starben bisher. Man erwartet, dass sich diese Zahl auf 4000 erhöhen wird.

Schilddrüsenkrebs kommt von radioaktivem 131Jod: Davon wurde bei der jetzigen Katastrophe in den ersten drei Tagen ein Fünftel so viel frei wie in Tschernobyl. Die Folgen lassen sich durch die Einnahme von Jodtabletten eindämmen. Damit ist Japan heute besser versorgt, als es die Ukraine war.

 

("Die Presse", Print-Ausgabe, 29.03.2011)