Eine Zusammenfassung der Probleme bei Fukushima I

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Kommentare

Das Erdbeben vor Japan hat zu großen Schäden und enormen Problemen am Kernkraftwerk Fukushima I geführt.

Inhalt

Technische Hintergründe
Normalbetrieb
Notabschaltung
Ausfall der Kühlung
Kernschmelze
Ereignisse in den Reaktoren
Allgemeine Situation
Block 1
Block 2
Block 3
Block 4
Block 5 & 6
Fragen und Antworten…
(Themen: Mo­dera­tion, Was­ser­stoff, Kern­schmel­ze, Strah­len­do­sis, Tscher­no­byl, Ro­bo­ter.)
Schlussworte
Änderungen am Artikel

Disclaimer: Andi und André haben Physik an der RWTH studiert und als Nebenfach Reaktortechnik belegt. Unfehlbar macht uns das allerdings noch lange nicht. Leider. Fehler? → Kommentar!

»Die Kacke ist am Dampfen« schrieben wir am Samstag letzter Woche in der Vorgängerversion dieses Artikels. Leider tut sie das im Kernkraftwerk Fukushima I immer noch ordentlich.
Das Problem an der ganze Chose: Ereignisse und damit Meldungen überschlagen sich, Emotionen sind im Spiel und das ganze wird mit einer Prise Fehlinformationen gewürzt. Heraus kommt ein Brei aus gefährlichem Halbwissen und politischen Meinungen, die eine sachliche Diskussion erschweren.
Wir hier im physikBlog wollen aber eine ebensolche führen, basierend auf wissenschaftlichen Erkenntnissen. Es folgt, wie schon am Samstag, ein Versuch, die Geschehnisse zu ordnen und erklären1.
Dieser Artikel befand sich fünf Tage lang im Ofen, durchlief mehrere Iterationen und einige Erweiterungen. Herausgekommen ist ein 6000-Wörter-Text, der hoffentlich das meiste zum Thema abdeckt. Puh. Beim Schreiben haben uns unsere Kommentatoren Susi und Tr kräftig unterstützt. Ein ganz großes »Danke« dafür!

Stand:
5. April 2011, 15:00 Uhr
Es gibt jetzt ein Diskussions- & Info-Forum!

Bitte beachtet das, schließlich behandeln wir hier ein aktuelles und sich schnell entwickelndes Ereignis. Am Ende des Artikels seht ihr übrigens das Änderungs-Log.

Technischer Hintergrund der Vorgänge im Kernkraftwerk

Um die Situation verstehen und vor allem ein bisschen einschätzen zu können, müssen wir uns leider auch mit ein paar technischen bzw. physikalischen Details zu den Vorgängen beschäftigen. Wir haben uns etwas ausführlicher schon in einem anderen Artikel damit beschäftigt.

Kernkraftwerk im Normalbetrieb

In einem Kernkraftwerk wird über atomare Spaltprozesse Energie freigesetzt, die Wasser erhitzt, schließlich zum Verdampfen bringt und dadurch Turbinen antreiben kann. Die Turbinen sind an einem Generator angeschlossen, der schließlich den gewünschten Strom produziert.
Die antreibende Kernspaltung findet in einer Kettenreaktion statt: Ein Uran-235-Kern spaltet sich — induziert durch ein stoßendes Neutron — in zwei kleinere auf, setzt dabei 2-3 Neutronen und einiges an Energie frei. Die Neutronen fliegen weiter und treffen andere Uran-235-Kerne, die sich dann ihrerseits spalten. Damit sie das tun können, müssen die Neutronen auf die richtige Geschwindigkeit abgebremst werden, sonst fliegen sie einfach dran vorbei. Dafür kommt ein Moderator zum Einsatz. In Fukushima sind verschiedene Reaktoren verbaut: Mark-I-Reaktoren von General Electric, andere von Toshiba und Hitachi. Allesamt sind Siedewasserreaktoren, bei denen Wasser der Moderator ist. Er bremst die Neutronen, weil die dauernd anecken und dadurch Impuls an das Wasser abgeben2. []

Störfall und Notabschaltung

Schema eines SWRs. (Bild: Wikipedia)

Kommt es nun zu unvorhergesehenen Störungen, wird automatisch eine Notabschaltung eingeleitet. Dabei werden Neutronengifte in den Reaktorkern gebracht, die wie ein Staubsauger für die umherfliegenden Neutronen wirken und somit die Kettenreaktion unterbrechen. Das geschieht über Steuerstäbe mit Bor oder Cadmium oder über den Zusatz von Borsäure zum Kühlwasser.
Ist die Kettenreaktion auf diese Weise einmal gestoppt, kann sie ohne weiteres nicht wieder in Gang gebracht werden.

Trotzdem wird es weiter heiß, weil im Brennstoff neben der Kernspaltung3 auch weitere Prozesse zur Kernumwandlung stattfinden. Diese setzen bei weitem nicht soviel Energie frei, wie die Kernspaltung, aber immer noch genug4, um weiterhin für eine Kühlung sorgen zu müssen. Im Artikel zur Nachzerfallswärme haben wir das näher erläutert.

Die Pumpen zur Kühlung laufen allerdings mit Strom5, daher ist es wichtig, dass dieser auch weiterhin zur Verfügung steht. Im Normalfall hat das Stromnetz genügend Kapazitäten, um das abzufangen. Sollte es mal nicht klappen, stehen zunächst Notstromaggregate und schließlich auch noch große Batterien zur Verfügung. []

Ausfall der Kühlung

In Fukushima konnte aber der Stromzufuhr längerfristig nicht wieder hergestellt werden. Die Folge ist, dass die Kühlung ausfällt und mehr Wasser als gedacht verdampft. Das hat zwei entscheidende Nachteile:

Dampf kühlt wegen seiner geringeren Dichte nicht so gut wie Wasser. Durch den hohen Druck6 ist das nicht ganz so schlimm wie bei Atmosphärendruck, aber immer noch blöd.
Dadurch erhöht sich der Druck. Und das ganz gehörig. Um zu verhindern, dass einem der Druckbehälter um die Ohren fliegt, lässt man Druck ab. Das geschieht automatisch über Ventile und ist durchaus vorgesehen.
Weil der Wasserdampf aber direkt mit radioaktivem Material in Kontakt kam, möchte man den nicht in die Umwelt lassen7. Unter anderem deshalb gibt es um den Reaktordruckbehälter eine Sicherheitshülle, das Containment. Also ineinander verschachtelt wie die russische Matrjoschka. Das Containment ist gegen einen gewissen Innendruck ausgelegt, in Fukushima sind das 4 bar8. Bei zu hohem Druck muss aber auch hier Dampf nach außen in das Reaktorgebäude9 abgelassen werden.

Um zu verhindern, dass auf einmal Brennstäbe frei liegen und somit gar nicht mehr gekühlt werden, wird Wasser in den Druckbehälter eingespeist. Dafür gibt es Vorratsbecken mit extra Pumpen10, die den Wasserstand ausgleichen sollen. Klappt natürlich nur, wenn a) Strom da ist, b) noch genügend Vorratswasser vorhanden ist und c) alle Zuleitungen, Ventile und Steuerungen intakt sind. []

Kernschmelze und mögliche Folgen

Werden die Brennstäbe schließlich zu heiß, z.B. weil sie teilweise ohne umgebendes Wasser sind, können sie schmelzen. Der Hauptbestandteil, Uranoxid, hat eine Schmelztemperatur von 2850 °C11, kann also einiges aushalten. Was ab jetzt passiert hängt von vielen Rahmenparametern ab und ist schwer vorherzusagen, auch, weil Erfahrungswerte (zum Glück!) gering sind.
Der günstigste Fall ist, dass die Schmelze im Reaktordruckbehälter bleibt, die Stahlummantelung also standhält. Das wird nur klappen, wenn man irgendwie für eine äußere Kühlung sorgt. Ansonsten wird auch der Stahlbehälter schmelzen12.
Wenn es also schlecht läuft, brennt sich der Klumpen regelrecht nach unten durch, je nach Materialmenge (Containment, Beton-Fundament) auf dem Weg kann das bis zum Erdboden und Grundwasser geschehen. Dann hat man ein Problem, weil verseuchtes Grundwasser nicht sonderlich gesund ist, wie man sich vielleicht vorstellen kann. Allerdings ist das lokal noch relativ eingeschränkt. Zur Geschwindigkeit, mit der das abläuft, haben wir weiter unten ein bisschen ausführlicher berichtet.
Wenn die Schmelze unterwegs auf Wasser trifft, kann es zu schlagartiger Verdampfung kommen, durch die Folgeschäden entstehen können. Vor allem aber steigt der Druck. Fängt man diesen steigenden Druck nicht ab, ist auch eine Beschädigung des Containments nicht ausgeschlossen und der direkte Kontakt zur Atmosphäre ist gegeben. Im schlimmsten Fall entsteht jetzt ein Feuer, dass radioaktive Partikel aufsteigen lässt. Der Wind tut sein übriges und es kann eine ziemlich große Fläche kontaminiert werden.
Prinzipiell kann es übrigens auch zu einer Knallgas-Explosion kommen, die ihrerseits die Schäden vergrößern kann. Das kann man aber mit Stickstoff als Schutzgas im Containment verhindern13. []

Ereignisse in den Reaktorblöcken (Zusammenfassungen)

Allgemeine Situation

Nach dem Erdbeben wurden in diversen Kraftwerken Notabschaltungen durchgeführt, auch in 11 von 53 Kernkraftwerksblöcken14. Das heißt: Steuerstäbe mit Neutronenabsorbern rein, Borsäure zum Kühlwasser dazugeben. Dadurch wird die Kettenreaktion sofort gestoppt, die Stromproduktion des Kraftwerks wird eingestellt.
Kernkraftwerke müssen aber auch nach der Abschaltung weiter gekühlt werden und dafür brauchen sie Strom. Dummerweise hatten Erdbeben und Tsunami auch einen teilweisen Ausfall des japanischen Stromnetzes zur Folge. Kein Strom von außen heißt im Kernkraftwortschatz »Station Blackout« – das Kraftwerk muss sich also selbst versorgen. Spezielle Notstromgeneratoren15 stehen für genau diesen Fall bereit. Die sind auch angesprungen, in Fukushima I allerdings 55 Minuten nach dem Erdbeben aber wieder ausgegangen. Ob das direkt durch den Tsunami verursacht wurde ist nicht klar, da die erste Welle bereits sechs Minuten nach dem Erdbeben ankam16. Das Ergebnis war jedenfalls: kein Notstrom.

Aber auch dafür ist ein Kernkraftwerk eine gewisse Zeit durch Batterien gerüstet. Die halten den Kühlkreislauf provisorisch in Gang, bis von außen wieder Strom eingespeist werden kann. Hat man aber leider nicht so schnell geschafft, so dass es in den einzelnen Blöcken kritisch wurde. []

Block 1 [460 MWel, 292 BE im Abklingbecken17]

Diese Block war der erste mit argen Problemen. Ohne die funktionierende Kühlung ist im Reaktordruckbehälter immer mehr Wasser verdampft, dass über Ventile erst in das Containment und später18 die Umgebung abgelassen werden musste. Das hat zwischenzeitlich die Strahlungsmessgeräte wild ticken lassen, da der Wasserdampf kontaminiert war. Bei intakten Brennelementen handelt es sich hierbei größtenteils um kurzlebige, leichte Nuklide wie Stickstoff-16 mit einer Halbwertszeit19 von 7 Sekunden20. Der Spuk ist also normalerweise schnell wieder vorbei.

Es wurden aber auch kleine Mengen Caesium-137 und Iod-131 nachgewiesen, typische Spaltprodukte von Uran-235. Man kann also daraus schließen, dass bei ein paar Brennstäben die Hülle defekt ist. Ziemlich mies, aber noch OK, wenn man immer nur mal ein bisschen Dampf ablassen muss. Man liest aber auch häufig, dass der Grund dafür eine bereits ablaufende Kernschmelze ist. Das ist zwar durchaus möglich, aber noch lange nicht sichergestellt. Es könnte z.B. auch sein, dass durch das Erdbeben eine Brennstabhülle beschädigt wurde. Sollte es aber trotzdem zu einer (teilweisen) Kernschmelze gekommen sein, so befindet diese sich noch im Reaktordruckbehälter.

Mark-1-Reaktor mit Beschriftungen und Highlights explodierter und gefluteter Bereiche.

Durch die hohen Temperaturen wird der Wasserstoff aus dem Kühlwasser gelöst, der ebenfalls abgelassen wurde. Zusammen mit Sauerstoff hat der dann im Reaktorgebäude das sogenannte Knallgas gebildet — der ein oder andere kennt’s vielleicht noch aus dem Chemieunterricht. Was Knallgas macht, wenn es mit Hitze in Kontakt kommt, sieht man eindrucksvoll den Videobildern: einen ordentlichen Knall. Das wichtige Detail ist hier, dass anscheinend nur das Dach hochgegangen ist, nicht der Reaktordruck- oder Sicherheitsbehälter. Darauf deuten die direkt nach der Explosion sinkenden Strahlungswerte.21

Nach der Explosion hat man jedenfalls alle Versuche, den eigentlichen Kühlkreislauf wieder in Gang zu setzen gestoppt und hat massiv mit Meerwasser geflutet. Sowohl in den Reaktordruckbehälter als auch in das Containment drumherum22. Die Beleuchtung der Schaltwarte sowie einzelne Instrumente sind mit Strom versorgt. Man erhielt erste Daten von Sensoren aus dem Reaktorblock, darunter Temperaturen des Reakturdruckbehälters. Die Kühlung des Druckbehälters wurde mittlerweile von Meer- auf Süßwasser umgestellt, um weitere Salzablagerungen zu vermeiden.
Man fand Wasser, was stark radioaktiv ist, und ist momentan auf der Suche nach den Lecks. Um nicht auf noch mehr unvorhergesehene Wasserstellen zu stoßen, hat man die Wasserzufuhrmenge in den Reaktordruckbehälter heruntergesetzt. Man braucht Platz für abzupumpendes kontaminiertes Wasser, daher wird Wasser durch die Gegend gepumpt — von einem Tank zum nächsten.

Kurzzusammenfassung: Gebäudedach explodiert, Druckbehälter und Containment vermutlich intakt. Durch die Wasserkühlung, mittlerweile mit Frischwasser, ist Block 1 aber momentan relativ stabil. Die Stromversorgung wird Stück für Stück wieder hergestellt. Man fand kontaminiertes Wasser, ist sich aber nicht sicher, woher es stammt.

Auf der internationalen Skala für nukleare Zwischenfälle (INES) hat der Reaktorblock momentan eine 5 von 723. []

Block 2 [784 MWel, 587 BE im Abklingbecken]

Der zweite Reaktorblock war bis zum Anfang der Woche eigentlich relativ unspektakulär. Er musste zwar wie die anderen Reaktoren mit Meerwasser gekühlt werden, aber eine gebäudezerstörende Explosion gab es hier nicht. Im Inneren des Gebäudes änderte sich das aber am Dienstagmorgen: Es kam zu einer Explosion, die zu einer temporären aber starken Erhöhung der Strahlendosis des Gebiets auf kurzzeitig 400 mSv/h führte. Brennelemente sind hier vermutlich ebenfalls beschädigt worden.

Man pumpte weiterhin Wasser zur Kühlung in den Reaktor, kann aber die Brennelemente nicht komplett mit Wasser bedecken – vermutlich ist also ein Leck im Reaktordruckgefäß oder in der Kondensationskammer vorhanden. Das wäre nicht gut und daher macht dieser Block des Reaktors auch mit die meisten Sorgen – er wurde auf der INES-Skala von 3 auf 5 hochgestuft.

Über eine Leitung wurde das System wieder mit dem Stromnetz verbunden. Die Schaltwarte hat wieder Licht, es gibt erste Temperaturmessdaten, die Wasserpumpen funktionieren über diese Leitung. Meerwasser wird massiv ins Abklingbecken gepumpt, ebenso (mittlerweile) boriertes Frischwasser in den Reaktordruckbehälter.
In einem Schacht sammelte sich stark radioaktives Wasser, was durch einen Riss direkt ins Meer gelangt. Man versuchte es mehrfach abzudichten, aber alle Versuche misslangen bisher. Wo das Wasser genau her kommt ist ebebfalls nicht sicher: Farb-Tracer wurden dem Wasser beigemischt, kamen aber nie im Schacht an.
Auch in diesem Block wurde die Wasserzufuhrmenge reduziert. []

Block 3 [784 MWel, 514 BE im Abklingbecken]

Der beschädigte Reaktorblock 3 in Fukushima. (Bild: DigitalGlobe)

Die Entwicklung in Block 3 ist sehr ähnlich zu der von Block 1, der als erster Reaktor Probleme gezeigt hat. Hier kam es ebenfalls zu einer Wasserstoffexplosion, die das Dach des Blocks weggesprengt hatte. Auf den Bildern des Orts sieht Block 3 am stärksten zerstört aus — zumindest von außen. Druckbehälter und Containment könnten beschädigt sein, aber wieder ist Genaues unklar.

