Eine Zusammenfassung der Probleme bei Fukushima I

947
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
Kategorien: Erklärbär, Weltiges
Tags: , , , , , , , ,

947 Antworten auf Eine Zusammenfassung der Probleme bei Fukushima I

  1. Eng sagt:
    #101

    @Willi: Ihr Beitrag 22.03, 23:34. Erstens habe ich mich ausschließlich auf Kernkraftwerke in Deutschland bezogen, zweitens habe ich genau diese Risikoabwägung mit der Wahrscheinlichkeitsberechungung gemeint und drittens die Bevölkerungsbeteilung zur Festlegeung, welches Risiko wir bereit sind mitzutragen.
    Es steht fest das Fukushimi vom Tsunami überschwemmt wurde und dabei unter anderem auch elektrische Einrichtungen ausgefallen sind. Die Pumpen sind nicht das Hauptproblem.

  2. Manuel sagt:
    #102

    @Ham @Christoph Weis einer von euch, ob die Japaner in °C oder in °F messen?

  3. Susi sagt:
    #103

    @Manuel: Wie sie im Alltag messen weiß ich nicht, aber die offiziellen Angaben, auch der IAEA, waren bisher in Grad Celsius.

  4. André sagt:
    #104

    @CYBERYOGI: 1. Frage: Die werden elektrisch reingefahren. Da die nur relativ kurz Strom brauchen, werden die Motoren vermutlich im Zweifelsfall über Batterien gespeist. (Nachtrag: ich weiß leider nicht mehr, wieso ich das meine. Solange ich nichts finde bitte erstmal ignorieren.)
    2. Frage: Es wird sicherlich zu einer Vermischung kommen, wie gut die aber sein wird weiß ich nicht. Dass die Schmelze am Ende »brennend verdampft« halte ich für unwahrscheinlich, da keine großen Mengen an brennbaren Materialien da drin ist (im Gegensatz z.B. zum Graphit in Tschernobyl).

    @Stefan (#77): Dass die Kettenreaktion bei einer Kernschmelze wieder in Gang kommt ist nicht ausgeschlossen, aber durch den fehlenden Moderator stark erschwert.

  5. André sagt:
    #105

    @ham, Christoph: Zu den Temperaturen hab ich auch was offizielleres gefunden: von der NISA: http://www.nisa.meti.go.jp/english/files/en20110322-4.html 2. PDF (Direktlink)

  6. Rolf sagt:
    #106

    Auf der Seite grs.de finde ich Bemerkungen sowohl zu einem ‘Zwischenlager’ (angeblich aktuelle Temperatur 61C) als auch zu ‘BE Abklingbecken Block4′.
    Weiss jemand definitiv ob damit jeweils dasselbe gemeint ist? Oder ist es Teil der (Des-?)informationspolitik, daß es sich evt. um 2 Bereiche handelt was einem natürlich ‘Freiheiten’ gibt Messwerte zuzuordnen? (Bei einer angenommenen Nachzerfallsleistung von 20MW im BE Becken zusammen mit den bekannten ‘Kühlleistungs’daten (maximale Wassermenge per Werfer) sind die angegebenen Temperaturen nach über 100h jedenfalls doch vollkommen unverständlich oder rechne ich irgendwie falsch???

  7. Eng sagt:
    #107

    @ham: wir hatten uns ja schon vor einigen Tagen gewundert wo die bis dahin veröffentlichten Meßwerte eigentlich herkommen sollen, ohne Strom.

  8. Klaus sagt:
    #108

    Kann mir bitte einer erklären was das heist.

    “Das ist bereits etwa 20% des gesamten Quellterms des Chernobyl-Unfalles. ”
    http://www.zamg.ac.at/aktuell/index.php?seite=1&artikel=ZAMG_2011-03-22GMT13:31

  9. ham sagt:
    #109

    @Eng @Rolf: Deshalb war mir die Bestätigung wichtig: “temperature of the reactor’s external surface was 366 degrees Celsius”
    @Rolf: Auch bei der GSR (auch TEPCO, NISA, IAEA) waren nur sporadisch Aktualisierungen der Temperaturen in den Abklingbecken zu finden. Möglicher Grund s. Eng#108.

  10. Techniker sagt:
    #110

    @ André

    bist Du sicher, dass die Steuerstäbe elektrisch eingefahren werden ?
    Könnte mir vorstellen, dass sie elektr. ausgefahren werden(ggf.zur Regelung auch elektr. verfahren). Dabei sollte eine mech. Vorrichtung gespannt werden, die dann auch bei Spannungsausfall die Steuerstäbe in eine sichere Position bringt(einfahren).

  11. André sagt:
    #111

    @Rolf: Es gibt ein seperates Lagerbecken, in dem ca. 6.000 BE lagern. Hier ist die Temperatur bei ~60 °C, tendenz leicht steigend. Entsprechende Kühlvorrichtungen werden momentan eingebaut. (Siehe z.B. hier: http://www.bmu.bund.de/atomenergie_sicherheit/doc/47088.php Abschnitt »Zwischenlager am Standort Fukushima Daiichi«).
    Zusätzlich gibt es in jedem Reaktorblock noch ein Abklingbecken, in dem auch nochmal ein paar BE lagern. Bei Block 4 ist das besonders kritisch, da hier 2 MW (nicht 20!) Leistung produziert wird, die irgendwie gekühlt werden muss. Übrigens hat man hier seit dem 14.3. keine Temperaturdaten mehr.

    @Klaus: Ich kenne den Ausdruck nicht, vermute aber, dass Quellterm die Menge eines radioaktiven Stoffs meint. Oder Strahlenbelastung durch diesen. Oder so.

    @Techniker: Hm, ich war mir eigentlich sicher. Aber habe es gerade im Vorlesungsskript nicht mehr finden können. Solange ich nichts konkretes dazu finde, ziehe ich meine Aussage mal zurück ;)

  12. Eng sagt:
    #112

    Dem Beitrag (Link) kann ich nur zustimmen. Und bitte das Kondolenzbuch beachten.
    http://www.wiwo.de/politik-weltwirtschaft/tabellen-1/japan-trauer-um-die-opfer.html

  13. Rolf sagt:
    #113

    @Andre Ich dachte aufgrund von Wartungsarbeiten liegt dort der ganze Reaktorkern?
    Sind das dann ‘ein paar’ im Vergleich zu den 6000? Auf die 20MW bin ich unter der Annahem gekommen das dort der komplette Kern liegt. Sorry falls ich mich verrechnet haben sollte, selbst bei 2MW müsste das Becken aber lan leer sein.
    Wie groß ist denn die Wärmeleistung im Zwischenlager Deines Wissens und wie groß das Volumen und wo befindet sich dieses Lager?