Auffallend ist, dass immer mal wieder Dampffahnen über dem Block aufsteigen. Die könnten aus den Abklingbecken stammen, wo die »ausgebrannten« Brennstäbe zur Abgabe ihrer Nachzerfallswärme gekühlt werden24. Dort ist zu wenig Wasser vorhanden, so dass man versuchte, mit Wasserabwürfen aus Hubschraubern und Wasserwerfern vom Boden den Wasserstand zu erhöhen. Immer mal wieder brach man die Wasserbefüllung ab (wegen zu hoher Strahlung, zu gefährlicher Situation) und war sich über den Erfolg nicht sicher. Die lange Befüllung mit Wasserwerfern und später mit einer Autobetonpumpe25 lässt darauf schließen, dass man Erfolg hat. Mittlerweile befüllt man auch hier den Reaktorbehälter mit Süßwasser.
Zwischenzeitlich stieg Rauch auf und man musste wegen vermuteter Brand- oder Explosionsgefahr alle Mitarbeiter abziehen. Trotzdem hat man es mittlerweile auch hier geschafft eine externe Stromversorgung anschließen zu können26, die Warte besitzt wieder Licht.
Beim Verlegen von Kabelleitungen wurden drei Arbeiter hohen Strahlendosen von mehr als 170 mSv ausgesetzt; kontaminiertes Wasser befand sich im Maschinenhaus. Dort könnte es über ein Leck hingelangt sein. Zwischenzeitlich wurde das verseuchte Wasser abgepumpt27.
Aber das führte zu Wasser an anderen, ungünstigen Stellen (Kabelkanal), so dass man das Abpumpen erst ein mal stoppte.
Wasser wird immer wieder zugeführt, auch mit einer Autobetonpumpe in die Abklingbecken.

Die Zwischenfallsituation wird ebenfalls nach INES 5 bewertet. []

Block 4 [784 MWel, 1331 BE im Abklingbecken]

In Reaktorblock 4 passierte etwas anderes als in den Blöcken 1 bis 3. Denn Block 4 war zum Zeitpunkt des Erdbebens nicht »scharf«, es fand also keine Kernspaltungs-Kettenreaktion statt und die Brennstäbe waren nicht im stählernen Reaktordruckbehälter, sondern lagerten im Abklingbecken. Das ist der normale Aufbewahrungsplatz, wenn man zu Inspektionen den Reaktorkern leerräumen muss. Man kann sie schließlich nicht einfach in das Regal im Keller legen28. Eine schöne Animation dazu gibt es bei der New York Times.

Man könnte also denken, der Block sei vorerst sicher. Von wegen! Denn auch hier gab es eine Explosion, die den Betonaufbau ordentlich zerstört hat. In der Außenwand des Reaktorgebäudes klafft ein großes Loch. Zwei mal brach Feuer aus, was von alleine wieder verschwand. Die Temperatur des Wassers im Abklingbecken ist hoch (die letzten Messwerte vom 14.03. lieferten 84 °C, teils scheint es zu kochen), zudem ist zu wenig Wasser im Becken vorhanden. Direkte Meerwassereinspeisung funktioniert nicht, dafür ist man etwa im Tagesrhythmus dabei, mit der Autobetonpumpe jeweils ca. 150 t Wasser da rein zu leiten.

Auch Block 4 hat mittlerweile einen Anschluss an die externe Stromversorgung und verfügt über Stromzufuhr in einzelnen Anlagenteilen.

INES: 3. []

Block 5 [784 MWel, 946 BE im Abklingbecken]
& Block 6 [1.100 MWel, 876 BE im Abklingbecken]

Die Temperaturverläufe der Blöcke 5 und 6 im Vergleich zu einer Normaltemperatur29.

Die beiden Blöcke waren genauso wie Block 4 für Wartungsarbeiten abgeschaltet. Auch in ihnen liegen Brennstäbe in den Abklingbecken, so dass der Wasserstand darin langsam sank. Hier gelang es, mit einem Notstromaggregat eine notdürftige Stromversorgung herzustellen, so dass die Becken mit Wasser nachgefüllt werden können. Waren die Wassertemperaturen in den letzten Tagen noch über 60 °C, sind sie momentan bei ca. 38 °C (Block 5) bzw. 21 °C (Block 6) und damit auf Fastnormalniveau. Der Grund dafür: Die Stromversorgung ist wieder hergestellt, das Nachkühlsystem läuft wieder – Juchu! Entsprechend gibt es keine INES-Bewertung für diese beiden Blöcke.

Insgesamt ist die Lage kritisch, Tendenz mal in Richtung Stabilität, mal in Richtung »wow, fuck, raus hier«. Der Einsatz von Wasserwerfern scheint Erfolg zu haben und die Autobetonpumpe scheint die Abklingbecken kühlen zu können. Alle Blöcke sind wieder ans Stromnetz angeschlossen und Schaltwarten und Maschinenhäuser haben teilweise wieder Licht.

Neben den bisherigen Problemen, die sich etwas abzukühlen scheinen, macht das in den Blöcken verteilte Wasser nun Stress: Teilweise ist es stark, teilweise schwach radioaktiv und befindet sich an Stellen, wo es nicht sein sollte. Wasser fließt ins Meer und wird mitunter bewusst dorthin abgeleitet. Fand man erst nur Radionuklide im Meerwasser, z.B. Iod-13130, so ist man mittlerweile dabei die Flüsse des Wasser nachzuvollziehen.

Über den Blöcken steigt kontinuierlich Wasserdampf auf – vermutlich das verdampfende Wasser, das von außen draufgeworfen wurde.

Die von uns angegebenen Zahlenwerte und Aussagen stützen sich, wenn nicht anders angegeben, auf die Pressemitteilungen der Nuclear and Industrial Safety Agency (NISA).

Detailreichere und dadurch genauere Informationen zu den Status der Reaktorblöcken findet ihr auf der hervorragenden Seite der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit sowie (hört hört) in der deutschen Wikipedia: Der Kernkraftwerk-Fukushima-I-Artikel ist mit vielen Quellen belegt, wird häufig aktualisiert und stichprobenartige Überprüfung ergab solide Zusammenfassungen. Hervorragend. Ebenfalls sehr gut31: Der englischsprachige Schwesterartikel sowie die Unfalltimeline in der englischen Wikipedia. Außerdem ein kurzer Hinweis auf die Übersichtsbeiträge von BraveNewClimate, z.B. diesen vom 26. März32. []

Ein paar Fragen, die man häufig gestellt bekam

…damit ihr euch nicht auch durch die hunderten Kommentare der anderen Artikel wühlen müsst.

Moderation? Ich dachte, das Wasser ‘bremst’ die Kettenreaktion?

Wahrscheinlichkeit der Spaltung von U-235 und Pu-239 für verschiedene Neu­tro­nen­ener­gien. (Bild: Vorlesungsskript)

Nein. Die Moderation sorgt dafür, dass die Neutronen langsamer werden. Erst dann können sie im großen Maße eine neue Kernspaltung auslösen. Das liegt daran, dass die Wahrscheinlichkeit, mit der eine Reaktion zwischen Neutronen und dem Spaltmaterial U-235 stattfindet, nicht immer gleich ist. Rechts sieht man den Verlauf dieser Reaktionswahrscheinlichkeit33 in Abhängigkeit der Neutronenenergie (die der Geschwindigkeit entspricht). Vereinfacht könnte man sagen: sind die Neutronen zu schnell, fliegen sie einfach am Uran vorbei.
Ohne Moderator ist die Kettenreaktion schwierig, aber noch nicht ausgeschlossen. Daher müssen zusätzlich Neutronenabsorber wie Bor eingesetzt werden. []

Der Reaktor ist doch abgeschaltet, warum müssen wir dann noch weiter kühlen?

Auch wenn keine eigentliche Kettenreaktion mehr stattfindet, befinden sich im Reaktor noch Spaltprodukte aus dem Betrieb. Diese radioaktiven Elemente sind instabil und zerstrahlen nach einer gewissen Zeit34 unter Aussendung von Energie. Es entsteht Nachzerfallswärme. Und zwar sowohl in Brennstäben im Reaktorkern als auch für solche, die im Abklingbecken lagern.
Wir haben dem Thema einen eigenen Artikel gewidmet, in dem Detail-Infos inkl. konkreter Zahlenwerte zu finden sind. []

Die haben keinen Strom? In einem Kernkraftwerk??

Klingt bescheuert, was? Nach dem Erdbeben fuhren die Atomkraftwerke ganz automatisch in »STOP«-Position. Steuerungsstäbe: rein, Neutronengifte: Go! und was sonst noch so dazu gehört. Wie gut oder schlecht das geklappt hat, ist noch nicht sicher — aber sie stoppten. Das heißt die Kraftwerke produzierten keinen Strom mehr.
Vermutlich wurden durch das Erdbeben, durch den Tsunami, oder ebenfalls durch die Notabschaltung auch die externen Stromversorgungen gekappt, so dass auch hier keine Zulieferung stattfinden konnte. Es deutet jedenfalls alles darauf hin, dass die Zuleitungen auch nicht eben mal so wieder repariert werden konnten. In wie weit das japanische Hochspannungsnetz überhaupt dazu geeignet ist, die Kernkraftwerke zu betreiben, ist auch gar nicht klar.
Blöder Strom. []

Warum hat man nicht sofort ein großes Notstromaggregat mit einem LKW hingeschafft?

Um das Kraftwerk überhaupt zu erreichen, mussten erst Aufräumarbeiten vorgenommen werden. In den ersten Tagen war nur schwer Durchkommen bis zu den Reaktorblöcken. Kleinere Aggregate hätte man auch mit dem Helikopter dahin transportieren können, zumindest um das Nötigste in Gang zu bringen.
Hat man auch geschafft, man hatte ca. einen Tag nach dem Ausfall Stromaggregate vor Ort, konnte sie aber nicht nutzen. Hier kommt das komplexe Gebilde eines Kernkraftwerks mit all seinen Einzelteilen zum Tragen: ist nach dem Erdbeben (Pumpen und Ventile beschädigt?), Tsunami (Wasseraufbereitung verstopft?) und Explosionen (Zuleitungen intakt?) die Wiederaufnahme der Kühlung überhaupt so einfach möglich? Insbesondere die direkte Stromversorgung zu den Pumpen schien Probleme bereitet zu haben.
Mittlerweile gelingt es übrigens, über eine Behelfskonstruktion immer mehr Kraftwerksanlagen mit dem 110-kV-Stromnetz zu verbinden. []

OK, aber man wird doch eine motorbetriebene Pumpe zum Kühlen da hinbauen können, oder?

Dort, wo die Strahlungwerte hoch sind, kann man keine Arbeiten mehr unmittelbar an den Reaktoren durchführen. Man muss etwas Abstand halten. Daher ist der Betreiber dazu übergegangen, »extern«, aus sicherer Entfernung Wasser in bzw. an den Reaktor zu befördern. Dies geschieht durch Hubschrauber, Feuerwehrwagen oder durch einen Betonpumpwagen.
Numbercrunching zur benötigten Wassermenge: Wenn man 1 MW Wärme (=3,6 GJ/h) durch Verdampfen von reinem Wasser (15 °C kalt) abführen möchte, sind bei Atmosphärendruck etwa 1,4 Tonnen Wasser pro Stunde zuzuführen. Geschieht der Vorgang unter einem höheren Druck als 1 bar erhöht sich die Kochtemperatur, und es wird weniger Wasser benötigt. Zahlenbeispiel für einen intakten Siedewasserreaktor: Bei 71 bar hat Wasser eine Siedetemperatur von 286 °C und es wird 1 Tonne Wasser pro Stunde benötigt. []

Ohne Kühlung kommt die Kernschmelze, was passiert da eigentlich genau? Und wie lange dauert das?

Brennelemente können so heiß werden, dass Tragestrukturen und Brennstoff schmelzen35. Es gibt mehrere Möglichkeiten, was mit dieser Schmelze geschieht. Wir haben sie weiter oben erläutert.

Der geschmolzene Reaktorkern aus Tschernobyl. (Bild: INSP | Galerie)

Um mal den hypothetischen Fall abzuhandeln, dass sich die ungekühlte Kernschmelze »nach unten durchfrisst«, folgt ein bisschen Numbercrunching zur Geschwindigkeit. Die Reaktorblöcke 2-5 erreichen jeweils 784 MWel Leistung (2.381 MWth), die sie aus 548 Brennelementen beziehen36. Aus dem Reaktortechnik-Vorlesungsskript von André und Andi hätten wir anhand der dort angegebenen Referenzdaten 490 Brennelemente geschätzt37. Wir gehen also davon aus, dass wir zum groben Abschätzen mit weiteren Angaben daraus rechnen können (konkret zu den Fukushima-Reaktoren sind die nämlich schwer zu finden).
Jedenfalls besteht ein Brennelement aus mehreren Brennstäben, typischerweise bei SWR aus 8 · 8 = 64 Stäben38. Zusammen sollten sich also etwa 35.000 Brennstäbe im Kern befinden. In einem Brennstab steckt größtenteils Uran, das pro Stab ein Volumen von etwa 466 cm339 einnimmt, der gesamte Kern also etwa 16,3 m3. Das würde bedeuten, dass alleine durch das Uran eine Masse von 310 t zusammenkommt.
Man kann sich nun überlegen, dass die geschmolzene Masse, nennen wir sie »Klumpen«, als Halbkugel auf einem ebenen Stahlboden ruht. Ist zwar ziemlicher Quatsch, weil der Druckbehälter unten rund ist, aber wir wollen ja auch nicht zu komplex werden. In unserem einfachen Modell hätte die Halbkugel einem Durchmesser von ca. 4,0 m und würde somit eine Fläche von 12,3 m2 bedecken. Der Klumpen produziert nach einer Woche noch ca. 6 MW thermische Leistung aus der Nachzerfallswärme, sagen wir mal, dass die Hälfte auf den Stahlboden darunter geht.
Die Stahlwand eines Reaktordruckbehälters sind im Bereich von 20 cm40, direkt unter dem Klumpen befinden sich also etwa 20 t Stahl. Gehen wir mal davon aus, dass wir die von 500 °C auf 1.500 °C erhitzen und schmelzen müssen, damit die Wand nachgibt, so würde das ungefähr eine Stunde und 20 Minuten dauern.
Der Klumpen lagert jetzt auf dem Betonfundament, das direkt unter dem Reaktorkern ziemlich dick ist. Wir nehmen hier mal 3 m und eine Starttemperatur von 20 °C an. Da durchzukommen würde nochmal etwas über einen Tag dauern.
Wohlgemerkt: diese Zahlen stellen eine ganz grobe Abschätzung dar und auch nur für den Fall, dass man den Reaktor sich selber überlassen würde. Dass es nicht so ist, wissen wir mittlerweile. Ebenfalls vernachlässigt wurde der kühlende Effekt des zu schmelzenden Materials.
Sollte dieser Klumpen am Ende noch heiß genug sein, um in den Erdboden einzudringen und schließlich auf (Grund-)Wasser zu treffen, so kommt es zu einer physikalischen Explosion. Dabei verdampft das Wasser schlagartig und durch den Dampf entsteht ein hoher Druck. Der entlädt sich in Richtung des schwächsten Widerstandes — vermutlich das Schmelzloch entlang nach oben, sodass der Klumpen teilweise hochgeschossen wird. Es ist jedoch recht schwer, zuverlässig die Auswirkungen vorherzusagen, insbesondere weil auch hier wieder Erfahrungswerte (zum Glück!) fehlen. Aber: momentan wird gekühlt und der Fall ist rein hypothetisch! []

Aber es hat doch da schon Explosionen gegeben, was war denn das?