  14. André sagt:
    #114

    @Rolf: Korrekt, im Abklingbecken von Reaktor 4 liegt der komplette Reaktorkern plus weitere Brennelemente, vermutlich solche, die noch nicht abtransportiert wurden. Wenn ich mich recht erinnere sind das 1.300. Diese machen eine Restwärme von 2 MW und hat wohl auch dazu geführt, dass das Wasser im Becken zu großen Teilen verdampft ist (daher die Wasserwerfer, siehe auch Artikel).

    Die Wärmeleistung im Zwischenlager kenn ich nicht genau, ich habe spontan in einem Bericht der NISA die Temperaturen 57 °C am 19.3. um 9 Uhr und 61 °C am 21.3. um 16:30 Uhr gefunden. Seit 15:30 am 21.3. werden auch hier Wasserwerfer eingesetzt.
    Nachtrag: »Die Brennelemente sind schon länger abgeklungen als die Brennelemente in den BE-Lagerbecken der 6 Blöcke und produzieren deshalb eine geringere Nachwärme.« (Quelle)

    Das Lager befindet sich irgendwo auf dem Gelände, ich glaube bei den Blöcken 5-6 (die sind etwas abgesetzt von 1-4).

  15. Rolf sagt:
    #115

    Das radioaktive Inventar des Zwischenlagers ist aber jedenfalls nochmal von der
    gleichen Größenordnung wie das aller 6 Blöcke zusammen.
    Ausserdem ist es meines Erachtens ein Kommunikationsproblem, daß das Zwischenlager
    und die BE Becken in den Bewertungen nicht klar genug benannt und dann getrennt werden.
    Schließlich komme ich bei etwas genauerer Überschlagsrechnung jetzt auf 8MW Thermoleistung in BE-Becken Block 4 ist aber letztlich fast egal – so oder so schlimm genug.

    Liegt eigentlich ein großer Teil der Reaktorbehältnisse unterirdisch? Bei den meisten Bildern von Block 4 frage ich mich wo da noch ein 12m tiefes Becken überhaupt sein soll…?

    Und wieso Wasserwerfer in der ‘Gegend von Block 5 und 6′ Die haben doch lang Strom und sind nicht beschädigt und wegen 4GC mehr??? Sehr seltsam. Wenn ich
    10-Faches Volumen im Vergleich zu den Becken in den Reaktoren annehme sollte man aus den Temperaturdaten doch die Leistung abschätzen können oder?

  16. André sagt:
    #116

    @Techniker, CYBERYOGI: Ich habe nicht extrem viel Zeit gerade, habe nur in der Wikipedia gefunden, dass die per Elektromagnet gehalten werden und ein hydraulisches System den nötigen Druck aufbaut, damit die Stäbe beim Ausfall der Elektrizität automatisch einfahren. Wie sicher die aber gegen Versagen der Hydraulikleitungen sind kann ich nicht sagen. Ich könnte mir vorstellen, dass zusätzlich Elektromotoren die Steuerstäbe einfahren können.

    Für den konkreten Fall ist das aber irrelevant, da die Notabschaltung in Fukushima wie erwartet funktioniert hat.

  17. Christoph sagt:
    #117

    Hier ist der Standort des Zwischenlagers (common spent fuel pond) eingezeichnet (Folie 2): http://www.slideshare.net/mobile/iaea/technical-briefing-of-nuclear-safety-aspects-of-the-situation-in-japan-march-18

  18. Andi sagt:
    #118

    Junge, junge, ihr habt hier aber ganz schön was zusammengeschrieben. Nicht schlecht :).
    Ein kleiner Nachtrag!
    @Angelika (#69) // ham (#75): Den geposteten Link kennen wir – er kam auch damals in den anderen Kommentaren ein paar Mal. Allerdings haben sich immer mehr Seltsamkeiten in Bezug auf ihn aufgetan, so dass wir ihn nicht eingebaut haben.

  19. Christoph sagt:
    #119

    Zu den Gerücht, dass Strahlenmesswerte in Deutschland seit dem 16.3. nicht mehr veröffentlicht werden dürfen, hat sich der deutsche Wetterdienst geäußert. Die Werte wurden auch vorher nicht vom DWD veröffentlicht, sondern sind immer an das Bundesamt für Strahlenschutz weitergegeben und von denen veröffentlicht worden. Das macht das BfS auch heute noch ;)
    Quelle: http://www.dwd.de/
    Hier ist der Link zu den aktuellen Werten: http://www.bfs.de/de/ion/imis/aktuell

  20. Andi sagt:
    #120

    Wir haben uns gerade etwas zur Lage aktualisiert. In den Artikel soll das noch nicht, da es möglicherweise schnell ändernde Infos sind, die in ein paar Stunden wieder veraltet sein könnten. Dann würde das Posting zum Liveticker – und das wollen wir nicht.
    Es liegen ein paar Zahlenwerte vor, vielleicht interessant für euch – daher dieser Kommentar.

    Stromversorgung: Es scheint, dass man weiterhin probiert, die Technik ans Stromnetz zu bekommen. In Block #3 hat man es geschafft, die Hauptwarte wieder mit Strom zu versorgen – das ist wohl auch die Warte von Block #4 (persönliche Einschätzung: wenn das stimmt, dann halte ich das für einen großen Schritt).
    Block #5 & #6 sind gestern (!) ans Stromnetz angeschlossen worden (vorher: Notstromdieselaggregat). Da waren wir mit unserem Abschnitt oben wohl etwas glaskugelig.

    Temperaturmessungen: Von den Reaktordruckbehältern #1 bis #3 hat man wieder Informationen über die Temperaturen (kam auch hier bereits in den Kommentaren). Behälter von Block #1 meldet dabei wohl eine Temperatur jenseits der 400°C, die die Messsensoren nicht mehr verarbeiten können. Block #2 hat ~100°C, #3 ~260°C.
    Bei Block #2 liegen Temperaturmessungen des Abklingbeckens vor: 51°C.

    Wassereinspeisung: Daraufhin hat man in Block #1 begonnen, neben der Brandanlage über eine Wasserzufuhrleitung Wasser mit 18 m3/h anstelle von 2 m3/h in den Reaktordruckbehälter einzuspeisen. Es gibt Vermutung, nach denen diese »Wasserzufuhrleitung« zum normalen Leitungssystem des Reaktors gehört — das hieße, es wäre intakt und benutzbar. Das wäre gut.
    In Block #2 hat man neue 18 t Meerwasser ins Abklingbecken geleitet, die Einspeisung in den Reaktordruckbehälter läuft weiter.
    Nachdem der Rauch von Block #3 verschwunden war, hat Tokyos Feuerwehr 180 t auf den Block verteilt. Es gibt Berichte, dass gerade wegen neuen Rauchs wieder die Arbeiter abgezogen sind.
    In Block #4 wird über diesen fünf-gelenkigen Betonpump-LKW weiter Wasser mit 50 t/h auf den Block verteilt. Man möchte ca. 150 t versprühen.

    Das etwas abseits gelegene gemeinsame Lagerbecken für verbrauchte Brennstäbe (»common spent fuel pool«) hat eine Wassertemperatur von 61°C.


    Die Infos sind entnommen aus dem frisch aktualisierten News Release des »Seismic Damage Information (the 44th Release)« der NISA. Eingeflossen sind Infos aus dem hervorragenden Übersichts/Bildchen-PDF und der GRS.

  21. Andi sagt:
    #121

    @Christoph (#120): Danke für die Aufklärung!

  22. Christoph sagt:
    #122

    @Andi: Die Leitwarte für Reaktor 3 und 4 scheinen wirklich in einem Raum zu liegen. Kyodo News hat ein Bild veröffentlicht, auf dem die Leitwarte von innen zu sehen ist. Dort erkennt man auch, dass nur die eine Hälfte beleuchtet ist.
    Hier das Foto: http://english.kyodonews.jp/photos/2011/03/80480.html

  23. ham sagt:
    #123

    @Andy: Wie nach 44 klar war, zeigt 45 wie zu erwarten, dass da wieder Druckentlastung durchgeführt werden wird.

  24. Andi sagt:
    #124

    @ham: Es gibt wieder einen Neuen? Hui. Danke für die Info.

  25. Christoph sagt:
    #125

    Kyodo berichtet von einem “neutron beam”, der 13 mal gemessen wurde: http://english.kyodonews.jp/news/2011/03/80539.html
    Was ist das? Neutronen, die bei einer spontanen Kernspaltung freigesetzt werden?

  26. Tom sagt:
    #126

    @ Christoph

    Steht doch dabei:

    But the measured neutron beam may be evidence that uranium and plutonium leaked from the plant’s nuclear reactors and spent nuclear fuels have discharged a small amount of neutron beams through nuclear fission.

  27. Willi sagt:
    #127

    Ich kann immer noch nicht ganz nachvollziehen, wie man ohne Leck und ohne “Venting” (das ja angeblich gestoppt ist) Wasser in den Reaktordruckbehälter bekommt. Insbesondere bei über 400°C. Wird das Wasser wieder abgelassenn und ins Meer gepumpt?

  28. Tom sagt:
    #128

    @ Willi
    Diese Frage stelle ich mir schon die ganze Zeit. Wo flanschen die überhaupt an um Wasser rein zu bekommen? In das Reaktorgebäude selbst, wird im Moment ja keiner rein können, oder? Bei 400 °C im Inneren und dem vorhandenen Restwasser ist ja ein enormer Druck da, den es ja erst einmal zu überwinden gilt.
    Kann das jemand erklären, wie man da Wasser reinbekommt? Dazu müsste ja zumindest eine Speisepumpe, die den enormen Druck aufbauen kann, wieder funktionieren..

  29. Eng sagt:
    #129

    @Tom: der Rekator hat mindesten 9 Wasseranschlüsse für unterschiedliche Wasserkreisläufe. Es gibt keinen Grund anzunehmen das alle zerstört sein sollen. Die unterschiedlichen Pumpen dafür stehen an verschiedenen Positionen, also wird man irgendwo einen Schlauch anschließen können. Und die Feuerwehr verfügt auch mit Sicherheit über Hochdruckpumpen.
    Wie hoch ist denn der Gegendruck überhaupt?

  30. André sagt:
    #130

    @Tom, Willi: Die Einspeisung wird seit längerem über eine Feuerlöschleitung (»Seawater injection to the Reactor Pressure Vessel (RPV) via the Fire Extinguish Line started. (20:20 March 12th)«) gemacht, seit neuestem auch über andere Leitungen (siehe Andis Kommentar #121).
    Wie das Wasser da wieder rauskommt frage ich mich auch. Dazu findet man irgendwie nichts. Wobei ich vermute, dass das Wasser verdampft, in den wetwell (dieser Torus unter dem Reaktor) geleitet wird, dort kondensiert (soweit Standard) und schließlich als Wasser abgepumpt wird, weil schlicht mehr als gedacht da reinkommt. Aber wie genau es wirklich abläuft weiß ich leider auch nicht.

    @Eng: der Gegendruck ist ca. 1-3 bar, genauere Zahlen siehe die NSIA-Berichte.

  31. Willi sagt:
    #131

    @Andre: Also sieht alles nur so gut aus, weil der Reaktor direkt am Meer steht und sich die Strahlung dort ordentlich verdünnt? Da das Wasser wenigstens nicht direkt abfließt kann man davon ausgehen, das keine großen Verunreinigungen (durch defekte Brennstäbe) von Uran und Plutonium im “Abwasser” vorhanden sind?

  32. noch2minuten sagt:
    #132

    Kann mir mal jemand erklären was das zu bedeuten hat?

    http://english.kyodonews.jp/news/2011/03/80539.html

    Läuft da kurz ne Kernspaltung an und bricht dann wieder ab oder ist da etwa U oder Pu ausgetreten?

  33. Klaus sagt:
    #133

    Ich noch mal, weil ich mit den Zahlen so einfach nichts anfangen kann, aber auch nichts Falsches weiter tragen will.

    Bin über nachfolgende Aussage gestolpert.

    Der höchste Messwert in Tokyo war gestern 20-21 Uhr = 0,155 μSv/h (heute 8-9 Uhr = 0,146 μSv/h) … siehe Rider-Link (Seite 1/2, jeweils Zeile 13). Zum Vergleich: In Guarapari (Brasilien) beträgt der Messwert = 10.000 μSv/year = 1,14 μSv/h (10.000 / 365 / 24) … siehe Seite 3 (“Radiation in Daily-life”). Wikipedia zu Guarapari:

    http://forum.baadermarkets.de/showpost.php?p=33844&postcount=206

    Wenn ich das jetzt als Laie sehe komme ich zu dem Ergebnis das in Guarapari eine fast 10 mal höhere Strahlung normal ist.

    Kann man das so sehen oder sind die Zahlen eigentlich nicht vergleichbar?

  34. Christoph sagt:
    #134

    @Tom (#127): Zugegeben, den Satz habe ich schwammiger verstanden, als er eigentlich ist. Ddnnoch ist mir nicht ganz klar, ob der neutron beam einfach ein freigesetztes Neutron beschreibt, oder ob das eine Sonderform ist, die aus den Neutronen ensteht.