Die haben nicht unbedingt etwas mit der Kernschmelze zu tun und können auch auftreten, wenn im Reaktordruckbehälter alles intakt ist. Die Explosionen, die man sah, sind ziemlich sicher auf eine Knallgasreaktion zurückzuführen, also der Kombination aus Wasserstoff, Sauerstoff und Hitze. Das macht ordentlich wumms und reicht aus, das Reaktordach abzureißen. []

Wasserstoff, mhm? Der war doch vorher nicht da…

Auch bei der Hindenburg hat Wasserstoff zur Zerstörung geführt. (Wikimedia)

Bei Temperaturen ab 900 °C entsteht durch chemische Reaktionen von Wasserdampf mit der Hülle der Brennelemente Wasserstoffgas. Diese Reaktion setzt zusätzlich sehr viel Wärme frei. Es gibt Berechnungen, dass in einem Druckwasserreaktor im Falle einer Kernschmelze in 6 Stunden ca. 5000 m3 Wasserstoff entstehen — das sind 5 Millionen Liter. In Verbindung mit Sauerstoff ist das eine hochexplosive Mischung: Das allseits bekannte Knallgas.
Dieses zusätzliche Problem wird erst seit dem Unfall im Kernkraftwerk Three Mile Island im Jahr 1979 bei der Auslegung eines Kernreaktors berücksichtigt. In Siedewasserreaktoren wird daher das Containment mit Stickstoff geflutet, so dass es nicht zu einer Knallgasreaktion kommen kann.
Darüber hinaus wird durch die radioaktive Strahlung im Reaktorkern Wasser direkt in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Allerdings ist die dabei entstehende Menge an Knallgas lange nicht so hoch wie bei der weiter oben beschriebenen Reaktion. Diese so genannte Radiolyse läuft auch während des Normalbetriebs des Kraftwerkes ab, so dass es Vorrichtungen (»Töpfer-Kerzen«) gibt das entstandenen Knallgas abzubauen.
Trotz dieser Vorkehrungen ist im Kernkraftwerk Brunsbüttel im November 2001 ein an den Reaktordeckel angeschlossenes Rohr durch eine Knallgas-Explosion zerstört worden41. []

Was bedeuten die gemessenen Strahlungswerte und wo kommen sie her?

Die Meldungen über die Strahlungsbelastung vor Ort sind häufig sehr vage. Angaben über »400-fache« Strahlungswerte oder »mehr als 2000 Mikrosievert« sind etwa so nützlich, als würde jemand seinen Benzinverbrauch mit »mehr als 3,4 Liter« bezeichnen.
Strahlung kann man sich gut als einzelne winzige Projektile vorstellen, die Schäden auf molekularer Ebene hervorrufen (siehe nächste Frage). Wenn man alle Teilchen zählt, die einen Menschen »verstrahlt« haben, kriegt man eine Strahlungsdosis. Wird diese Dosis wiederholt oder gar kontinuierlich zugeführt, spricht man von Strahlenbelastung. Wie unten erklärt kann der menschliche Körper einiges an Strahlung wegstecken, eine gewisse Belastung durch Hintergrundstrahlung aus dem Weltraum oder vom Boden erfahren Menschen jeden Tag und es beschwert sich niemand42.

Eine übersichtliche Darstellung verschiedener Strahlendosen bei xkcd.com.

Die Stärke der verursachten Schäden hängt von der Größe der Teilchen (ein ?-Teilchen macht mehr Krach), von ihrer Energie und der Durchdringungsfähigkeit (ein ?-Teilchen kann eine längere Strecke zurücklegen) ab. Daher wählt man häufig die Äquivalenzdosis, die Vergleiche untereinander einfacher macht. Die gängige Weise, die Äquivalenzdosis zu beschreiben, ist in Sievert, kurz Sv43; wird diese stetig zugefügt, spricht man von Sievert pro Stunde oder pro Jahr — Sv/h bzw Sv/a.

Der Herkunft der Strahlung in der Nähe des Reaktors ist vielerlei, lässt sich aber zusammenfassen in zwei Hauptquellen: Im Betrieb strahlen die Brennstäbe Neutronen ab, die durch das Design des Reaktors ausreichend abgeschirmt werden sollten. Zweitens strahlen nach dem Ausbrennen die Zerfallsprodukte (ob in geordneter Form von Brennstäben oder nach deren Bruch) ?- und ?-Strahlung ab. Im Reaktorgebäude sind die ausreichend abgeschirmt und machen keinen Stress. Erst wenn die Zerfallsprodukte nach außen gelangen fangen die Probleme an.

Radiologische Messungen zur Strahlendosis am Kernkraftwerk Fukushima I. (GRS)

In den radiologischen Messungen sieht man, dass zum Beispiel am Mittag des 16. März nach »Freisetzungen aus Block 2 und 3« die Strahlungsbelastung am Westtor schlagartig etwa 12.000 µSv/h erreicht hat und dann innerhalb von ca. 3 Stunden wieder auf 1.000 µSv/h gesunken ist. Das bedeutet, dass wahrscheinlich eine kontaminierte Wolke ausgestoßen wurde, einen Sensor erreicht hat, dann immer weiter verdünnt und abgezogen ist. Wichtig ist, dass dies nicht bedeutet, dass dort permanent 12 mSv/h herrschen. Dieser Wert war dort nur für einen relativ kurzen Zeitraum messbar. Es bedeutet ebenso nicht, dass die Wolke diese Intensität beibehält — sie wird sich verdünnen und über einer immer größeren Fläche eine immer kleinere Belastung bedeuten.
Anhand der Messkurve, die man rechts sieht, wird klar, dass das bei allen bisher durchgegebenen Messwerten vom Kraftwerk der Fall ist44. []

Lustiges Einheitenkarussell: Sievert, Milli, Gray, Röntgen, BecquerHÄ!?l

In den Berichten der Presse und auch den offiziellen Statusmeldungen aus Japan werden häufig gemessene Strahlendosen angegeben. Leider scheinen dabei die Einheiten auf ein großes Karussell gepackt worden zu sein, aus dem dann immer mal wieder zufällig eine möglichst verwirrende von ihnen aussteigen gelassen wird.

Sievert (Formelzeichen Sv) ist die Einheit der Äquivalenzdosis. Sie gibt an, wie stark die Strahlung den Körper beeinflusst bzw. schädigt (siehe vorheriger Abschnitt). Früher gab es dafür das rem, das »roentgen equivalent in man«, wobei 100 rem = 1 Sv sind. Die Äquivalenzdosis ist eine gewichtete Energiedosis, also durch die Strahlung deponierte Energie pro Masse (J/kg) plus einen Faktor für die Strahlungsart45.
Lässt man diesen Gewichtungsfaktor weg, landet man bei der reinen Energiedosis und bezeichnet sie Gray (Gy). Ist der Gewichtungsfaktor der Strahlung 1 (z.B. bei β- oder γ-Strahlung), so ist entsprechend 1 Gy = 1 Sv. Hierfür wiederum gab es früher das Röntgen (R), dessen Definition (wie so häufig bei alten Einheiten) etwas WTF?! ist, in trockener Luft aber ähnlich wie oben: 100 R = 1 Gy.

Das ganze bezeichnet jetzt aber nur die insgesamt deponierte Energie. Strahlung ist allerdings über einen langen Zeitraum vorhanden und eine Person vielleicht nur kurz in einem verstrahlten Gebiet. Daher will man die Strahlungsdosis für eine gewisse Zeit haben, z.B. pro Jahr (/a) wenn es um natürliche Belastungen geht oder pro Stunde (/h), wenn man mit hoher künstlicher Radioaktivität hantiert. Denn als Arbeiter ist man eher ein paar Stunden im Kernkraftwerk und lebt da nicht. Daher sieht man häufig Einheiten wie mSv/h, also Milli-Sievert pro Stunde. Dass da vor Sievert noch Milli steht, liegt daran, dass Sievert pro Stunde schon ziemlich übel ist (siehe vorheriger Abschnitt) und man daher Vorfaktoren wählt, die eher passen. Genauso wird natürliche Strahlenbelastung häufig in Microsievert (µSv/h) pro Stunde angegeben, einem tausendstel eines Millisieverts. Man müsste sonst zuviele Nullen hinter’m Komma mitschleifen. Und dann vertut man sich nur.
Dass man sich auch so vertut, zeigt das fröhliche Vorsatzundzeiteinheitskarussell, was gerade in viele Pressemeldungen betrieben wird. Sievert, Mikrosievert pro Stunde und Millisievert pro irgendwas geht munter durcheinander, wird teils falsch umgerechnet und unpassend dargestellt. Ein hoher Spitzenwert von 400 mSv/h heißt noch nicht, dass wirklich über eine Stunde diese Äquivalenzdosis geherrscht hat — wahrscheinlicher ist, dass für nur ein kurzer Zeitraum46 über diese starke Dosis verfügte und der Wert dann auf eine Stunde hochgerechnet ist. Es heißt, wie so häufig: Aufgepasst und mitgedacht!

Jedenfalls: Wir wissen nun also, wie man angeben kann, wieviel Wumms die Strahlung verursacht — gewichtet oder ungewichtet. Also eigentlich das, was uns interessiert, wenn wir von irgendwelchen Gefahren für Menschen ausgehen. Manchmal interessiert einen aber, wie häufig man von einem Stoff ein Strahlungsteilchen erwarten kann (z.B. für Untersuchungen am Stoff selber). Dafür gibt es dann das Becquerel (Bq): ein Maß für die Aktivität eines Stoffes. Es ist 1 Bq = 1 Zerfall pro Sekunde. Auch hier gibt’s die Pensionierungsversion davon: das Curie (Ci) mit 1 Ci = 3,7·1010 Bq. Prinzipiell ist auch hier ein höherer Wert schlecht, aber 10.000 Bq sind nicht gleich 10.000 Bq was die Schadensleistung angeht. Der eine Stoff mag etwas harmloser Strahlen als ein anderer.
Wie schon bei Millisievert pro Stunde gibt man auch hier häufig die relative Größe an, diesmal allerdings pro Menge, also z.B. Bq/cm3 oder Bq/kg, damit man Stoffe besser untereinander vergleichen kann.

Also in Kürze:
(Milli-, Micro-)Sievert: Wumms im Körper (mit Gewichtung der Schadwirkung).
Sievert pro Stunde: Wumms pro Stunde Aufenthalt im Körper.
Gray: Wumms in Materie (ohne Gewichtung der Schadwirkung).
Becquerel: Strahlungsteilchen pro Sekunde.

In etwas mehr Länge hat Slate sich ebenfalls der Dosenkonfusion angenommen. []

Was heißt »kontaminiert« eigentlich, giftig oder einfach radioaktiv? Wieso duschen sich die Arbeiter und Feuerwehrleute im Fernsehen?

Man spricht im physikalischen Sinne von einer Kontamination, wenn man radioaktive Stoffe dort entdeckt, wo die üblicherweise nicht hingehören. Wie etwa im Umfeld eines Reaktors oder in einer Siedlung.
Uran, Plutonium und auch deren Zerfallsprodukte strahlen nicht nur munter vor sich hin, sondern sind auch häufig chemisch für den Organismus nicht so gesund wie ein Arztbesuch oder der tägliche Apfel. Wenn diese Stoffe pulverisiert werden, können sie sich mit der Luft oder Wasser vermischen und verteilt werden.
Darüber hinaus können unbeteiligte Materialien und Stoffe kontaminiert werden, indem sie der Strahlung ausgesetzt sind, sich »aktivieren«47 und selbst anfangen zu strahlen.
Normalerweise wird viel daran gesetzt, die strahlenden Substanzen vor der Umwelt abzugrenzen: Stahlbehälter, dicke Betonmauern, getrennte Wasserkreisläufe, Sicherheitsschleusen. Wenn die Kontamination wie im aktuellen Unfall doch eintritt, tut man alles, damit die Stoffe nicht inkorporiert werden – Atemschutzmasken und Overalls sind Pflicht.
Ist die eingesetzte Schutzkleidung keine Einwegkleidung, die man nach dem Einsatz fachmännisch entsorgt, wird sie nach der Arbeit dekontaminiert: man wäscht die radioaktiven Staubpartikel ab — und das ist das aus Film und Fernsehen bekannte Duschen. [??]

Ist das gefährlich für die Menschen die dort leben?

Radioaktive Strahlung führt zu Veränderungen an den Zellen aller davon betroffenen Lebewesen. Allerdings sind Menschen und höhere Tiere empfindlicher dagegen als primitive Tiere48, Bakterien oder Pflanzen. Die an den Zellen entstandenen Schäden zeigen sich dann in den verschiedenen Organen und letztendlich am gesamten Organismus.
Geschädigt werden vor allem die Proteine in der Zelle und die Erbsubstanz, DNA, im Zellkern. Für DNA-Schäden hat die Zelle gut funktionierende Reparaturmechanismen, die allerdings auch manchmal Fehler machen. Gelingt die Reparatur, dann bleibt die betreffende Zelle ungeschädigt. Treten bei der DNA-Reparatur Fehler auf, wird die Zelle nicht mehr richtig funktionieren. Sie stirbt dann ab oder kann sich zu einer Krebszelle entwickeln. Oft haben diese Zellschäden aber keinerlei Auswirkung. Werden die Keimzellen geschädigt, kann der Fehler an die nächste Generation weitergegeben werden.
Wie stark eine Zelle durch die Strahlung geschädigt wird hängt von der Dosis ab, die vom Körper aufgenommen wird. Ganz grob kann man sagen, je mehr aufgenommene Strahlung, desto größer der Schaden und desto schneller tritt er auf.

Die durchschnittliche Strahlenbelastung eines Menschen. (Daten: Wikipedia)

Die natürlich vorkommende radioaktive Strahlung beträgt etwa 0,02 bis 0,03 µSv/h49. Sie hat dabei verschiedene Quellen: die kosmischen Strahlung, die auf der Erde ankommt; Baustoffe; verschiedene natürlicherweise in der Umgebung vorkommende radioaktive Substanzen oder Bananen (s.u.).
Dieser Strahlung ist jeder von uns seit seiner Geburt ausgesetzt. Sie variiert von Ort zu Ort und nimmt mit zunehmender Höhe zu. Auch die Bodenbeschaffenheit spielt dabei eine Rolle: in Gebieten in denen man Granit findet ist die Strahlung hoch, in denen mit Kalkstein niedrig. Zum Beispiel findet man in Bremen 0,03 µSv/h, in Oberfranken 1,3 µSv/h Strahlendosis. Der Mittelwert in Deutschland beträgt 0,05 µSv/h; der Maximalwert 5,7 µSv/h. Dazu kommt zusätzliche Strahlung durch Röntgen und andere medizinische Behandlungen (Krebstherapie!) und nicht zu vergessen durch Flugreisen. In großen Höhen wird die Strahlung intensiv und Strahlendosen beim Fliegen liegen bei 2 µSv/h.
Beim havarierten Kraftwerk wurde, nach Angaben des Betreibers, am 17. März gegen 11:00 Uhr Ortszeit eine Strahlendosis von 646 µSv/h gemessen. Sie soll zeitweilig sogar zwischen 100 und 400 mSv/h gelegen haben. Würde die Intensität konstant bleiben (was sie aber nicht ist, s.o.), würde das für jemanden, der sich eine Stunde dort aufhält, bedeuten, dass eine Äquivalentdosis von 100 bis 400 mSv aufnimmt. Das ist deutlich höher als die übliche Strahlendosis und bleibt natürlich nicht ohne Folgen für die Menschen, die dieser Strahlung ausgesetzt sind.
Dabei gilt: Je höher die Dosis,

  • desto schwerwiegender sind die Auswirkungen,
  • desto schneller treten die Symptome auf,
  • desto länger dauert die Erholungsphase,
  • desto länger bleibt die Krankheit bestehen und
  • desto geringer werden die Überlebenschancen.

Über Verlauf und Überlebenschancen entscheidet die erhaltene Äquivalentdosis.
Dabei treten die folgenden Symptome auf50:

  • weniger als 0,5 Sv: Keine akuten Symptome. Nachweis, wenn überhaupt, nur über eine verringerte Anzahl der roten Blutkörperchen.
  • 0,5 – 1 Sv: klinisch messbar (weniger rote Blutkörperchen), Kopfschmerzen (Strahlenkater), erste Schädigungen des Immunsystems.
  • 1 – 2 Sv (leichte Strahlenkrankheit): Übelkeit, Appetitlosigkeit, Müdigkeit, Unwohlsein; 10 % der Betroffenen sterben innerhalb eines Monats.
  • 2 – 4 Sv (schwere Strahlenkrankheit): Haarausfall, Verlust der weißen Blutkörperchen, Sterilität, Durchfall, Blutungen unter der Haut; bis zu 50 % der Betroffenen sterben innerhalb eines Monats.
  • 4 – 50 Sv (akute Strahlenkrankheit): mit steigender Dosis steigt die Zahl der Todesfälle; ab einer Dosis von 6 Sv kann man davon ausgehen, das alle Betroffenen innerhalb weniger Tage sterben.
  • über 50 Sv: Sofortiger Eintritt des Todes.

Langfristige Schäden sind ein mit der aufgenommenden Dosis steigendes Risiko an Krebs zu erkranken und Veränderungen an der DNA, die an die folgenden Generationen weitergegeben werden können.

In Tokio, etwa 250 km von Fukushima entfernt, wurde am 17. März eine Strahlendosis von 0,14 µSv/h gemessen. Die natürliche Strahlung in Tokio liegt nach Angaben der japanischen Behörden zwischen 0,028 und 0,079 µSv/h. Das bedeutet, dass die Menschen die dort leben vorerst nicht gefährdet sind.
Allerdings muss man in einem Umkreis von mehreren Kilometern um das Kernkraftwerk mit langfristig erhöhten Strahlendosen rechnen, die zu einer erhöhten Krebsrate und genetischen Schäden in den folgenden Generationen führen können. []

Kommt die radioaktive Wolke auch bei uns an und ist für uns gefährlich?

Strahlenbelastung der letzten Jahre in Mitteleuropa. (Quelle: Quarks & Co.51 )

Nach einiger Zeit52 kommen sicherlich einzelne Teilchen um die Erde. Sehr unwahrscheinlich dagegen, dass sie in Europa schädlich werden können — vermutlich hat sich die Wolke bis dahin bis zur homöopathischen Konzentration (lies: Ungefährlichkeit) verdünnt. Auf jeden Fall aber wird sie weit unter den Werten liegen, die man bisher in Mitteleuropa aufgrund der Kernwaffentests und Tschernobyl gemessen hat.
Es ist bei uns also in keiner Weise notwendig mit einem Geigerzähler seine Umgebung und Nahrung zu kontrollieren oder gar noch vorbeugend Iodtabletten einzunehmen. Im Gegenteil: die bei Katastrophensituationen zum Schutz der Schilddrüse notwendige Menge an Iod53 kann unter normalen Bedingungen schon gefährliche Nebenwirkungen haben. []

Heißt das jetzt, wir haben ein zweites Tschernobyl oder wie?

Kurz: Nein. Der bisherige Unfallverlauf ist unterschiedlich zu dem in Tschernobyl. In Tschernobyl geschah sehr viel sehr schnell. Dagegen ist das, was wir von Fukushima mitbekommen, fast eine Slow-Motion-Aufnahme. Außerdem hatte Tschernobyl einen anderen Reaktortyp mit einer anderen Art Unfall. Ein komplexes und großes Themenfeld, daher nur soviel: Es gab eine große Explosion, die zu starker Zerstörung und einem schwer zu löschenden Graphitbrand führte. Somit wurden über Tage hinweg große Menge radioaktiver Partikel freigesetzt. In den Wochen danach arbeiteten viele, viele Leute in extremer Nähe zum Reaktor, um das Ereignis zu kontrollieren.
Möchte man den jetzigen Unfall mit einem bekannten Ereignis vergleichen, dann ist das wohl eher ein zweites Three-Mile Island. Bei diesem Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor in den USA kam es Ende der 70er zu einer Kernschmelze, weil das Kühlsystem nicht so lief, wie es sollte. Dieser INES-5-eingestufte Unfall lief allerdings relativ glimpflich ab und konnte unter Kontrolle gebracht werden. []

Aber den Super-GAU haben wir doch?!

Meh. Darüber kann man sich streiten und es geht eigentlich an der Sache vorbei. Ein GAU bezeichnet den größten anzunehmenden Unfall, den man eingeplant hat. Ein Super-GAU geht darüber hinaus und provoziert einen Kontrollverlust. Wenn man sich also festlegen will, dann ist es eher ein Super-GAU, wobei man mittlerweile wieder beginnt, Kontrolle zu gewinnen.
Wichtig ist eher, dass man versteht, was genau passiert ist und daraus lernt. Ob das ein GAU oder Super-GAU ist, ist dabei egal. []

Kann es zu einer Explosion wie bei einer Atombombe kommen?

Nein. Das hat zwar beides etwas mit Kernspaltung und Neutronen zu tun, aber es gibt einen wichtigen Unterschied: Die Anreicherung. Bei Kernkraftwerken setzt man Uran in den Brennelementen ein, dass zu etwa 3 bis 4 % mit dem spaltbaren U-235 angereichert ist — eine leichte Anreicherung gegenüber dem natürlichen Niveau von 0,8 %. Damit eine Kettenreaktion so wild abläuft, wie die Freaks, die Atombomben bauen, es gerne hätten, muss Uran-235 zu wesentlich größeren Anteilen in der Kernwaffe vorhanden sein. Mehr als 80 % sind hier verwendete Anreicherungen.
Sollte es entgegen des momentanen Anscheins doch noch zu einer großen Explosion im Kraftwerk kommen, bei dem auch Materialien der Brennelemente freigesetzt werden, so ist der Effekt eher mit dem einer schmutzigen Bombe vergleichbar: Durch eine nicht-nukleare Explosion werden radioaktive Elemente in der Umgebung verteilt und verstrahlen dort das Gebiet. Partikel können dann auch weggeweht werden und weiter entfernte Bereiche verseuchen. Aber eine riesige Explosion mit dem klassischen Pilz, die gibt’s nicht. []

Warum lassen die Japaner nicht ihre Roboter im Kraftwerk arbeiten?

Ein sowjetischer Mondroboter hat bei der Räumung von Brennelementen in Tschernobyl versagt.

Der hochtechnologische Ansatz ist (mittlerweile) kein Science-Fiction — Roboter könnten dort agieren, wo die Strahlung für Menschen zu gefährlich ist. Abgesehen von organisatorischen und finanziellen Hindernissen gibt es aber auch eine physikalische Komplikation: die Halbleiterelektronik ist empfindlich gegenüber der ionisierenden Strahlung54.
Die gesamte moderne Elektronik basiert auf Halbleitern (z.B. Silizium) und die Bestandteile von CPUs, genauso wie RAM oder Festplatten werden immer kleiner. Dies hat zur Folge, dass ionisierende Strahlung genügend Energie in den Bauteilen deponieren kann, um die Nullen und Einsen durcheinander zu bringen. Und wenn das bei einem Bit geschieht, das Zuständig ist, den Motor anzuschalten, versteht der nur noch Bahnhof und funktioniert entweder falsch oder gar nicht.
Im Weltraum hat man übrigens ein ähnliches Problem: Die Strahlung ist allgegenwärtig. Der Robustheit wegen werden daher z.B. die Mars-Rover mit knapp bemessenen 20MHz-CPUs ausgestattet. Unmöglich ist es also nicht, aber schwierig55. []

Wo kommt eigentlich auf einmal das Plutonium in Reaktor 3 her? Ist das nicht schlimm?

Ja, Plutonium ist schlimm. Als Schwermetall ist es giftig für den Körper, das ist Uran aber auch. Das Problem bei beiden56 ist, dass sie α-Strahler sind. Das Üble an α-Strahlung ist, dass dabei Helium-Kerne absondert werden, die aufgrund ihrer hohen Masse (im Vergleich z.B. zu β-Strahlung) eine hohe Schadwirkung erziehlen können. Glücklicher Nebeneffekt: sie kommen auch nicht weit, ein bisschen Luft oder im Zweifelsfall die oberen Hautschichten halten α-Strahlung ab. Problematisch wird es, wenn es in den Körper gelangt. Die Schwermetalle machen sich dann in allen möglichen Organen häuslich ein und richten über einen langen Zeitraum — beide haben hohe Halbwertszeiten57 — radiologischen Schaden an.
Plutonium ist dabei aber etwas schlimmer als Uran, denn es hat eine kürzere Halbwertszeit (24.110 Jahre statt 4,5 Milliarden). Dadurch strahlt es häufiger bei gleicher Menge und erreicht somit schneller extrem schädliche Bereiche.

Dass man in Reaktor 3 Plutonium einsetzt hat, bedeutet aber trotzdem keine besonders gesteigerte Gefahr gegenüber den Nachbarreaktoren. Tatsächlich sind Brennelemente mit einer Mischung aus Uranoxid und Plutoniumoxid nicht selten. Sie finden auch hier in Deutschland Verwendung. Der Grund ist einfach: Plutoniumoxid, konkret mit Pu-239, entsteht in gewissen Mengen58 als Nebeneffekt im Kernkraftwerk, hat aber noch Potential zur Kernspaltung (wie U-235). Es wäre also verschwendet, würde man es als Atommüll deklarieren. In der Wiederaufbereitungsanlage wird das Pu-239 vom Rest getrennt und zusammen mit frischem Uran-235 in sogenannten Mischoxid-Brennelementen (MOX-Brennelement) zum Kernkraftwerk gebracht. Der Anteil spaltbaren Materials bleibt dabei im Wesentlichen gleich, teilt sich jetzt aber auf U-235 und Pu-239 auf. []

Warum dauert es so lange, die Stromversorgung der einzelnen Blöcke wieder herzustellen?

Stück für Stück wächst der Anteil in der Kraftwerksanlage, der wieder mit Strom versorgt ist. Aber es dauert. Es ist eben nicht so einfach, da die Kabeltrommel auszurollen und den Stecker in die Steckdose zu stecken.
So ein Kraftwerk ist ein komplexes Gebilde, bei dem selbst kleinere Unterschiede andere Elektronik erfordern. Die Baujahre der ersten vier Blöcke liegen ca. 2 Jahre auseinander, die Anlagen sind von unterschiedlichen Firmen – das Prinzip des SWRs ist gleich, aber die Bauteile sind vermutlich alles andere als das. Außerdem ist der Schadensverlauf unterschiedlich, sodass nicht klar ist, was überhaupt noch funktioniert.
Ausführlich hat Eng in den Kommentaren etwas dazu geschrieben. []

Bonus-Track: Fukushima in Bananen-Äqulivalenz-Dosis

Und für alle die, die bis hier her ausgehalten haben, noch ein kleines Schmankerl: Bananen sind leicht radioaktiv — erfahrene physikBlog-Hasen wissen das bereits. In Bananen ist Kalium enthalten, dass natürlichweise auch zu 0,012 % aus dem radioaktivem Kalium-40 besteht. Durch das Essen einer Banane wird man somit einer Strahlendosis von etwa 0,1 µSv ausgesetzt59.
Das bedeutet also, dass die Leute in Tokyo einer Strahlung ausgesetzt sind60, die etwa einer Banane pro Stunde entspricht. Vermutlich ist das nicht so gesund, liegt aber wohl eher an der dann unausgewogenen Ernährung. []

Schlussworte

Ohne die besten Leser und Kommentatoren aller lila physikBlogs da draußen wären wir nichts. Und dieser Artikel auch nicht. Denn in den vielen vielen Kommentaren zu unseren letzten Artikeln kamen über die sachlichen Diskussionen Ergebnisse, die uns geholfen haben, den Artikel zu schreiben.

Ich gehe mal davon aus, dass das hier nicht anders wird.
In diesem Sinne: fröhliches Kommentieren!

Änderungen am Artikel

21.03. 18:20 Uhr: Frage/Antwort zu Plutonium im Reaktor 3 hinzugefügt.
21.03. 18:45 Uhr: Fußnote zur Entwicklung von Robotern durch die Kraftwerksbetreiber hinzugefügt
21.03. 19:50 Uhr: Änderung beim Ablauf der Kernschmelze: eine direkte Explosion in Folge einer Kernschmelze wurde früher mal angenommen, mittlerweile nicht mehr — insbesondere wegen Stickstoff als Schutzgas13. Ein reines Durchschmelzen scheint der wahrscheinliche Weg zu sein61.
21.03. 21:30 Uhr: Kleine Änderungen. Zur Verdeutlichung die nicht vorhandene INES-Einstufung von Block 5 & 6 erwähnt. Am Ende des zusammenfassenden Teils, kurz vor den Fragen, die Sekundärliteraturlinkliste noch um zwei Wikipedia-Links erweitert: Fukushima I nuclear accidents und Timeline of the Fukushima nuclear accidents. Wolfram-Alpha-Links durch Kurz-URL-Äquivalente ersetzt.
22.03. 18:30 Uhr: Containment in Fukushima ist gegen 4 bar ausgelegt, nicht 8 bar (das sind typische Druckwasserreaktoren in Deutschland).
23.03. 10:00 Uhr: Stand der Reaktorblöcke aktualisiert.
23.03. 13:31 Uhr: Frage/Antwort, warum die Stromversorung so lange braucht hinzugefügt.
27.03. 16:00 Uhr: Frage/Antwort zu verschiedenen Einheiten der Strahlungsmessung hinzugefügt.
27.03. 22:35 Uhr: Stand der Reaktorblöcke aktualisiert, einen neuen Weitere-Infos-Link hinzugefügt.
30.03. 00:33 Uhr: Antwort zur Schädlichkeit von Plutonium etwas überarbeitet.
05.04. 15:30 Uhr: Stand der Reaktorblöcke etwas aktualisiert (in kurz: Wasser überall, wo es nicht sein soll, Strom in den Maschinenhäusern, alles andere relativ unverändert)
11.04.: Es gibt ein Diskussions-Forum zu Unfall! Im passenden Blog-Artikel findet ihr etwas mehr Info.

  1. Wer den Beitrag von Samstag kennt, wird ein paar Überschneidungen feststellen. Aber dazwischen findet sich auch Neues. Durchhalten! []
  2. Das funktioniert mit Wasser deswegen so gut, weil es leicht ist. Stellt euch vor, ihr nehmt einen Tischtennisball (= Neutron) und schießt ihn auf eine Billiardkugel (=schwerer Kern) – der Tischtennisball wird zurückprallen und nicht langsamer werden. Tischtennisball auf Tischtennisball wird dafür sorgen, dass der andere Ball schneller wird und unser Startball langsamer ? wir haben das Neutron gebremst. []
  3. Die haben wir mittlerweile ja gestoppt. []
  4. direkt nach Abschalten etwa 5% der ursprünglichen Leistung []
  5. Die Pumpen für den Primärkreislauf haben eine Leistungsaufnahme von ca. 7 MW und werden mit 10 kV betrieben! []
  6. Betriebsdruck: 70-80 bar. []
  7. In deutschen Kernkraftwerken kommen dafür übrigens Wallmann-Ventile mit eingebauten Filtern zum Einsatz, die radioaktive Stoffe auf ein hunderstel reduzieren sollen. []
  8. Quelle: Zusammenfassung des BMU. []
  9. Das Reaktorgebäude wird ab und zu als »secondary containment« bezeichnet, hat aber keine hermetische Abriegelung gegenüber der Atmosphäre. (Siehe Kommentar von Christoph) []
  10. Die brauchen dann sinnvollerweise nicht mehr so viel Leistung wie die Pumpen im Primärkreislauf. []
  11. Quelle: http://www.insc.anl.gov/matprop/uo2/melt.php []
  12. Schmelzpunkt: ca. 1500 °C, hängt von der genauen Zusammensetzung ab. []
  13. Siehe Kommentar von Susi [] []
  14. Quelle: JAIF-Report, Karte auf Seite 3. Ich habe allerdings in den offiziellen Pressemitteilungen der NISA (Beispiel) nur 10 gefunden, das AKW Tokai fehlt dabei. Keine Ahnung warum. []
  15. Station Blackout Diesel Generators. []
  16. Quelle: Technology Review bzw. diese Übersicht der Tsunami-Ankunftszeiten. []
  17. Quelle: Kurzbericht der GRS, die sich auf AKW-Betreiber TEPCO berufen. Alle weiteren Zahlen zu der Anzahl der Brennelemente in den Becken ebenfalls dieser Bericht. []
  18. als der Druck 8,4 bar überschitten hat — ausgelegt war er für 4 bar. Quelle: Zusammenfassung des BMU. []
  19. Die Zeit, nach der nur noch die Hälfte des Stoffs vorhanden ist. []
  20. Stickstoff ist deswegen da, weil es als Schutzgas eingesetzt wird. []
  21. Quelle: JAIF-Report vom 18.03. []
  22. Übrigens wird der Reaktordruckbehälter mittlerweile über Feuerlöschleitungen gefüllt. []
  23. Er liegt dabei auf einer Höhe mit dem Unfall im AKW Three Mile Island in den USA, bei dem es nach Aussetzen der Kühlung zu einer teilweisen Kernschmelze kam. []
  24. Das geschieht normalerweise durch einen aktiven Kühlkreislauf. []
  25. So ein Ding mit 58 m Gelenkarm, die mit einer Förderleistung von 50 m3/h betrieben wird. []
  26. Quelle: TEPCO Pressemitteilung []
  27. Quelle: Zusammenfassung der GRS, Stand: 27.03.2011, 20:00 Uhr. []
  28. Übrigens erreichen die dort gelagerten Brennelemente eine Leistung über die Nachzerfallswärme von etwa 2 MW (Quelle: Kurzbericht der GRS). []
  29. Temperaturdaten aus den Presseberichten von NISA und JAIF []
  30. 74 Bq/cm3, das ist ca. 2.000 mal mehr als erlaubt. Wie schlimm das jetzt aber wirklich ist, wissen wir leider auch nicht. []
  31. Vermutlich noch ein Stück besser? []
  32. Aber Achtung, mit der nötigen Skepsis genießen! Aber das solltet ihr bei dem Thema sowieso immer und überall. []
  33. Das Fachwort dafür ist: »Wirkungsquerschnitt«. []
  34. Zeitraum: Sekunden, Stunden oder gar Jahre. Das ist völlig unterschiedlich. []
  35. Allerdings auch nur bei extrem hohen Temperaturen mit über 2000°C. []
  36. Quelle: Kurzbericht der GRS []
  37. Dort sind typische Daten von deutschen Siedewasserreaktoren mit 1300 MWel angegeben. []
  38. Streng genommen gibt es noch eine Stabposition in der Mitte, durch die Wasser fließt — Temperatur und so. Aber wir wollen ja hier nur grob abschätzen. []
  39. Durchmesser der Uran-Pallets bei 12,5 mm, aktive Höhe 3,8 m []
  40. Quelle: Reaktortechnik-Skript, allerdings für einen typischen Druckwasserreaktor. []
  41. Siehe auch Wikipedia Kernkraftwerk Brunsbüttel. []
  42. Tatsächlich gibt es Vermutungen, dass die Strahlung die Evolution mit voran getrieben hat []
  43. 1 mSv (milli) = 1.000 µSv (mikro) = 1.000.000 nSv (nano). []
  44. Ein besonders schlechtes Beispiel war ein »Experte« in einer Radiosendung, der mit dem bisherigen Maximalwert von 400 mSv/h ausgerechnet hat, dass die Techniker spätestens nach einem Tag tod sein müssen (weil man dann im Bereich von 10 Sv ist, siehe übernächste Frage). Dass es aber nur kurz so stark war, schien er unter den Tisch fallen gelassen haben. []
  45. Also ?-, ?-, ?-, und Pony-Strahlung. Eine von denen haben wir soeben frei erfunden. []
  46. Minuten oder nur Sekunden. []
  47. Das heißt, es entsteht ein radioaktives Isotop eines bekannten Elements. []
  48. Damit ist nicht euer Nachbar gemeint, sondern Kakerlaken und anderes solches Krabbelvieh. []
  49. Mikrosievert pro Stunde, s.o. []
  50. Siehe auch Symptome der Strahlenkrankheit der Wikipedia. []
  51. Das ganze scheint auf Daten zu basieren, die auch in diesem PDF, S. 17 verwendet werden. []
  52. Wochen? Monate? Jahre? []
  53. Bei einem Erwachsenen ca. 75 mg in einer einzelnen Dosis []
  54. Es wird dazu Forschung betrieben, hier auch ein Wikipedia-Artikel. []
  55. Laut dieserm Interview haben die Betreiber in Japan die Entwicklung von passenden Robotern abgelehnt, weil es dafür keinen Bedarf gebe. [via Kommentar von hilti] []
  56. Wir beziehen uns hier auf die häufigen Isotope U-238 und Pu-239, die in den Brennstäben vorkommen. []
  57. Ganz im Gegensatz z.B. zu Iod-131 oder Caesium-137. []
  58. ca. 1 % eines abgebrannten Brennelements aus einem Leichtwasserreaktor ist Plutonium — ganz im Gegensatz zu einem Brutreaktor, dessen Aufbau auf die massive Produktion von Plutonium ausgelegt ist. []
  59. Quelle: http://www.ehs.unr.edu/Documents/RadSafety.pdf, Seite 31 []
  60. Daten wie oben vom 17.03. []
  61. Quellen dafür: Vorlesungsskript sowie eine Beschreibung des Karlsruher Instituts für Technologie. []
Kurzlink
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947 Antworten auf Eine Zusammenfassung der Probleme bei Fukushima I