    @Klaus: Die Werte kann man dahingehend vergleichen, wenn es um die momentane Strahlenbeastung der Personen an den verschiedenen Orten geht. An jedem Ort gibt es eine natürliche Radioaktivität, die vom Himmel oder aus dem Boden kommt und der man sich dementsprechend durch Ortswechsel mehr oder weniger entziehen kann. Problematisch sind eher die radioaktiven Stoffe, die sich in der Luft befinden. Diese kommen zwar ebenfalls in der Natur vor, in Japan sind diese nun aber erhöht und können sich z.B. durch Einatmen im menschlichen Körper einlagern, was dann zu einer andauernden erhöhten Strahlenbelastung führt. Deshalb hat die jap. Regierung den Leuten um Fukushima auch gesagt, dass die im Haus bleiben und die Fenster geschlossen halten sollen. Das klingt zunächst vielleicht blöd, bietet aber einen gewissen Schutz vor dem Einatmen des radioaktiven Staubs.

  35. Eng sagt:
    #135

    @André: Danke. Ein Gegendruck von 1-3 bar ist für die Pumpen kein Problem.
    Wer sich für Pumpendetails interessiert:
    http://www.andritz.com/hydro-pumps-brochure-uebersicht-d-3.pdf

  36. Tom sagt:
    #136

    @ André

    Jetzt steh ich auf dem Schlauch. Wir reden doch vom Reaktordruckgefäß, welches mit Wasser gefüllt wird, nicht um das Containment, das geflutet wird. Beim Containment kann ich mir einen Gegendruck von 1-3 bar gut vorstellen. Aber im Reaktordruckgefäß herrscht doch ein Druck, der jenseits von 200 bar liegt, wenn die Temperatur über 300 °C liegt, somit ist der Gegendruck im Reaktordruckgefäß gegenüber außerhalb des Gefäßes nahezu gleich dem Druck im inneren. Die Pumpen befinden sich doch außerhalb des Systemes.

    Irgendwie steh ich da auf dem Schlauch. Danke für Erklärung.

  37. Coen sagt:
    #137

    “Der Mittelwert in Deutschland beträgt 0,05 µSv/h; der Maximalwert 5,7 µSv/h.”

    In welchem Gebiet wurde der Maximalwert für Deutschland gemessen? Ich habe jetzt nur eine Werte gefunden, wonach 5,7 µSv im Jahr in Deutschland gemessen wurden. ISt das nur ein Tippfehler oder stimmen die anderen Angaben im Netz nicht?

    Ansonsten Danke für diesen informativen Artikel.

  38. Susi sagt:
    #138

    @Coen: Wo der Maximalwert gemessen wurde, darüber gibt die Literaturquelle keine Auskunft. Ich vermute mal in den Alpen oder im Erzgebirge( dort gibt es nicht unerhebliche Uranlagerstätten). Tatsache ist, dass in den verschiedenen Regionen in D die Radioaktivität sehr unterschiedlich ist. EINEN EINZIGEN Wert für ganz Deutschland gibt es nicht.

  39. Susi sagt:
    #139

    PS: Ich hab nochmal gegoogelt und finde überall Werte von mS pro Jahr, nicht µS. Das ist ein Faktor 1000. (Für die normale Belastung)

  40. ham sagt:
    #140

    @Susi @Tom: Infos Deutschland http://odlinfo.bfs.de/
    oder Infos auch über längere Zeiträume: http://www.bfs.de/de/bfs/druck/uus

    Wie gestern schon gesagt geht es mit milli, mikro pro Stunde, Jahr usw. häufig alles munter durcheinander. Nicht nur in der deutschen Presselandschaft.

  41. Susi sagt:
    #141

    @ham: Ich kenn die Quellen, hab sie auch verwendet (neben anderen).
    Ich hatte dann wegen der besseren Vergleichbarkeit alles umgerechnet von “pro Jahr” auf “pro Stunde”.
    Daher bin ich auch einigermaßen sicher, dass die Zahlen stimmen. ;)
    Und die Angaben von ODL passen ja zu meinen Werten (wenigstens in der Größenordnung).
    Meines Wissens müssten die Gesundheitsämter auch Angaben über die regionale Strahlenbelastung machen können (wenns jemanden interessiert kann er ja mal dort nachfragen).

  42. ham sagt:
    #142

    @Susi @Coen: der ODL-Link ist interaktiv, da kann man die einzelnen Punkte anklicken und bekommt da die Daten der Meßstation.

  43. Andi sagt:
    #143

    Nur damit ist nicht zu Verwirrung kommt: Susi hat den Abschnitt in diesem Blogpost geschrieben ;).

  44. Susi sagt:
    #144

    Dann kann da ja jeder nach seiner Meßstelle suchen. Mal sehen, wer den Ort mit der höchsten Belastung findet. :)

  45. Coen sagt:
    #145

    @Susi & Ham:
    Danke für die Klarstellung. In der Tat geht es da etwas mit mikro und milli durcheinander was einen schon mal komplett verwirren kann.
    Beim BfS war ich schon gelandet, aber wenn man etwas konkretes sucht übersieht man dann solche Angebote wie den ODL-Link leider. Wenn nochmal Fragen auftauchen, komm ich wieder^^

  46. chefin sagt:
    #146

    5,7µSv/Jahr halte ich für den Messwert innerhalb einer Bleibox. Bereits eine Banane belastet dich mit 0,1µSv. Allerdings wäre 5,7µSv/h aufs Jahr gerechnet aber mal locker 50mSv. Das könnte ich mir allerhöchstens auf der Zugspitze vorstellen, da ein 3 Std Flug in 10km höhe ca 40µSv gesamt belastet.

    Alles in allem aber normale Werte innerhalb der üblichen Bandbreite. Selbst bei einer Verdoppelung der Belastung sind wir noch weit von einer Gefahr entfernt. Wie sonst ist zu erklären, das kein Arzt Bananen an Kleinkinder verbietet, wo wir doch wissen, das Bananen den höchsten Anteil an natürlicher Radioaktivität haben.

    Es gibt einfach zu viele Schwallköppe die jetzt Geigerzähler in rauhen Mengen verkloppen und kein Mensch sagt den Leuten, was normale Werte den sind. So wie keine Sau kapiert, das 1W/std im Jahr 2 Euro kostet. Und ein Standby-Betrieb mit 10 Watt mehr Leistung verbrät wie die Familienkutsche für die 100km zu Oma braucht. Menschen können nicht 4 Dimensional denken, die meisten haben kein Gefühl für den Faktor Zeit.

    Obwohl … bei Sonnenstunden kristallisiert sich gerade ein Gefühl raus für schönes oder durchwachsenes Wetter. Vieleicht kann die Masse der Menschen das auch mal lernen. Aber es erzeugt halt keine Quote wenn man sagt, das die Strahlung von 0,05µSv auf 0,08µSv gestiegen ist. Aber ein dramatischer Anstieg um über 60%…das hört sich echt Brutal an.

    Unter solchen Umständen verstehe ich das Daten zurück gehalten werden und Medien verboten wird, nur Einschaltquoten im Kopf zu haben, statt echte aufklärung. Andererseits…wieso kommen nicht mal Wissenschaftler an diese Daten ran, so wie es in diesem N-TV Bericht gesagt wurde. Das hört sich jetzt irgendwie extrem seltsam an. Zumal der Deutsche Wetterdienst nicht der einzige ist der Messwerte sammelt und überwacht.

    Wie bereits weiter oben von Eng geschrieben: Die ersten die es in Deutschland bei einem Atomunglück erwischt sind die Entwickler, bzw die Techniker vor Ort. Ich weis keine bessere Motivation gute Arbeit abzuliefern als wenn ich weis, das mein Arsch der erste ist der glüht.

  47. ham sagt:
    #147

    @Andi: Ich habe keinerlei Kritik an den letzten Aussagen von Susi geäußert, wenn ich dort einen Fehler sehen würde, würde ich mich entsprechend melden.
    Ich wollte nur nochmal drauf hinweisen (Wir können von 1800 Meßstellen alle 6 Stunden aktualisierte Werte bekommen. Das ist doch ein recht hohes Maß an Informationsmöglichkeit). Auch Dinge die bei Kyodo unter Zitat des Gesundheitsministers Japans stehen, enthalten solche Fehler mit den Einheiten.

  48. Michi sagt:
    #148

    Schaue mal wieder etwas NHK. Das Video, welches heute gezeigt wurde und welches die Feuerwehrleute beim vorbereiten des Wassersprühens am 18. März zeugt, ist interessant. Während das Video dunkel ist (weil Nacht) und der Sprecher erklärt, dass 70 mSv (/h?) herrschen, sind man die durch die Radioaktivität ausgelösten einzelnen flimmernden hellen Bildpunkte. Ist nicht so stark wie in der Quarks&Co-Footage vom Tschernobyl-Corium, aber deutlich sichtbar.

    (Im Internetfeed ist das wahrscheinlich nicht so gut zu erkennen; ich schaue direkt vom Satellit).

  49. Techniker sagt:
    #149

    @Tom
    genau die Frage stelle ich mir auch.
    (wobei 300°C ca. 86 bar Dampfdruck entspricht)
    Vorrausgesetzt, dass die Brennstäbe sich noch im Wasser befinden….

    Was sagen denn überhaupt die 300°C aus?
    Dabei stellt sich mir sofort die nächste Frage:
    Wo werden die 300°C gemessen.
    Oben in der Nähe der Brennstäbe, da dürften sie frei liegen.

    Sind das Brennstabmanteltemperaturen, oder Wassertemperatur, oder
    Druckbehältermanteltemperatur, oder Gastemperatur im Druckbehälter.

  50. chefin sagt:
    #150

    Wie verträgt sich die Aussage eines selbsternannten Medienstars mit atomphysischer Kompetenz das keine Daten mehr rausgegeben werden mit der Liste von bfs. Heist das dann die Liste ist manipuliert, da die Daten scheinbar fortlaufend vorliegen. Aber natürlich kann ich das nicht überprüfen (naja…Herbsthausen wäre jetzt nahe genug um mal hinzuspucken und nachzuschauen) aber mir fehlt ein Referenzmessgerät zur Kontrolle.

    Mir scheint das ganze extrem Widersprüchlich, zumal es in Deutschland eine Menge Menschen mit Geigerzähler gibt und daher gefälschte Werte recht schnell auffallen würden.

    Ein Grund mehr, den Medien etwas auf die Finger zu klopfen bei solchen unkritischer Berichterstattung.

  51. Susi sagt:
    #151

    @chefin: Die Meßwerte werden veröffentlicht. Nur liegt die Veröffentlichungspflicht beim Bundesamt für Strahlenschutz und nicht beim Wetterdienst. Es ist kein allzugroßes Problem die Daten zu erhalten. Die Karte bei ODL (Link weiter oben) ist interaktiv und ich hab mal bei meinem zuständigen Gesundheitsamt nachgesehem: die verweisen auf diese Karte. Und was die Geigerzähler-Hysterie betrifft, dazu hab ich mich glaub ich gestern schon ausgeheult.
    Die 5,7 µS/h sind entweder tatsächlich auf der Zugspitze oder in den Gebieten, in denen Uran abgebaut wurde (noch wird?); der Mittelwert liegt viel niedriger. Bei mir in der Gegend (Raum Bodensee) bei etwa 0,1365 µS/h.

  52. Susi sagt:
    #152

    @ham: Ich habe da auch keine Kritik gewittert. Zumal ich mich ja durchaus auch hätte verrechnen können.
    Und zumindest hat der Link auf ODL gezeigt, dass eben nicht die Veröffentlichung der Daten eingestellt wurde, sondern jeder der will sich informieren kann.

  53. Susi sagt:
    #154

    Cool, den kenn ich noch nicht. War ja im Zusammenhang mit den Aussagen über die Gesundheitsgefahren auch nicht weiter relevant. Und sogar auf englisch.
    Danke für den Tipp.

  54. ham sagt:
    #155

    Qall Eben sogar auf englisch, die Zeitinterwalle der Aktualisierung kenn ich nicht sauber. Und die können sich auch nicht wirklich leisten zu bescheißen: http://www.rdtn.org/ (Aber ACHTUNG da sind auch Bq, Gray und mSv und mikro Sv) also richtiges Einheiten-Chaos.

  55. ham sagt:
    #156

    Diese Arten der Information und auch dieser und viele andere Blogs sind für die Welt, auch wenn ich die Usachen, Ablaufunterschiede usw. z.g.T. kenne, ein gingantischer Unterschied zu den Möglichkeiten 1986.

  56. Andi sagt:
    #157

    @ham (#148): Nein, nein, so war das gar nicht gemeint. Ich hatte nur den Eindruck, dass das eine interessante Information sei, falls sich jemand wunderte, weshalb Susi soviel zu dem weiß und von »ihrem« Text spricht :).

  57. ham sagt:
    #158

    @Andi schon OK. ;-)

  58. Susi sagt:
    #159

    So Jungs und jetzt Ende der Diskussion.
    Jeder, egal ob Mitschreiber oder “nur” Kommentator tut seien Teil dazu, dass wir hier nicht in sinnlosen Spekulationen oder genauso sinnfreier Massenhysterie untergehen.
    Es kommen immer noch viele Fragen zu dem Thema und das zeigt mir, dass die “offizielle” Information durch die Medien nicht ausreichend oder total verwirrend ist. Wir bringen nur etwas Ordnung ins Chaos um dann noch mehr Chaos verbreiten zu können.