  1. Tobias sagt:
    #1

    Flattr für 44 Fußnoten und eine Banane pro Stunde.

  2. Andi sagt:
    #2

    Danke!

    Noch eine Anmerkung: Wir haben probiert, das bekannte physikBlog-Niveau zu halten. Allerdings wird die Unschärfe unserer Qualitätskontrolle mit zunehmender Textlänge höher. Wenn ihr Fehler findet: Seid nachsichtig und packt sie hier in die Kommentare :).

  3. hilti sagt:
    #3

    Um den Wasserstoff abzubauen wurde in deutschen AKWs nach Tschernobyl Töpfer-Kerzen eingebaut. Und zur Druckentlastung Wallmann-Ventile. ;)

    Der Link [Link zu Wolfram-Alpha] ist kaputt.

    Zu den Robotern noch Word from Japan on robots and Fukushima (bei Fefe gefunden)

    We’ve heard from Prof. Satoshi Tadokoro, director the International Rescue Systems Institute, who is the leading rescue robots researcher in Japan.
    […]
    A robot developed after the JCO
    incident by METI has been used in exercises at Rokkasho nuclear plant.
    It is being actually used for monitoring the radiation. Many robots
    were developed after this incident, but they did not continued. Power
    plant conpanies mentioned that they did not need such robots because
    their nuclear plants never have accidents and are safe.

    Hervorhebung von mir.

    Kommentar von André: Hab mal den angesprochenen Link hier rausgenommen weil er das Design gesprengt hat und mittlerweile korrigiert ist.

  4. hilti sagt:
    #4

    Ganz vergessen euren Artikel zu loben. Der ist gut und beantwortet einige offene Fragen. Schön auch, dass ihr die 7 MW Leistungsaufnahme der Pumpen rausgefunden habt. Lag ich mit meiner Schätzung von 10+ MW nicht ganz so daneben.

  5. Susi sagt:
    #5

    @hilti: Ich vermute, dass die Ventile auch dort vorhanden sind, denn seit TMI hat man sie i.allg. nachgerüstet. Vorher hatte man Wasserstoff gar nicht bei den Szenarien berücksichtigt.
    Ich gehe mal davon aus, dass solche Ventile für die Druckentlastung verwendet wurden. Nur dass man das Gas nicht ins Freie entlassen hat, sondern ins Reaktorgebäude. Mit den bekannten Folgen.

  6. Angelika sagt:
    #6

    vielen dank für diese ausführlichen, sachlichen und technischen informationen !

    seit letztem Die habe ich mich im webz informiert und auch bei euch mitgelesen (der eigentliche super-gau war für mich die unerträgliche hysterie der dt. medien/öR)

    von wg. “strahlung” bin ich auf diesen artikel bei nature gestossen “Radiation data from Japanese disaster starts to filter out”, englisch :

    http://www.nature.com/news/2011/110317/full/news.2011.168.html

    kurz auf deutsch : die Vorbereitende Kommission für die Organisation des Vertrages über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen – engl. CTBTO – hat entspr. messtationen.
    diese daten sind allgemein nicht öffentlich, zugriff haben mitgliedsländer (btw dld. hat unterschrieben und ratifiziert)

    im nature-artikel ist der link zur österr. ZentralAnstalt für Meteorologie und Geodynamik, die die daten der CTBTO auswerten (warum macht dld. das nicht ? frage ich mich)

    hier der link direkt (ist auch im nature-artikel) :

    http://www.zamg.ac.at/

    im fenster “aktuelle nachrichten” dort scrollen. entsprechende updates werden dort veröffentlicht.

    und von wg. AKWs und erdbeben : dieses jap. erdbeben hat weltweite auswirkungen/stichwort plattentektonik (die erde ist keine scheibe).

    hier die daten “Geophysiker messen Bodenverschiebungen im Oberrheingraben” :
    http://www.kit.edu/besuchen/pi_2011_6009.php

  7. zch sagt:
    #7

    Wow, danke für diese ausführliche Erklärung…
    (Die meisten “rohen Fakten” konnte man ja bereits bei der GRS-Seite einsehen, aber ihr beantwortet doch noch mal einige offene Fragen…)

  8. zch sagt:
    #8

    > Im schlimmsten Fall aber schwächt die Schmelze den Reaktordruckbehälter, der
    > zu dem Zeitpunkt unter hohem Druck steht. Es kann eine Explosion folgen, die
    > durch umgebenden, sich ebenfalls entzündenden Wasserstoff noch verstärkt
    > werden kann.

    Ich dachte, der Stickstoff im Reaktor soll eine solche Wasserstoffexplosion verhindern?

    Apropos Wasserstoffexplosion:
    Ist inzwischen bekannt, weshalb in den Blöcken 1 und 3 das Gas aus dem Druckablass des Containments ins Innere der Gebäudehülle geleitet wurde, wo es sich ansammeln und entzünden konnte, anstatt direkt ins Freie?
    Angesichts der Tatsache, dass (zumindest im Block 3) Brennelemente im Abklingbecken ohne sicheres Containment mehr oder weniger direkt unter der Außenhülle lagern (Wieso eigentlich? Ist das in deutschen AKWs auch so?), scheint das doch eher unklug gewesen zu sein.

  9. André sagt:
    #9

    @hilti: Danke für die Infos, habe es mal (bis auf die Roboter) oben eingebaut bzw. die Links korrigiert.

    @zch: Ich dachte, das Schutzgas sei eher allgemein um Brände zu unterdrücken. Keine Ahnung, ob es ausreicht, den Wasserstoff zu verdrängen bzw. dessen Anteil so abzuschwächen. Wenn da jemand genaueres zu weiß wäre ich um Informationen dankbar.

    Zur Situation in deutschen AKW: laut den Informationen aus meinem Skript sind die normalerweise so gebaut, dass auch das Abklingbecken im Containment liegt, bei DWR übrigens der komplette erste Kühlkreislauf inkl. Verdampfer. Das Containment ist dadurch auch wesentlich größer als in Fukushima.
    Allerdings habe ich nicht nachgeschaut, ob das wirklich bei allen so ist oder nur bei den meisten.

  10. Susi sagt:
    #10

    @zch: Der Wasserstoff ist ja ausserhalb des Containments explodiert; da ist normale Luft. Und vermutlich wollte man einfach kurz abwarten, bis der radioaktive Teil Stickstoff zerfallen ist, so einige Minuten schätze ich. Aber das ging leider in die Hose. Ich schätze, die Menge war einfach zu groß, die man da ablassen musste, unter Normalbedingungen hat man ja viel weniger Wasserstoff drin und deutlich geringere Temperaturen.
    In den Druckwasserreaktoren sind die Abklingbecken sicher in der Betonhülle verpackt; in den Siedewasserreaktoren aber auch bei uns nicht.
    Und wieso? Kein Plan. Billiger zu bauen wahrscheinllich als eine anderthalb Meter dicke Betonhülle.

  11. Eng sagt:
    #11

    Gute und verstädnliche Zusammenfassung. (Allein die Fußnoten hätten bei anderen für die Doktorarbeit gereicht).

  12. nori sagt:
    #12

    danke!!!!! euer blog ist eine willkommene, sachliche alternative zur -entweder- verharmlosung oder hysterie in anderen medien.
    nori

  13. Susi sagt:
    #13

    Wieso, die hatte der doch vergessen, oder? ;)

  14. Angelika sagt:
    #14

    weitere infos habe ich u.a. bei der “vereinigung betroffener wissenschaftler” engl. Union of Concerned Scientists gefunden.

    die haben nen blog all things nuclear.

    als hochbau-ingenieurin (mein atomphysik GK liegt ne weile zurück) hab ichs gelesen, konnte deren diskussion noch nicht auf deutsch analysieren.

    hier der link zu denen :
    http://allthingsnuclear.org/

  15. Susi sagt:
    #15

    @Angelika: Vor allem der erste Abstract ist interessant. Wenn solche Verhältnisse in den Reaktoren herrschen wundert eigentlich nichts mehr.
    Kurz zusammengefasst: Man geht davon aus, dass die in den Abklingbecken gelagerte Menge mangels Endlager größer ist, als man bei der Auslegung der Becken angenommen hat. Dadurch müssen die abgebrannten BE dichter gepackt werden und im Falle eines Ausfalls der Kühlung reicht die normale Luftzirkulation nicht aus, die Temperatur in einem unkritischen Bereich zu halten. Eine trockene Lagerung der BE würde umgerechnet auf die Leistung, die diese BE erbracht haben 0,03-0,06 ct (US) pro kWh kosten, aber die Abklingbecken entlasten und die Lagerung der BE sicherer machen.

    Wie das bei uns aussieht weiß ich nicht. Ich habe nur mitbekommen, dass auf dem Gelände von ISAR-I auch Castoren zur Trockenlagerung stehen.

  16. Angelika sagt:
    #16

    @Susi – ganz genau !
    die Mark1-reaktoren sind ja hinlänglich bekannt für ihre “macken”.
    in die technischen details dazu kann ich mich hier nicht einbringen.

    (btw die ammis habens u.a. geschafft, nen 420 tonnen “nuclear reactor vessel” verkehrt rum einzubauen. bei nem reaktor, der noch dazu auf ner erdfalte/fault line gebaut wurde. steht im en-wiki zu San Onofre)

  17. Tr sagt:
    #17

    @zch: soweit ich das verstehe, ist keine Knallgasreaktion gemeint, sondern, der fall, dass der Dampfdruck immer weitersteigt und der Stahlbehälter von alleine (ohne Zündung) nur wegen Überdruck aufplatzt.

  18. hilti sagt:
    #18

    @André
    Die Dinger mit dem Namen ehemaliger Umweltminister waren nur ne kleine (amüsante) Zusatzinformation. Der Verweis auf die Ablehnung der Roboter war mir eigentlich wichtiger, weil er die Grundhaltung der Betreiber verdeutlicht (wir brauchen die nicht für Notfälle, weil die AKWs sicher sind und es keine Notfälle geben wird). Denn technisch ist es kein großes Problem geeignete Roboter zu konstruieren. Man muss halt nur CPU und RAM und andere Käfer ausreichend schirmen. Der Rest ist unempfindlich gegen Strahlung.

  19. André sagt:
    #19

    @Tr, zch: Jain. Es geht um eine Explosion im Folge eines Versagens des Druckbehälters. An sich braucht es dafür kein Wasserstoff, aber es kann eben sein, dass vorhandener Wasserstoff die Explosion verstärkt, indem er zündet. Ob das durch Schutzgas verhindert werden kann weiß ich nicht. Ändert aber nichts daran, dass die Möglichkeit besteht ;)

    @hilti: Das stimmt, das ist schon ziemlich krass. Werde mal über eine gute Integration in den Artikel nachdenken.

  20. Susi sagt:
    #20

    @Tr: Beides. Denn ab einer bestimmten Temperatur entsteht Wasserstoff, der dann auch zum Druckanstieg führt. Und der wird dann natürlich auch mit abgelassen.

  21. Susi sagt:
    #21

    @Andr`e: Solange kein Sauerstoff/Luft dabei ist passiert nix.

  22. hilti sagt:
    #22

    Und wieder die Hälfte vergessen…

    Ihr seid wieder bei Heise verlinkt.

    [Abklingbecken]
    Wie das bei uns aussieht weiß ich nicht. Ich habe nur mitbekommen, dass auf dem Gelände von ISAR-I auch Castoren zur Trockenlagerung stehen.

    Dazu hatte Michael Sailer im Alternativlos!-Podcast was gesagt. Letzte halbe Stunde glaub ich. Die Reaktor-Sicherheitskommission hat dafür gesorgt, dass sich nicht zu viel Brennelemente in den Abklingbecken sammeln. Die müssen dann in Castoren verpackt werden.

  23. André sagt:
    #23

    @hilti: Castoren sind auch prinzipiell eine okaye Wahl, weil die Dinger selber recht stabil sind und keine aktiven Kühlmaßnahmen brauchen. Aber wie so häufig: auch die haben ihre Belastungsgrenzen.

    @Susi: Aber Sauerstoff kann (und wird) im Containment sein. Ich weiß nicht, ob das zusätzliche N2 ausreicht, um eine Knallgasexplosion zu verhindern.

  24. Susi sagt:
    #24

    Nein, normalerweise ist das Containment während des Betriebs mit Stickstoff geflutet. Durch Radiolyse entsteht zwar Suaerstoff und Wasserstoff, das sollte aber durch ehtsprechende Vorrichtungen wieder abgebaut werden.

  25. Angelika sagt:
    #25

    kurze frage : beobachtet jmd. von euch die en-wiki “timeline of Fukushima…” ?

  26. André sagt:
    #26

    @Susi: Hm, ich zitier mal aus meinem Vorlesungs-Skript (ist von 1992):

    Durch eine Unterdruckhaltung gegenüber der Außenatmosphäre wird dafür gesorgt, daß keine Aktivität nach außen austreten kann. […] Der Sicherheitsbehälter ist in großen Bereichen auch während des Betriebs begehbar.

    Kann aber natürlich sein, dass es mittlerweile anders gehandhabt wird. Ich hoffe sogar ;)

  27. chefin sagt:
    #27

    Auch von mir ein dankeschön, die Zusammenfassung ist wirklich lesenswert und trotz aller technischen Infos verständlich genug geblieben für Otto Walkes(oder war das Otto Normalo?)

    Bei der Theorie seits ihr mir haushoch überlegen, aber dafür bin ich halt der Praktiker, der den Unterschied zwischen dem Schaltplan und dem Schaltschrank der draus geworden ist kennt.

  28. Susi sagt:
    #28

    Der Sicherheitsbehälter ja, aber der eigentliche Druckbehälter, in dem ja die Brennelemente stecken nicht. Zumindest bei BWR. In Druckwasserreaktoren liegt die Sache wohl anders. Und wer will schon in den Druckbehälter rein :)

  29. zch sagt:
    #29

    Zum Thema “Kernschmelze”:

    Ich hab’ gerade eine Stellungnahme einer universitären Forschergruppe gefunden, die sich auch mit dem zu erwartenden Ablauf eines “Durchfressens” einer Kernschmelze in den Untergrund befasst, nachdem der Reaktordruckbehälter erst mal versagt hat:
    http://www.kit.edu/downloads/Japan_Hintergrundinfo_Nr004_Kernschmelzunfall.pdf
    (Übersichtsseite: http://www.kit.edu/besuchen/6042.php)

    Die Abbildung auf der letzten Seite des PDF ist unterschrieben mit “COMET: Großtechnische Versuchsanlage zur Bewertung der Kernschmelze-Beton-Wechselwirkung bei einem Kernschmelzunfall am KIT”

    Wurden dann entsprechende Versuche (wenn auch nur im kleinen Maßstab) also doch schon durchgeführt?

  30. André sagt:
    #30

    @Susi: Ah, ich meinte die ganze Zeit _nicht_ den Druckbehälter, sondern das Containment drumherum. Wenn aus dem Druckbehälter Druck abgelassen wird, befindet sich auch Wasserstoff im Containment. Zusammen mit Sauerstoff. So jedenfalls meine Vorstellung.
    Ich habe aber gerade nochmal konkret nachgelesen und mein Skript sagt, dass man das früher angenommen hat, es aber “mittlerweile” (1992) nicht für sehr wahrscheinlich hält. Ein einfaches durchschmelzen wird eher passieren.

    @zch: Danke! Demnach wird eine Explosion bei dem Schmelzvorgang nicht erwähnt. Das deckt sich mit den Erkenntnissen aus dem Skript.

    Ich werde das mal im Artikel etwas umformulieren, da das durchschmelzen der wahrscheinliche Vorgang scheint.

  31. Susi sagt:
    #31

    @Andre: Noch mal kurz zu Stickstoff. Zitat aus einem Skript an der Uni Rostock:
    “Die Möglichkeit einer Wasserstofffreisetzung bei einer Kernüberhitzung kann in Ver-bindung mit Sauerstoff zu einer Explosion führen. Der Sicherheitsbehälter wird im
    Normalbetrieb mit Stickstoff inertisiert und der O2 Anteil von 21 auf 5 % reduziert. Bei
    Abschaltung zum Brennelementwechsel oder Reparatur wird eine normale Atmosphäre bei leichtem Unterdruck wieder hergestellt. Eine zusätzliche Druckentlastung
    ist über ein Ventil mit Abgasreinigung vor dem Kamin möglich. ”
    aus: „Grundlagen der Kerntechnik; eine Einführung für Ingenieure“ von Prof. Dr.-Ing. Ulf Hansen; nach 2007 entstanden
    Das Problem ist, dass selbst in der Literatur die Begriffe munter durcheinander gewürfelt werden. Es scheint da keinen einheitlichen Sprachgebrauch zu geben.
    Das war auch meine primäre Quelle als ich mich damit beschäftigt hatte. Wikipedia kam wegen der besseren Verständlichkeit erst später dazu.

  32. Andi sagt:
    #32

    @Angelika #1: Wow, die allthingsnuclear-Seite kannte ich nicht. Ist auch ganz schön vollgepackt. Danke!
    @Angelika #2: Ich habe in den letzten Tagen die Wikipedia-Seite »Fukushima I nuclear accidents« gelesen. Die ist großartig, wird aber leider immer größer und unübersichtlicher. Deine Seite ist…, wow!, wer soll das alles lesen ;).

  33. Andi sagt:
    #33

    Uns erreichte eine E-Mail, die auf die Webseite http://www.fukushima-1.eu/?sid=91931&lang=de hinwies. Eine Umfrage zur Medienrezeption zu Fukushima. Gemacht von Dirk Schmidt – mehr dazu steht in seinem Blog: http://www.schmidts-katze.info/2011/wie-unterschiedlich-die-welt-auf-fukushima-reagiert-kein-gemeinsamer-weg-fur-nuklearpolitik/

  34. Andreas sagt:
    #34

    Besteht bei der Stickstoff-Atmosphäre nicht die Gefahr, dass in Verbindung mit Wasserstoff und Sauerstoff Salpetersäure (HNO3) entsteht?
    Die weitere Frage wäre dann, wie konzentriert und wie viel davon?

  35. Angelika sagt:
    #35

    wens interessiert – hab nochwas gefunden wg. “lebenszyklus von brennstäben” englisch “Basic Lifecycle of a Solid Nuclear Fuel Rod” hier
    http://energyfromthorium.com/2011/03/19/fuel-rod-lifecycle/

    (sry meine arbeitssprache ist seit xjahren englisch)

    @Andi – fein, das freut mich :)
    (die diskutieren da ja aktuell auch wg. Fukushima ;)

    btw am 15.3. hattee ich mir den kurzbericht von Prof. Lee/Uni Michigan 14.3. YT auf der seite
    http://www-ners.engin.umich.edu/
    angeschaut.

  36. Notfall sagt:
    #36

    Ein wirklich sehr guter Beitrag, einiges gelernt und gut recherchiert. Für einen DAU wie mich ist jetzt klar, was ich bei einem Notfall in meinem Heim-AKW tun muss. ;-)

  37. ham sagt:
    #37

    @Angelika: Danke für die von Dir mitgeteilten Links (besonders der des Blogs in Nr. 15). Die haben vor kurzem einen neuen Beitrag bezüglich der Brennelementelager reingestellt, die anderen finde ich auch sehr interessant. In Deutschland ist die Diskussion leider viel zu oft zu ideologisch. Deshalb empfehle ich jedem sich auch über englischsprachig (evtl. russisch, was ich leider nicht kann) zu informieren. Wenn Du noch mehr solche Links hast von meiner Seite gerne!
    @Andi, Andre: Danke für Euren Einsatz.

  38. Jan Kohnert sagt:
    #38

    Vielen Dank für den Artikel. Recht ausführlich und für den Laien IMHO recht anschaulich ausgeführt. Ist ja nun auch kein einfaches Thema. :)

    Besonders begeistert hat mich euer Bananenäquivalent. :) Eine kleine Anmerkung dazu habe ich aber schon: Obwohl K-40 deutlich häufiger natürlich vorkommt (relativ zur Elementhäufigkeit natürlich) als C-14, ist auf Grund der extremen Menge von Kohlenstoff in der Banane relative zum Kalium wiederum (in Form von Zuckern, Eiweißen und auch Fetten) die Strahlung des genannten Isotopes nicht zu vernachlässigen.

    Da fällt mir doch auf: Ups, ich strahle. ;)

    Liebe Grüße Jan

  39. chris sagt:
    #39

    Hi,

    als erstes mal vielen Dank für die Infos! Sehr gut gemacht.
    Mir fehlt lediglich ein Punkt und zwar das Thema
    “Kühlung mit Meerwasser”.

    Kühlung mit Meerwasser würde doch bedeutet, dass kaltes Wasser aus dem Meer in den Reaktor gepumpt wird und dann wieder zurück ins Meer fließt. Das das Wasser irgendwie aufgefangen wird kann ich mir nicht vorstellen.

    Es wäre super, wenn ihr euch dem Thema einmal annehmen würdet.
    Wie wird gekühlt, wohin fließt das Wasser.
    Ist es überhaupt möglich Meerwasser in den Behälter zu den Brennstäben zu pumpen? Fragen über Fragen.

    Ich sage jetzt schon mal vielen Dank.
    Grüsse
    Chris

  40. Susi sagt:
    #40

    @Andreas: Salpetersäure entsteht eigentlich wenn sich Stickstoffdioxid in Wasser löst. Und dazu müsste der Stickstoff verbrennen. Dazu reichen weder Temperatur noch Sauerstoffgehalt aus. Stickstoff ist ja bekannt dafür, dass es kaum reagiert und wenn dann nur wenn sehr viel Energie zugeführt wird. Da besteht also eher keine Gefahr.
    Zur Herstellung von Salpetersäure s. Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Salpeters%C3%A4ure
    oder hier:
    http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Salpeters%E4ure.html

  41. irgendeiner sagt:
    #41

    Vielen Dank für diesen Artikel!

  42. myhead sagt:
    #42

    Danke für den Artikel!

  43. Tr sagt:
    #43

    @ Experimente zu der Kernschmelze:
    bibliothek.fzk.de/zb/berichte/FZKA6186.pdf
    hier wird das COMET-Konzept beschreiben – Kühlung einer potentiellen Kernschmelze durch ein mit Kühlkanälen präpariertes Betonboden. In der Zusammenfassung kann man nachlesen, dass es Experimente mit Thermit (Eisenoxid und Aluminium) und Uran gemacht wurden und funktionierende Lösungen (in 1999!) gefunden wurden

  44. SFriederich sagt:
    #44

    DANKE an alle hier für die äusserst aufschlussreichen und vor allem auch sachlichen Informationen.

    Der Artikel half mir sehr zu verstehen was dort abläuft und wieso, was und warum gemacht wird.

    Ich habe weder studiert noch besitze ich eine ausreichende Ausbildung auf diesem Gebiet, bin also der Otto Normal DAU wie ihr es hier so schön schreibt :-) und habe es trotzdem verstanden!!!

    Grüsse Sandor Friederich

  45. André sagt:
    #45

    @chris: Ja, es ist möglich in den Behälter mit den Brennstäben zu pumpen, dafür gibt es extra Leitungen. Konkret scheinen sie Feuerlöschleitungen zu benutzen. Bisher habe ich noch nichts davon gelesen, wie sie das konkret machen, insb. mit der Abfuhr des heißen Wassers. Ich vermute, es kommt in ein Lagerbecken, weiß es aber nicht genau. Wenn ich was finde, ergänze ich oben.

  46. mbti sagt:
    #46

    Danke für die Aufbereitung für uns wissenschaftliche Laien. Sehr schöne Zusammenfassung ohne die anderswo übliche Effekthascherei. Vor allem die Hinweise das eine radioaktive Wolke nicht bis zu uns kommen würde und es sich um kein zweites Tschernobyl handelt findet man in den Mainstream-Medien zu selten.

  47. chris sagt:
    #47

    @ Andre: Danke für die schnelle Antwort.

    Die Frage ergab sich aus einer der vielen Aussagen der Betreiber, die über die Medien flimmerten. Ich weiß momentan auch nicht mehr genau wo das lief, aber die Aussage ist schon älter, also von irgendwann Anfang der letzten Woche.
    Tepco hat in dem Zusammenhang auch irgendwas von “offenes System” gesagt.
    Daher wundern mich die heute gemessenen Wasserwerte im Meer wenig.

    Vielleicht findet ihr ja was, ich suche auch noch mal.

    Danke noch mal!

  48. Christoph sagt:
    #48

    Eine kleine Korrektur zum Innendruck des Containments: Der Auslegungsdruck liegt nur bei 4 bar, allerdings wurde in Reaktor 1 erst bei 8,4 bar entlüftet.
    Quelle: http://www.bmu.bund.de/atomenergie_sicherheit/doc/47106.php

    Zum Thema “Abklingbecken im Containment”: In amerikanischen Quellen wird das Reaktorgebäude oft als Secondary Containment beschrieben. Somit läge das Abklingbecken auch hier im Containment, wenn auch nur im zweiten ;)
    Quelle: http://www.scribd.com/doc/51168810/White-Paper-on-Mark-I-Containment (Seite 3 und 4)

    Zu den Robotern könnte man vielleicht noch ergänzen, dass die in Tschernobyl oft auch einfach in dem Schutt steckengeblieben sind, der durch die Explosion überall rumlag. In Fukushima wird die Situation ähnlich sein. Es wurde ja bereits berichtet, dass dort mit Panzern geräumt werden soll. Als Quelle kann ich hier leider nur auf eine Dokumentation verweisen, die ich neulich gesehen habe.
    Außerdem gibt es nicht DEN Roboter, den man mal schnell mit einem “Data, stoß doch mal den Warpkern ab” kommandieren kann. Das sind Maschinen, die für sehr spezielle Aufgaben gebaut werden. Die Meldung in der Presse bezog sich wahrscheinlich eher darauf, dass diese in die Gebäude geschickt werden sollen, um von dort Bildmaterial zu liefern, womit man sich ein besseres Bild über die Lage verschaffen kann.

  49. Tr sagt:
    #49

    Spiegel: schon wieder Dampf/Rauch über KKW
    http://www.spiegel.de/panorama/0,1518,752359,00.html

    man, man, Dampf heißt doch, dass die Arbeiter das erfolgreich kühlen.
    dumme Frage: kann man Wasserdampf und Rauch optisch unterscheiden bzw verwechseln??

  50. Susi sagt:
    #50

    @Tr: Ohne dir zu nahe treten zu wollen, aber die Antwort auf deine Frage hat ein wenig von den Antworten des fiktiven “Radio Eriwan” aus meiner Jugend : Im Prinzip ja, man kann Dampf und Rauch optisch unterscheiden: Dampf ist weiß und Rauch nicht. Aber natürlich gibts da auch Zwischenstufen/ Mischungen usw. z.B. wenns brennt und dann gelöscht wird hast du beides gut gemischt.
    Gestern das war wirklich Rauch und Rauch nix gut. Vielleicht hats nen Kurzschluss gegeben, als man was anfahren wollte.

  51. Rainer sagt:
    #51

    Super Artikel, versteht auch ein Nichtphysiker recht gut. Klasse !

  52. Andreas sagt:
    #52

    @Susi:

    Danke für die Antwort.

    Ich habe jetzt allerdings noch einen Artikel über die US-Strahlenruine Handford im Spiegel gelesen, der von 720.000 Litern Salpetersäure berichtet:

    http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,752346,00.html

    Die müssen da ja auch irgendwo hergekommen/entstanden sein?

  53. Christoph sagt:
    #53

    @Andreas: Salpetersäure wird bei der Wiederaufbereitung verwendet, um das Uran von dem Plutonium zu trennen (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/PUREX-Prozess).
    Das ist dort nicht entstanden, sondern wurde extra angeliefert ;)

  54. Susi sagt:
    #54

    @Andreas: Die Anlage in Hanford war mit einer Wiederaufbereitungsanlage gekoppelt. Man hat dort das Plutonium und das noch verwendbare Uran aus den Brennelementen gelöst und dann “recycled”.

  55. Angelika sagt:
    #55

    @Andi 33. #2 “wer soll das lesen”

    der en.wiki… “Timeline …” ist mE sehr übersichtlich (wesentlich übersichtlicher als z.b. der guttenplag-wiki ;) und wird ja aktualisiert.
    dort steht mE alles drin, was für AKW Fukushima aktuell ist und ich kann mir ganz schnell überblick zur aktuellen lage verschaffen.

    “viel zu lesen” wäre ja dann IMO die referenzen/references.
    ich habe also keinen grund, diesem wiki zu “misstrauen” und blende daher sowieso alles, was sog. mainstream-medien sind, konsequent aus.
    auf dieses jap. AKW “schaut ja die ganze welt”.

  56. Eng sagt:
    #56

    Immer öfter hört man jetzt die Frage: Der Stromanschluss ist doch hergestellt, warum geht es jetzt nicht schneller voran?
    Das hat verschiedene Gründe, die hier einmal mit einfachen Worten erläutert werden.
    Die Reaktorgebäude sehen zwar fast gleich aus sind es aber nicht wirklich. Reaktor 1 ist Baujahr 1971, kleiner und ein anderer Typ . Die Reaktoren 2 bis 4 sind Baujahr 74, 76, 78 und stammen von unterschiedlichen Herstellern. Jeweils zwei Jahre Zwischenzeit bedeuten jeweils auch technische Innovationen die eingebracht werden, vor allem auch bei der sehr umfangreichen Maschinen- und Elektrotechnik.
    Die Pumpen zum Beispiel aus Reaktor 2 sind also nicht zwingend baugleich mit den Pumpen aus Reaktor 4, selbst wenn Sie vom gleichen Hersteller sind. Die Pumpen können aber auch noch von unterschiedlichen Herstellern stammen . 1974 hat zum Beispiel Firma X den Auftrag bekommen. Und 1978 hat Firma Y den Auftrag bekommen, wenn diese, unter Berücksichtung der aufwendigeren Ersatzteilhaltung, preiswerter war als Firma X. Es gibt also mehrere Gründe warum man die Maschinen- und Elektrotechnik zwischen den Reaktorgebäuden nicht beliebig austauschen kann. „Tauschen wir einfach den überschwemmten Schaltschrank von Reaktor 2 gegen den intakten Schaltschrank von Reaktor 4 aus“ hört sich deshalb zwar theoretisch gut an, ist praktisch aber leider nicht so einfach und kostet eben Zeit, wenn es überhaupt geht.
    Der nächste Grund ist der unterschiedliche Schadensverlauf in den Reaktorgebäuden durch Brände und Wasserstoffexplosionen. Daher hat auch jedes Reaktorgebäude ein unterschiedliches Schadensbild. Wo man also in Block 2 noch gut hinkommt, ist in Block 3 kein durchkommen. Rohrleitungen in Block 4 sind undicht, Elektrokabel in Block 3 verschmort, Schieber in Block 2 verklemmt. Hat man ein Problem in Block 1 erkannt und beseitigt, gibt es dieses Problem in Block 2 nicht, dafür aber andere Probleme. Es ist also nichts übertragbar, alles muss für jeden Block aufs Neue ausprobiert werden.
    Ein weiterer Grund ist die erforderliche Qualifikation der Mitarbeiter. Ein Atomkraftwerk ist groß und sehr komplex. Wer sich in den Gebäuden nicht auskennt kann sich darin verlaufen, wer mit der Maschinen- und Elektrotechnik vor Ort nicht vertraut ist kann nicht wirklich effektiv helfen. Deshalb können nicht irgendwelche Leute als Unterstützung herangeholt werden, es müssen schon Spezialisten sein – und selbst dann kann es wegen der fehlenden Ortskenntnisse noch problematisch werden. Es steht also für einige Arbeiten nur sehr begrenzt Unterstützung zur Verfügung, und die Mannschaft vor Ort dürfte mittlerweile bald am Ende ihrer Kräfte sein.
    Es ist also wie immer: vom Schreibtisch aus ist theoretisch alles schnell erledigt, nur leider vor Ort praktisch nicht. Mein Job ist es, derartige Instandsetzungsarbeiten zu leiten – und das kann sogar interessant sein, wenn der Druck durch die anstehenden Produktionsausfälle nicht zu groß wird. Aber wenn wie in Fukushima die Gesundheit der Mannschaft auf dem Spiel steht ist definitiv Schluss mit interessant und der Druck ist riesig. Und aus diesen vielen Gründen geht es im Moment nicht schneller voran.