    Und falls sich jetzt doch noch jemand fragt, wie ich zu meier Weisheit gekommen bin: ich habe etwa zur Zeit von Tschernobyl Physik studiert mit Kerntechnik und Satellitentechnik als Wahlfach. Bin dann in die Biologie geraten und habe einen Abschluss in Biophysik. Daher auch das Interesse am Thema.

  59. Henri sagt:
    #160

    Bezüglich der Geiger-Zähler-Hysterie solltet ihr etwas verständnisvoller sein. Ich bin nicht Physiker und kann mich nicht erinnern, im Physik-Unterricht einen solchen gesehen resp. selber benutzt zu haben. Aber seit meinem ersten James-Bond-Film würde ich gerne ein bisschen damit rumspielen – nicht weil ich glaube, damit die Fukushima-Strahlung hier am Alpenrand messen zu können, sondern wie’s der Name sagt: als reine Spielerei.

    An Chefin, 19:18:
    “Wie bereits weiter oben von Eng geschrieben: Die ersten die es in Deutschland bei einem Atomunglück erwischt sind die Entwickler, bzw die Techniker vor Ort. Ich weis keine bessere Motivation gute Arbeit abzuliefern als wenn ich weis, das mein Arsch der erste ist der glüht.”

    Bei der nicht unerheblichen Selbstüberschätzung, die manche im Umgang mit Technik an den Tag legen (1), beruhigt mich der oben genannte Umstand, dass die Spezialisten als erste ihr Fett abkriegen, in keinster Weise.

    (1) Kräftige Anzeichen, dass das auf Nuklear-Physiker ebenfalls zutreffen könnte, sind in den verschiedenen Besprechungen zu Fukushima leider zu gut erkennen.

  60. Willi sagt:
    #161

    @Susi: und ich dachte hier sind Experten am Werk.

  61. André sagt:
    #162

    @Susi, ham, Andi: Friede, Freude, Eierkuchen. So mag ich’s ;)

    @Techniker (#150), @Tom (#137): Ich frage mich auch, wie das hinkommt. In den veröffentlichen Daten steht aber immer sowas wie 0,3 MPa = 300 kPa = 3000 hPa = 3 bar für den Reaktordruckbehälter. Die neueste Zusammenfassung der NSIA spricht von 0,48 MPa und 305 °C. Die Temperatursensoren scheinen dabei aber die Außenwand des Behälters zu messen, zu den Wassertemperaturen gibt es keine Messwerte.

  62. Susi sagt:
    #163

    @Willi: Welche Experten? Die aus dem Fernsehen?

  63. Willi sagt:
    #164

    @Henri: Wenn du denkst im Atomkraftwerk arbeiten irgendwelche Spezialisten dann irrst du aber gewaltig. Das sind irgendwelche Ingenieure die einen Schnellkurs in Sachen Reaktorbetrieb gemacht haben. Atomphysiker oder Leute die sich im Detail mit dem Thema auskennen arbeiten dort nicht.

  64. Henri sagt:
    #165

    Das glaube ich dir, Willi. Ändert aber nicht viel an meinen Bedenken.

  65. Eng sagt:
    #166

    @ Henri und Willi: Warum gibt es eigentlich Leute die glauben das Ingenieure und Techniker alles Vollidioten und Verbrecher sind und die Welt vernichten wollen?
    Solche Stammtischparolen haben in einer sachlichen Diskussion nichts verloren.

  66. Angelika sagt:
    #167

    danke auch für den ODL-link !

    da habe ich heute auch gleich mal eine messtation bei mir i.d. nähe angeschaut.
    werte bei mir ebd.:
    2h Schwellenwert 0.116 µSv/h
    Kosmisch 0.049 µSv/h
    Terrestrisch 0.049 µSv/h

    // genau : ante-internet-zeit, wie war das noch mal ? //

    // und erst kürzlich war wieder die meldung von wg. “verstrahlte wildschweine” i.d. örtlichen online-zeitung //

  67. Willi sagt:
    #168

    @Eng: Es geht nur darum klar zu stellen, dass in deutschen Kernkraftwerken keine Leute als z.b. Schichtleiter/Reaktorfahrer arbeiten die irgendwas in die Richtung Atomtechnik studiert haben.

  68. Willi sagt:
    #169

    Bei der Strahlendosis sollte man auch bedenken, dass man bestimmte Isotope anderes gewichten muss. Es kommt also nicht wirklich auf die gemessene Strahlung an. Selbst bei 250mSv/a durch kontinuierliche Strahlung über das Jahr verteilt, besteht kein erhöhtes Krebsrisiko. Ich kenne mich da aber leider nicht aus. Da wird es sicher ein paar schlaue Ingenieure geben die besser informiert sind :-)

  69. Susi sagt:
    #170

    @Willi: Leider stimmt das nicht. Für das Risiko an Krebs zu erkranken gibt es keine sogenannte Schwellendosis. Das steigt mit der Menge an Strahlung (oder auch anderen Krebs eregenden Stoffen) an. Die Frage ist nur um wieviel und was man noch akzeptabel findet.
    Die Isotope aus denen die Strahlung kommt ist dabei auch egal, wohl aber nicht um welche Strahlung es sich handelt. Auskunft über die “Gefährlichkeit” gibt der sogenannte Bewertungsfaktor, der in der Äquivalentdosis mit eingeht.
    Das genau zu erklären bräuchte aber eher einen eigenen Artikel.

  70. Eng sagt:
    #171

    @Willi: Im Leitstand werden hunderte von maschinellen Einrichtungen geschaltet. Ganz klare Tätigkeit eines Technikers und nicht eines Atomphysikers. Wenn eine Pumpe nicht auf Drehzahl kommt oder ein Schieber seine Endstellung nicht erreicht, dann weiß ein Techniker was zu machen ist, wer sonst?

  71. Theo Lutz sagt:
    #172

    Um den Kern zu beruigen und zu binden, würe ich ihn mit einem Quarzsand – Bleikugel-Gemisch übergiessen (vermengen). Hat jemand fachkundiges dazu eine Meinung?

  72. Eng sagt:
    #173

    @Willi: Genau, Du weißt ja, wir Ingenieure können nichts – aber dafür können wir alles erklären.

  73. Andi sagt:
    #174

    Ich denke, die Diskussion bezüglich des Kernphysik-Kenntnissstands von Arbeitern in einem Kernkraftwerk ist doch in ihrer Länge mittlerweile zu off topic.