  57. André sagt:
    #57

    @Christoph: Habe deine Kommentare zum Containment eingebaut.

    @Angelika: Ich denke, er hat das nicht negativ gemeint. Insbesondere heißt viel nicht unbedingt schlecht. Er war vermutlich nur baff ob der Flut an aufbereiteten Informationen. (Was übrigens auch für mich gilt ;) )

    Status Meerwasser-Kühlung: Ich finde leider nichts, was die Details angeht. Man weiß nur, dass Druckbehälter und Containment geflutet sind. Irgendwo hab ich mal gelesen, dass das den Kern für 10 Tage kühlen soll, wie realistisch das ist kann ich aber gerade nicht abschätzen.

  58. Eng sagt:
    #58

    Am Reaktor 4 kommt übrigens, wie von mir im anderen Blog bereits vorgeschlagen, jetzt eine LKW-Betonpumpe der Firma Putzmeister zum Einsatz.
    http://www.pmw.de/cps/rde/xchg/SID-3C6E00FC-4102C27C/pm_online/hs.xsl/9373_DEU_HTML.htm

  59. ham sagt:
    #59

    @Eng #57: Das hatten wir am 17. ja schon ein wenig im vorherigen Blog diskutiert. Auch der Eintrag von Susi #51 ist zu berücksichtigen (Kurzschluß, dadurch Brandgefahr). Die müssten wahrscheinlich jedes Kabel in jeder Ader vor dem Auflegen und Freischalten durchmessen.

  60. Angelika sagt:
    #60

    @Andre – no prob !

    @all :
    aktuelle infos und interpretation habe ich gerade wieder hier gelesen, englisch :

    http://www.theregister.co.uk/2011/03/22/fukushima_tuesday_2/

    und wer will liest auch ebd. den/die artikel vom/ab 14.3.

  61. Susi sagt:
    #61

    Jetzt gehts bei uns auch richtig los mit der Hysterie: Geigerzähler ausverkauft, Iod-Tabletten alle und jetzt noch das hier

    http://www.spiegel.de/wirtschaft/service/0,1518,752545,00.html#ref=rss

  62. ham sagt:
    #62

    @Susi #62: Ja, die ersten Berichte, dass es bei bekannten Elektronik-Händlern bereits keine Geigerzähler mehr gibt, habe ich am 16.03. gehört. Bei meinen Erfahrungen mit der Kenntnis über natürliche Radioaktiviät, in der allgemeinen Bevölkerung, möchte ich nicht wissen was das für Zusatzpanik gibt. Allerdings macht das eine sachliche Auseinandersetzung mit dem Thema für Fachleute, Verantwortliche usw. nicht wirklich einfacher.

  63. Susi sagt:
    #63

    Das scheint aber ein typisch deutsches Phänomen zu sein oder irre ich mich da?

  64. ham sagt:
    #64

    @Susi: Entweder das alleine oder mangelnde Bildung (Ausbildung) oder eine über jahrzehnte dauernde mediale Beeinflussung! Was ich für schlimmer halte von diesen dreien wage ich nicht zu bewerten.

  65. blub sagt:
    #65

    @Susi: Nein, das ist kein typisch deutsches Phänomen. In den USA sind nach Medienberichten auch schon ein par Tagen die Jod-Tabletten und Geigerzähler ausverkauft. In Barai (Thailand) wird jodiertes Speisesalz knapp, den Rest gibts da wohl anscheinend nicht. Ich finde man sollte sich langsam daran gewöhnen dass ein großer Teil der Menschen (auf der ganzen Welt) sich gerne hysterieren lässt. Ich habe auch schon aus meinem nahen Bekanntenkreis gehört, dass sie Produkte aus Japan nicht mehr kaufen wollen weil das ja jetzt alles verstrahlt ist. Auch dieses “verstrahlen” wird so unglaublich falsch verstanden dass es oft weh tut aber man merkt dass man einfach nichts dagegen machen kann. So wird in den Medien “Strahlung” auch gerne mal mit dem Wind weg geweht.

    Dieser Blog ist eine unglaublich erfrischende Alternative zu den komerziellen Meiden. Aber mehr als zum Lesen anbieten kann man nicht. Wer sich hysterieren lassen will, ist für Argumente und Logik nicht zugänglich. Da sollte man auch nicht enttäuscht sein wenn die eigenen Worte bewusst und absichtlich falsch verstanden werden. Dennoch finde ich dass hier gute Arbeit geleistet wird und ich finde wir sollten auch so weiter machen. Ungeachtet der Hysterie mancher Menschen.

    Wie soll man es auch machen? Wenn man auf dem Level der Physikalisch unkundigen sagt: “Hier wird kaum was von der Strahlung ankommen.” ist diese Aussage selbst so diffus, dass man sie nur richtig interpretieren kann wenn man sowieso schon genug davon versteht dass man nicht beschwichtigt werden muss. Für jemand der nicht die Kenntnis hat, klingt es wie eine beschwichtigende Ausrede. So nach dem Motto: “Die Atomkraftwerke sind sicher.” Wenn man aber an fängt Dinge so zu erklären wie sie sind redet man gegen eine Wand.

  66. Susi sagt:
    #66

    @blub: Naja, Thailand kann man js irgendwie noch verstehen, die sind deutlich näher dran als wir. Sogar in Teilen der USA seh ich das so. Der Pazifik ist zwar groß, aber nicht unendlich.
    Aber ich hab den Eindruck wir in D bauschen alles auf. Da wird aus ner Mücke ganz schnell ein Brontosaurier. ;)
    Aber du hast Recht: mehr als zu versuchen vernünftig zu informieren kann man nicht. Aber auch ncht weniger.

  67. #67

    Ein Vorteil von Siedewasserreaktoren ist anscheinend, dieser “negative Dampfblasenkoeffizient”. Wenn das Wasser zu stark kocht, werden die Neutronen schneller und treffen deswegen weniger benachbarte Atomkerne.

    Bislang hatte ich mir vorgestellt, daß auf diese Weise die Kettenreaktion von selbst im Zaum gehalten würde. Das kann aber wohl nicht ganz stimmen, weil ja der Anteil an Uran-235 in den Brennstäben ohnehin zu niedrig ist, um überkritisch zu werden, vulgo den Reaktor in eine Atombombe zu verwandeln.

    Regelt sich in einem Siedewasserreaktor dann einfach nur die Wassertemperatur von selbst?

    Wie ist das dann bei Druckwasserreaktoren, die dieses “Sicherheitsfeature” wohl nicht haben? Muß in denen eine Regelung von außen erfolgen?

    Was ich auch noch nicht verstehe ist, wie die Kettenreaktion im Reaktor überhaupt erst in Gang kommt. Reicht es die Brennstäbe einfach ins Wasser zu stellen, oder braucht es eine zusätzliche Neutronenzufuhr? Andersrum gefragt: Findet im Abklingbecken nur deswegen keine Kettenreaktion statt, weil da Bor und/oder Cadmium zwischen den Brennstäben ist?

  68. Angelika sagt:
    #68

    off-topic @Susi …

    meiner analyse nach eine komische mischung aus sog. technischem/wissenschaftlichem analphabetentum/engl. scientific illiteracy (angefangen bei berichtenden/journalisten über 2. nachwievor in dld. den niedrigsten satz an hochschulabsolventen/oecd-länder (quelle : OECD) und 3. mainstream-medien “berieselung” ist halt einfacher als “selbst denken/recherchieren” (trotz internet, dann da kann jede_r z.b. halbwertzeiten von cs-137 und i-131 nachgucken)

    ich fragte mich letzte woche “cui bono/wem nützt diese mediale hysterie” – ablenkung von “wichtigeren” themen vielleicht ?
    denn die dadurch ausgelöste angst be-/verhindert ja z.b. analytisches, technisches denken und bewertung der fakten (wie z.b. die auswertung der daten der CTBTO und veröffentlichung in A./ZAMG – dort heute : “Eine gesundheitliche Relevanz besteht nicht.”)

    ausserdem fand ich u.a. bemerkenswert :

    > Personal bootnote

    As one who earns his living in the media these days, I can only apologise on behalf of my profession for the unbelievable levels of fear and misinformation purveyed this week. I have never been so ashamed to call myself a journalist. >
    http://www.theregister.co.uk/2011/03/18/fukushima_friday/page3.html

    und wenn ich bereits am 15.3. diesen link hier
    http://astrid.soup.io/post/115995395/Link-ist-mittlerweile-anders
    gepostet hätte, wäre ich als “nicht atomphysikerin” dann “gelyncht” worden ?

    meta-thema ist mAn zum thema “AKWs und Naturereignisse” u.a. laterales denken und das was de Bono “die Denkkappe/the thinking cap” nennt (oder auch “angewandte psychologie”).

    ich z.b.beobachte nachwievor nebenbei die weltweite erdbebentätigkeit und mache mir meine “eigenen gedanken”.
    alleine heute 3 beben mit RS 6 oder > “off the east coast of honshu”.

    meine gedanken und empathie sind in japan bei den betroffenen des erdbebens und des tsunami.

  69. chris sagt:
    #69

    So ihr lieben Physiker,

    seit dem 16.03 darf der deutsche Wetterdienst keine Messwerte in Sachen Radioaktivität in der Atmosphäre veröffentlichen.
    siehe hier: http://www.zshare.net/video/8798939251a4f4ed/

    Daher bleibt nur noch der Blick auf Messstationen im Ausland, wie z.B. die in der Schweiz. Die Schweizer Nachrichten sind momentan voll von der Meldung, die erste “Radioaktive Wolke” aus Fukushima würde über die Schweiz ziehen. Das interessante ist ja, dass die Wolke aus Norddeutschland kam.
    Dazu hier einen von aktuell unzähligen Links:
    http://bazonline.ch/schweiz/standard/Radioaktive-Wolke-auf-dem-Weg-in-die-Schweiz/story/21859995

    Nun meine Frage. Kann man davon ausgehen, dass solange die Reaktoren mit Wasser besprüht werden und sich der Zustand nicht verbessert, in Zulunft stänrig mit solchen Wolken zu rechnen ist und wie viel Radioaktivität so eine Wolke überhaupt von japan nach Deutschland bringen könnte (theoretisch).

    Grüsse
    Chris

  70. Willi sagt:
    #70

    Wie wird eigentlich das Meerwasser in den Reaktorkern eingespeist? Der Druck muss doch inzwischen enorm sein. Bei GRS hat man den Eindruck die Einspeisung geschieht kontinuierlich? Andererseits liest man, dass die Brennstäbe ganz oder teilweise frei liegen und das nun schon seit Tagen. Wäre es den möglich, dass die Brennstäbe über so einen langen Zeitraum freiliegen? Was würde passieren, wenn die freiliegenden Brennstäben wieder mit Wasser gekühlt werden? Würde dann nicht besonders viel Wasserstoff enstehen. Funktionieren die Kühlsysteme (Wärmetauscher z.B.) überhaupt wenn die Brennstäbe frei liegen?

    Fragen eines totalen Laien.

  71. Eng sagt:
    #71

    Können wir von Fukushima etwas lernen?

    Was sollen wir lernen?
    Das TV, Funk und Zeitungen uns schlecht informieren, mit schlecht recherchierten Beiträgen, mit falschen Schlussfolgerungen und mit Nachrichten die veraltet sind? Das wussten wir vorher.
    Das Teile der Bevölkerung durch diese unzulängliche Informationen fast hysterisch werden? Das wussten wir vorher?
    Das die Politik mal wieder populistisch reagiert? Das wussten wir vorher.
    Das wenige Wochen nachdem das Schlimmste überstanden ist sich die große Mehrheit der Bevölkerung nicht mehr dafür interessiert? Das wussten wir vorher.
    Das Experten auftauchen die vorher keiner gekannt hat und hinterher keiner mehr kennen wird? Das wussten wir vorher.
    Das es Leute gibt die immer schon gewusst haben das so etwas mal passiert? Das wussten wir vorher.

    Na gut, neu ist, das Atomkraftwerke, die vor ein paar Wochen noch sicher waren, jetzt in Deutschland noch einmal überprüft werden müssen! Bitte? Auf was, vor wem, wozu? Keine Ahnung, denn es gibt nichts was wir vor ein paar Wochen nicht auch schon gewusst haben. Das es Erdbeben, Terroranschläge oder Flugzeugabstürze geben kann? Das wussten wir vorher. Ach ja, Tsunami in einer nicht gekannten Größenordnung sind dazugekommen. (Nur als Hinweis falls jemand falsche Informationen hat: das Problem in Fukushima war nicht in erster Linie das Erdbeben, sondern der Tsunami). Und von so einem Tsunami kann Deutschland jetzt betroffen werden? Müssen wir dann nicht schnell an den Küsten die Deiche erhöhen?

    Kernkraftwerke in Deutschland sind durch den Vorfall in Fukushima weder sicherer noch unsicherer geworden. Wir lassen jetzt mal die Diskussion ob Kernkraftwerke nun sinnvoll sind oder nicht völlig beiseite und befassen uns mit der augenblicklichen Situation.

    Entgegen der Meinung eines Teiles der Bevölkerung versuchen Kraftwerksbetreiber ihre Atomkraftwerke sicher zu bauen. Warum? Nein, nicht in erster Linie um uns zu schützen, sondern ihre Investition. Nichts ist teurer als ein Unfall in einem Kernkraftwerk.

    Entgegen der Meinung eines Teiles der Bevölkerung sind Ingenieure und Techniker eines Atomkraftwerkes daran bestrebt einen sicheren Betrieb aufrecht zu halten. Warum? Nein, nicht in erster Linie um uns zu schützen, sondern sich selbst.

    Entgegen der Meinung eines Teiles der Bevölkerung können Betreiber, Ingenieure und Techniker eines Atomkraftwerkes nicht machen was sie wollen. Warum? Weil es Gesetze, Verordnungen, Bestimmungen und Normen gibt. Und es gibt Behörden, Organisationen und Institutionen die das Überprüfen. Nein, nicht in erster Linie um uns zu schützen, sondern sich selbst, denn bei Versäumnissen stehen sie mit in der Schusslinie.

    Wenn wir also Kernkraftwerke in Deutschland weiter betreiben wollen, dann ist eigentlich alles Notwendige für die erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen und -überprüfungen schon lange Standard. Natürlich sehen im Laufe der Zeit durch technische Neuerungen die alten Kraftwerke irgendwann „Alt“ aus – aber sind sie dadurch unsicher? Oder sind die neuen Kraftwerke einfach nur noch sicherer als die alten Kraftwerke? Diese Frage sollten weniger die Techniker als vielmehr die Wahrscheinlichkeitsforscher beantworten.
    Wie wahrscheinlich ist z.B. ein Volltreffer durch Flugzeugabsturz, ein Erdbeben der Stärke 9,0 oder ein Meteoriteneinschlag? Und darauf sollte wie folgt reagiert werden: Sind Sicherungsvorkehrungen für eine wahrscheinliche Bedrohung vorhanden? Wenn Nein, können kurzfristig Sicherungsvorkehrungen nachgerüstet werden? Wenn Nein, sofort abschalten.
    Ja, ich weiß, jetzt kommt die Schwachstelle. Wer legt nämlich fest, ab welcher Wahrscheinlichkeit eine Bedrohung tatsächlich eine Bedrohung ist? Keine Angst, dafür haben wir genug Experten – wir müssen allerdings die richtigen nehmen. Und damit so eine Expertenkommission auch von allen anerkannt wird sollten diese Experten von der Bevölkerung ausgewählt werden. Das wird sowieso nicht umgesetzt? Das wussten wir vorher.
    Was haben wir also gelernt? Nichts.

  72. Angelika sagt:
    #72

    @Chris 70. u.a.

    hier die CTBTO-Messtationen :

    http://www.ctbto.org/map/#ims

    Daten werden z.b. von Österreich ausgewertet und aktualisiert – link für heute :

    http://www.zamg.ac.at/aktuell/index.php?seite=1&artikel=ZAMG_2011-03-22GMT13:31

  73. Susi sagt:
    #73

    Mann-o-mann, da hab ich ja was losgetreten.
    @Chris: Man kann selbst kleinste “Mengen” an Radioaktivität feststellen, das wird sowieso ständig gemacht.
    Was die Medien, vor allem die privaten, aber auch die öffentlich rechtlichen täglich unters Volk bringen muss sowieso sehr genau hinterfragt werden. Also ob das mit dem Maulkorb für den Wetterdienst genauso zu verstehen ist, wie es von N24 rübergebracht wird…
    Ich habe gerade bei diesen Sendern sehr viel objektiv falsche Informationen gehört.
    Ich kann mir nur vorstellen, dass die Werte nicht mehr veröffentlicht werden sollen, damit hier nicht alle durchdrehen. Tatsache ist, dass Otto-Normal-Medienkonsumierer mit den Zahlen eh nix anfangen könnte. Frag mal auf der Strasse wie hoch bei uns normalerweise die Radioaktivität ist. Du wirst dich wundern, welche Antworten du bekommst. Sogar mir war das nicht wirklich bewusst, bevor ich mich für diesen Artikel genauer damit befasst habe.
    Die radioaktive Wolke, die morgen die Schweiz erreichen soll dürfte aus en paar einzelnen Partikeln bestehen. Warum sie über Norddeutschland kommen soll- keine Ahnung. Die vorherrschende Windrichtung in Japan war ja eher aus Nord oder aus West- da liegt Norddeutschland eher nicht am Weg.
    Damit größere Mengen bei uns landen müssten die Partikel in die höhere Atmosphäre kommen, in den sogenannten Jetstream. Damit könnte dann das Zeug um die Erde ziehen. Aber genau das konnte bisher verhindert werden.
    Also wirklich keine Gefahr. Heute nicht, morgen nicht und übermorgen auch nicht. Jedenfalls nicht aus Japan.

  74. ham sagt:
    #74

    @fellow passenger #68: Auch ohne hier jetzt persönlich zu werden, die Fragen sind in meinen Augen alle im Artikel dieses Blogs beantwortet.
    @Angelika #69: Auch zumindest den Inhalt deines zweiten Links kenne ich seit vor dem 15.3. und bin nicht mal sicher ob ich den aus Vorgänger-Blogs gefunden habe (Gibt es auch seit Tagen eine vom MIT revidierte, ergänzte Version im Netz). Aber leider ist diese Diskussion hier offtopic, deshalb habe ich mich hier zu den Geschichten nie geäußert, Andeutungen denke ich habe ich in den Vorgänger-Blogs mitgeteilt)
    @chris #70: Nein, irgendwann ist die Masse weg ;-). Ich hoffe Du hattest in deinem Leben nur wenige Röntgenaufnahmen und auf keinen Fall schon mehrer Ct’s und fliege auch keinen Fall mehr in einem Flugzeug über 1000m Höhe, damit nimmt deine Strahlenaufnahme “dramatisch” zu. ALSO: Aktuell ist hier in Deutschland diesbezüglich Panikmachen, auch wenn man natürlich Sachen nachweisen wird. In der Öffentlichkeit geht ja schon Milli, Mikro total durcheinander. Was passiert erst mit Nano, Femtou.ä.! Also, bitte mal erstmal den Artikel wirklich lesen.
    @Willi #71: In den letzten Tagen wurde meines Wissens nach mit Feuerlöschpumpen Meerwasser eingespeist (die Leistung dieser Pumpen ist mir nicht bekannt). Da muss man schon schauen wie hoch und gegen welchen Gegen-Druck diese Pumpen überhaupt noch ein paar Tropfen Wasser da rein bekommen. Deshalb (und wg. Vermeidung von Überdruck-Platzens der gesamten Behälter) wurde trotz der Gefahren (bekannten und stattgefundenen) der Freisetzungen von radioaktiven Stoffen ab und zu Druck abgelassen (die Armen Schweine, die diese Entscheidung zu treffen haben! Das Grundrisiko ist denen bekannt, aber Außmaß der Freisetzung nicht, in der Sitiuation ohne Strom).
    Auch die hier getätigten Aussagen sind mir seit über einer Woche klar.
    @Susi 74: In engl. Medien wird über erste Meßbarkeit in Island seit Stunden berichtet. Das überrascht aber doch nicht. Aber siehe meine Andeutungen zu Einheiten oben.

  75. Willi sagt:
    #75

    @Eng: Sie sehen das leider nicht ganz richtig. Selbst wenn wir davon ausgehen, dass die Atomkraftwerke nach dem damaligen Wissen so sicher wie möglich gebaut wurden, so ist unser heutiger Erkenntisstand doch ein anderer. Das Nachrüsten der Sicherheit bei Atomkraftwerken kostet viel Geld und ist oftmals garnicht möglich. Die Investition muss sich für die Betreiber auch lohnen. Ich würde ja auch nicht meinen 15 Jahre alten Opel Corsa für 5.000 Euro mit neuen Airbags ausrüsten, egal wie viel Sicherheit ich dadurch bekomme. Genauso wie bei Autofahren gibt es auch beim Betreiben von Kernkraftwerken keine 100% Sicherheit. Sie glauben doch selbst nicht, dass das max. mögliche an Sicherheit z.B.in Olkiluoto 3 verbaut wurde. Das max. an Sicherheit hätte die Baukosten verdreifacht. Die eigentliche Frage ist, wollen wir mit dem Risiko leben alle 20-30 Jahre einen ernsthaften Störfall zu haben? Wollen wir mit dem sehr sehr geringen, aber vorhandenen Risiko einer großflächigen Verstrahlung leben? Solche Abwägungen gelten natürlich nicht nur für die Kernkraft.

  76. Stefan sagt:
    #76

    Kann eigentlich im Zuge einer Kernschmelze die Kettenreaktion wieder in Gang kommen? Nicht wie bei einer Atombombe (das wurde ja schon beantwortet) aber doch so, dass erhebliche Mengen an Wärme produziert werden, die dann wieder abgeführt werden müsste?
    Immerhin werden die spaltbaren Materialien zusammengeschmolzen, möglicherweise trennen sich schwere und leichte Materialien und es könnte eine kritische Masse z.B. am Boden erreicht werden.
    Ist dieses Szenario denkbar und realistisch? Mit welchen Folgen?

  77. Angelika sagt:
    #77

    eine trouvaille am rande zum thema, englisch.
    angezeigt werden quantitäten, nicht qualitäten

    http://xkcd.com/radiation/

    “Radiation Dose Chart”

    ebd. bitte beachten :
    > I waive all copyright to this chart and place it in the public domain, so you are free to reuse it anywhere with no permission necessary. (However, keep in mind that I am not a radiation expert, and this chart is intended for general public informational use only.) <

  78. Andi sagt:
    #78

    @Angelika: (Bevor ich alle weiteren Kommentare oben lese – das kommt später) Das xkcd-Chart haben wir bereits oben eingebaut :).

  79. Willi sagt:
    #79

    @Eng: Ob der Tsunami oder das Erdbeben schuld war wissen wir noch garnicht. Die Pumpen haben jedenfalls auch noch nach dem Tsunami funktioniert und sind zum Glück erst später ausgefallen.

  80. ham sagt:
    #80

    @Angelika: Ich habe das schon mehrfach gesehen und weiss nicht mehr ob das auch schon hier verlinkt war. Ich komme eher mit den Zahlen klar. Aber vielleicht hilft es anderen zur Einschätzung.

  81. ham sagt:
    #81

    Habe aus einer Quelle der ich NICHT wirklich traue eine Info ab 20:30: “Der Reaktorkern in Block No.1 macht nun auch Probleme wegen Überhitzung. Er erreicht eine Temperatur von beinahe 400°C. Ausgelegt ist er für eine Temperatur von 300°C”
    Hat hier evtl. jemand etwas in dieser Art, dem man evtl. trauen und weitere Info erhalten kann? (Ich nicht bei TEPCO, NHK, Kyodo).

  82. Willi sagt:
    #82

    @ham: Wer soll diese Quelle sein? Der liebe Gott?

  83. ham sagt:
    #83

    @Willi: Ich verfolge auch immer Quellen, denen ich nicht traue, aber die politisch evtl. auch Einfluß haben. Den Chat zum Lieben Gott habe ich noch nicht gefunden. ABER das ist hier off. Wenn ich hier Quellen nenne, dann möchte ich da nicht zur Verunsicherung beitragen, deshalb tue ich das nur, wenn ich ich als Dipl-Ing. zu der Meinung gekommen bin, dass ich denen im Rahmen meiner Beurteilungsmöglichkeiten einigermassen trauen kann.
    Aber wenn die genannte Aussage stimmt, heißt das, dass die wieder Messwerte haben, wo vorher keine waren und evtl. dass die Probleme in 1 größer sind, als es die bisherigen Infos hergeben! Deshalb die Anfrage hier.

  84. Willi sagt:
    #84

    @ham: Am Ende kommen alle Infos von TEPCO? Containment ist wohl schon durch bei Reaktor 1. Vielleicht kommt ja mit der neuen Stromversorgung mehr Licht ins Dunkel.

  85. ham sagt:
    #85

    @Willi: Wie oben genannt, ist das der tiefere Grund der Nachfrage, aber der Quelle dieser Aussage traue ich halt nicht! Und deshalb verfolge ich auf ca. 2-5 verschiedenen Seiten die Mitteilungen von TEPCO, da ich allerdings des japanischen nich mächtig bin, und die engl. Seiten halt verzögert und verkürzt sind, diese Nachfrage. Aber diese Diskussion ist hier off und mein letzter Eintrag diesbezüglich.

  86. Christoph sagt:
    #86

    @ham: Tepco kann bereits seit dem Stromausfall die Reaktortemperatur nicht auslesen. Deshalb denke ich, dass die Information nicht stimmt ;)

  87. ham sagt:
    #87

    @Christop: Es heißt seit ca. 6 Stunden, dass die dabei sind, und z.T. Teil schon wieder die Leitwarte in Block 3 mit Strom versorgen, deshalb die Nachfrage. Mit Aussage letztem Absatz #84 hat das dann aber Möglichkeiten der Schlußfolgerung. Deshalb die Frage nach anderer Quelle.

  88. Christoph sagt:
    #88

    Nach Datum der Veröffentlichung sind die Informationen der IAEA die aktuellsten.

    http://www.iaea.org/newscenter/news/tsunamiupdate01.html

    Momentan spinnen sich die Medien aber sowieso etwas zusammen, wenn es um Reaktor 1 geht. Jemand von der IAEA hat gesagt, dass er wegen des Reaktors etwas besorgt ist, weil es schon lange keine Neuigkeiten zu diesem gab. Das gab dann gleich Stoff für Spekulationen.

  89. ham sagt:
    #89

    @Christoph: s. Link Tabelle auf S. 2 (http://www.nisa.meti.go.jp/english/files/en20110322-4-1.pdf )

  90. ham sagt:
    #90

    OK, hab ne Beestätigung gefunden: http://www3.nhk.or.jp/daily/english/23_10.html

  91. #91

    Ham, meine Fragen haben sich eben genau aus der für mich sehr spannenden Lektüre der letzten beiden Beträge auf diesem Blog ergeben. Deine Antwort erscheint mir nicht hilfreich.

  92. Christoph sagt:
    #92

    Interessant zu wissen, dass die seit Sonntag bereits die Werte auslesen konnten, die dann aber trotzdem nicht veröffentlicht haben :(

  93. ham sagt:
    #93

    @fellow passenger: – Dampfblasen verringern die Dichte des Wassers, dadurch werden die Neutronen “schlechter” abgebremst, dadurch können weniger Atome zur Spaltung kommen, ABER: das Wärmeabführvermögen von Wasser verringert sich bei höherem Dampfblasengehalt.
    – Von selber nicht ganz. Zur Regelung gibt es die Steuerstäbe.
    – Nein er regelt sich nicht vollständig “von selbst”. Die Zerfallsraten hängen stark von Laufzeit der Brennelemente ab, deshalb die Steuerstäbe.

    Zu den weiteren Fragen keine eigene sicher zu verbreitende Kenntnis (Muss ich auch mal ins Netz schauen)

    @Christoph: War veröffentlicht, zumindest in Japan, aber englisch halt nur mit Verspätung. Deshalb meine Nachfragen.

  94. Christoph sagt:
    #95

    @ham: Die Daten der NISA vom 22.3. 11:00 Uhr listen die Temperatur noch als nicht verfügbar: http://www.nisa.meti.go.jp/english/files/en20110322-3-2.pdf
    Wenn die bereits seit Sonntag die Werte haben, dann hätten die die auch veröffentichen können.

  95. ham sagt:
    #96

    @Christoph: Ja, deshalb die Frage. Die laufen da alle bezüglich eines Normal oder Störfall-Betriebes vollkommen blind rum. Welche Messwerte da vor Ort ohne Strom überhaupt noch und mit welcher Verlässlichkeit abgelesen werden konnten, kann ich nicht zu beurteilen. Aber wenn dort noch ein Druck zwischen 2-3 MPa angegeben ist, muss man davon ausgehen, dass es über 100 GC warm ist. Wenn ich mal nur nicht für realistische Werte, aber zu Abschätzung, auf sowas recht simples wie eine Ideale Gasgleichung schaue (Sorry Physiker, bin halt Ing und muss halt manchmal im Kopf zu Abschätzungen kommen).

  96. ham sagt:
    #97

    @Christoph: Damit sagt es mir, dass die vor Ort jetzt wieder Angaben zur Temperatur haben. Damit heißt das, das sie zumindest wieder teilweise, einige Messungen, denen Sie vertrauen, in Betrieb haben. Diese Rückschlüsse waren der ursprüngliche Grund um nach einer Bestätigung für die Quelle zu fragen.

  97. Christoph sagt:
    #98

    @ham: Ich glaube wir reden aneinander vorbei. In dem Artikel steht, dass das Thermostat in Reaktor 1 bereits seit Sonntag funktioniert. Die Werte teilt Tepco aber erst Mittwoch mit. Das sagt mir, dass hier Daten verschwiegen werden. Wahrscheinlich wollte Tepco nicht, dass jemand Wind von den fast 400 Grad bekommt, bevor sie nicht mit einer Lösung um die Ecke kommen.

  98. ham sagt:
    #99

    @Christoph: Wenn man die Zuverlässigkeit einer Messung noch nich beurteilen kann, veröffentlicht man die Daten nicht. Das halte ich nicht wirklich für unseriös. Weiterhin ist in der Meldung nicht gesagt für welche Bereiche diese Messungen am So. schon wieder vorhanden waren. Ich weiss nicht, wieviele Temperaturmessungen die dort haben, aber das sind nicht nur 2, das geht eher in den Bereich von 100 oder mehr (ACHTUNG: nur Größenordnung, keine wirklich Kenntnis). Aber ich finde es eher positiv, dass das jetzt angegeben wird. Denn mit ziemlicher Sicherheit werden nur Meßwerte direkt angegeben, die auch einigermaßen verläßlich sind.

  99. CYBERYOGI =CO= Windler sagt:
    #100

    Frage zu den Kontrollstäben

    – Was hält Kontrollstäbe im Reaktor an ihrem Platz?

    Die werden doch bei Fukushima von unten in den Kern geschoben. Können die rausfallen, wenn der Reaktor (z.B. durch Überhitzung, Erdbeben oder weitere Wasserstoffexplosionen) beschädigt wird? (Das ist doch hoffentlich nicht bloß hydraulischer Öldruck, der von der Intaktheit vieler dünner Rohre abhängt.)

    – Was passiert mit Kontrollstäben bei beginnender Kernschmelze?

    Vermischt sich das Material mit dem Kernbrennstoff (und bremst so die Kettenreaktion weiterhin), oder fallen die aus dem Kern oder entmischen sich beide schmelzenden Materialien (wie Öl und Wasser), sodass die Kettenreaktion wieder einsetzt und Kernbrennstoff schließlich bei extremer Hitze brennend verdampft und massive Verseuchungen verursacht?

    Kommentar von André: Rest des Kommentars war Spekulation über das Ausmaß der Schäden. Das zu beurteilen halte ich für äußerst schwierig und soll hier nicht diskutiert werden.

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