  74. Susi sagt:
    #175

    @Eng: Stimmt. So ein Prachtexemplar von Ingenieur steht gerade hinter mir und gibt seinen Senf dazu. ;)
    Spass beiseite: Wo du recht hast, hast du rechht.

  75. Willi sagt:
    #176

    @Eng: Ob Techniker oder nicht, jedenfalls sind es keine Leute die mit überragendem Wissen über Kernkraftwerke brillieren, sondern irgendwelche umgeschulten Elektroinstallateure. Die Analyse der Störfälle zeigen doch wie oft in der Warte schon falsche Entscheidungen aufgrund von mangeldem Wissen getroffen wurden.

    @Susi: Unterschiedliche Isotope = unterschiedliche Art von Strahlung?

  76. Eng sagt:
    #177

    @Willi: Ja gut, hast gewonnen, ich gebe auf…

  77. ham sagt:
    #178

    @Angelika: ACHTUNG: Gamma-Strahlungsbelastung, aber Wildschweine viel Zeug das unter der Erde ist. Dort spielt tatsächlich vor allem Cs-137 (Halbwertzeit 30,2 Jahre) in einigen Bereichen noch eine Rolle.
    @Willi #169: Habe ich auch nicht. #170 Stichwort Gray oder oder Sievert (Energie- oder Äquivalentdosis)
    @Susi #171: Richtig, deshalb gilt Minimierungsgebot in StrlSchV!

  78. Theo Lutz sagt:
    #179

    Vieleicht hat ja eines dieser Prachtexemplare von Ingenieuren eine Idee, wie mann die offensichtlich schon begonnene Kernschmelze mindestens in ihrer Wirkung gegen aussen eindämmen könnte. Denn es geht ja sicherlich nicht mer darum das Werk zu retten, sondern die Region.
    Mein Vorschlag währe immer noch:
    “Um den Kern zu beruigen und zu binden, würe ich ihn mit einem Quarzsand – Bleikugel-Gemisch übergiessen (vermengen). Hat jemand fachkundiges dazu eine Meinung?”
    Was da sonst noch für eine gute Bindung reingehört, muss halt der gute Glasermeister mit dem Pysiker ausmischen.

  79. André sagt:
    #180

    Ich werde alle weiteren Kommentare, die die Kompetenz oder Inkompetenz der Arbeiter vor Ort ansprechen, kommentarlos löschen. Egal was sonst noch drin steht.

    Ich will eine solche Diskussion hier nicht führen, vielmehr sollen hier die technischen/physikalischen Abläufe besprochen werden.

  80. ham sagt:
    #181

    @Theo Lutz #180: Ist nicht wirklich gut zu Pumpen! Also, bisher hatten die meisten hier versucht sachlich zu diskutieren! Im Moment hoffen alle noch dass es nicht nötig sein wird, auch wenn das KKW eine Ruine bleiben wird. Dein Vorschlag ist schonmal gemacht worden (Mit einigen weiteren sinnvollen Beimengungen): 1986.

  81. ham sagt:
    #182

    @Andre: Danke für edit meines vorletzten! ;-)

  82. ham sagt:
    #183

    @all Klarstellung bezüglich #183: Ich hatte um Korrektur eines Fehlers gebeten und bin nicht gebannt worden von Andre.

  83. Theo Lutz sagt:
    #184

    Aufgrund der starken Kontamination der Umwelt und der immer schwehreren Zugänglichkeit zu den Strahlungsquellen, müssen auch drastische Mittel erwogen und vorallem vorbereitet werden.
    Ein wirksames Bindegemisch (mit natürlichst möglichst sinnvollen Beimengungen) muss jetzt vorbereitet werden.
    Eine Pumpung ist selbstverständlich in dieser Situation kaum zu bewerkstelligen.
    Aber vieleicht ein Abwurf von oben. Zumindest auf die von dieser Richtung zugänglichen und schmelzenden Brennelemente.

    Und “ham”:
    je länger die Strahlung auf die Umgebung einwirkt…

    Obwohl sonst Obtimist glaube ich nicht mer daran, das die hochradioaktiven Elemente aus dem Kraftwerk entfernt werden können.

  84. ham sagt:
    #185

    @Theo Lutz: Im Moment gibt es nur wenige Anzeichen für eine Freisetzung des hochbrisanten Inventars (allerdings gibt es welche für sehr, sehr, kleine Mengen, gemessen an der Gesamtmasse die in dem Areal vorhanden ist). 1986 hat man einen Explosionskrater mit diesen Maßnahmen versucht zu verschließen. Jetzt reden wir von höheren Gebäuden und das in größerer Anzahl. Das ist praktisch deutlich schwierieger und solange wie noch eine Chance besteht das “gigantische” Inventar einigermassen, gezielt zu stabilisieren und dann nach den “jetzigen Möglichkeiten” geregelt zu entsorgen, wird versucht diese wahrzunehmen.

  85. zch sagt:
    #186

    “Wie gestern schon gesagt geht es mit milli, mikro pro Stunde, Jahr usw. häufig alles munter durcheinander. Nicht nur in der deutschen Presselandschaft.”

    Ja, im aktuellen SPIEGEL (Druckausgabe) z.B. darf man ein die Titelstory begleitendes Diagramm mit der Überschrift “Strahlungsmengen im Vergleich” bestaunen, das verschiedene bekannte Strahlendosen wie etwa die tödliche Dosis von 6000 mSv und die Dosis eine Computertomographie von 10 mSv grafisch in Relation setzt mit Wert “400 mSv”, den der SPIEGEL als “bisher höchste Messung in Fukushima, im Westen von Reaktor 3″ betitelt… :-

    So nach dem Motto: In irgend einer Tepco-Pressemeldung steht was von “400 mSv/h”? Passt zwecks Einheit nicht in unser schönes Diagramm? Egal, was nicht passt, wird passend gemacht… :-D

  86. Willi sagt:
    #187

    @Theo: Soweit ich weiß hat TEPCO am 18.3. laut über solche Maßnahmen nachgedacht, danach habe ich aber nichts mehr davon gehört.

  87. ham sagt:
    #188

    @Willi: Natürlich machen sich einigermaßen Verantwortliche auch über “Worst-Case” Szenarien Gedanken, sonst wären Sie nicht die Verantwortlichen.

  88. Willi sagt:
    #189

    @ham: “…sonst wäre Sie nicht die Verantwortliche”. Schöne Formulierung.

    @Andre: auch du musst irgendwann schlafen ;-)

  89. Angelika sagt:
    #190

    @ham 179. – richtig, ich bin mir dessen vollkommen bewusst = nahrungskette (die WS sind ja nicht per se “verstrahlt”, sondern ihre nahrung)
    hatte es deshalb als // = ironie gekennzeichnet.

  90. Angelika sagt:
    #191

    reuters zitiert Herrn Wotawa von der österr. ZAMG und deren kalkulationen. die headline finde ich … naja.
    (sry habe keinen permalink gefunden)
    http://www.reuters.com/article/2011/03/23/us-japan-quake-radiation-chernobyl-idUSTRE72M6OV20110323?pageNumber=1

  91. #192

    Quarzsand mit Bleikugeln auf eine Kernschmelze kippen ist wohl keine gute Idee. Ein russischer Atomphysiker(?) der Tschernobyl miterlebte, warnte in einer TV-Doku, dass abgeworfenes Blei sofort verdampfte und dann radioaktiv und vermischt mit Kernbrennstoff als Wolke niederging.

    [b]- Was hält Steuerstäbe an ihrem Platz?[/b]

    Gibt es eine robuste mechanische Verriegelung, die verhindert dass eingefahrene Stäbe bei starker Überhitzung oder mechanischer Beschädigung (z.B. Wasserstoffexplosion) aus dem Kern rutschen?

    [b]- Geigerzähler-Kaufhysterie:[/b]

    Ich besitze auch einen – so ein russisches Hosentaschen-Piepsding mit 3stelliger LED-Linsendigitalanzeige und 9V-Blockbatterie. (Irgendwann für ca. 8DM auf Flohmarkt gekauft.) Vermutlich war das einer dieser 100DM-Geigerzähler, die massenhaft nach Tschernobyl verramscht wurden. Man drückt rechts einen roten Knopf, dann misst er genau 1 Minute(?) lang und zählt die Ereignisse (meist irgendwas ca. zwischen 7 und 22). Danach stoppt er blinkend. Soweit ich probiert habe (Anleitung ist russisch), kann man nicht mal längere Messzeit wählen um die Genauigkeit zu erhöhen. Ich weis selbst, dass so eine Gurke nix taugt, da das Volumen des Zählrohrs(?) viel zu winzig ist um geringe Strahlung festzustellen. An Gymnasium und Uni habe ich in Physik mit “richtigen” Geigerzählern handtiert und gelernt, das Billigdinger meist nicht auf Alphastrahlen(?) reagieren, da das Glimmerfenster zu dick ist oder das Zählgas sich verunreinigt(?). Ich erwarte schon, dass bald wieder welche für 99EUR bei Aldi auftauchen.

    Ich hab meinen schon lange nicht mehr benutzt und bezweifel, dass er zum Feststellen der Fukushima-Strahlung in Deutschland überhaupt geeignet ist (sofern man nicht 72h lang ständig den Knopf drückt um per Bleistift signifikante Abweichungen zu addieren.) Statistische Aussagen lassen sich bekanntlich nur bei einer sehr großen Anzahl gleicher Ereignisse sinnvoll durchführen, daher ist auch die ganze Faselei der Berechenbarkeit des angeblich so niedrigen “Restrisikos” von schweren Atomkatastrophen völlig sinnloses faules Priesterhandwerk. (Ich werde “Restrisiko” als Unwort des Jahrhunderts vorschlagen.)

    Nur wenn ich ein verdächtiges Gerät (z.B. Elektronenröhren-Prüfer aus Militärbeständen, oder ein evt. aus Tschernobyl geklautes vergammeltes Musikkeyboard aus Russland) bei eBay kauf, hol ich den Geigerzähler hervor um zu vergewissern dass das Ding nicht mit stark strahlendem Staub kontaminiert ist.

    [b]- Bananen-Äquivalenzdosis:[/b]

    Kennt Ihr noch den Bananadine-Mythos, dass man aus Bananenschalen Joints oder solarbetriebene Pflaster (Musa Patch) herstellen kann, die als halluzinogene Drogen wirken sollen?

    Man sollte mal als neue Parodie auf YouTube einen kleinen Selbstbau-Kernreaktor aus einem Aquarium mit Bananen als Brennstäben vorstellen, der irgendwie einen Fahrraddynamo dreht und im 1950er-Stil als Lösung zur dezentralen Atomenergieerzeugung im Haushalt angepriesen wird. Und als echtes Kernkraftwerk sollten natürlich auch Kirsch-KERNE drin verbaut werden.

  92. Susi sagt:
    #193

    @Willi #177: Trotzdem ist es sachlich falsch davon zu reden, das die Strahlungsmenge danach gewichtet wird, von welchen Isotop sie stammt. Es ist egal, ob die Alpha-Strahlung von Uran-238,-235 oder vom Plutonium stammt. Nur das es Alpha-Strahlung ist, ist für die Bewertung wichtig. Also: Welches Isotop ist wurscht.
    Aber klar, ich bin ja kein Spezialist (s.o.)

  93. grill charly sagt:
    #194

    wie “sicher” ist ein abgeschaltetes akw, welche wartungsarbeiten sind notwendig und wie lange muss gewartet werden.

  94. Andi sagt:
    #195

    Gizmodo hat ein paar Bilder aus einer Schaltwarte und ein Video vom Gelände: http://gizmodo.com/5784988/first-look-inside-fukushima-reactor-3-after-the-catastrophe/gallery/1

  95. Techniker sagt:
    #196

    @ Andi

    Na dann mal “Mahlzeit” Die Bilder der Warte bekommt man einen ganz guten Eindruck
    über den “Stand der Technik” vor Ort. Ich ziehe daraus, das ist noch überwiegend
    die gute alte Analogtechnik. Eigentlich hätte ich schon modernere Prozessleitsysteme erwartet. Aber so werden die Elektriker dort sich ‘nen Wolf suchen. (Aber ein Vorteil hat die analog Technik, ist weniger anfällig gegen Stuxnet)

    Hatten wir nicht vor ein paar Tagen schon einmal über Salzablagerungen im Reaktor diskutiert. Warum wird egentlich beim Verdampfen vom Wasser dss Salz
    von den Brennstäben förmlich angesaugt?

  96. Techniker sagt:
    #197

    #197 Ergänzung zur Quelle Salzablagerungen

    http://www.n-tv.de/Spezial/Beben-der-Staerke-6-1-in-Nord-Japan-article2810866.html

    +++ 02.30 Salz könnte Komplikationen verursachen +++
    Der ehemalige Reaktorsicherheitschef des US-Konzerns General Electric warnt vor neuen Risiken im Atomkraftwerk Fukushima. Nach der Kühlung der Anlagen mit Meerwasser hätten sich in den Reaktoren große Mengen Salz angesammelt, das die Brennstäbe verkrusten und damit die Wasserkühlung blockieren könne, sagt Richard Lahey der “New York Times”. General Electric hat das grundlegende Design der Siedewasserreaktoren in Fukushima entwickelt.

  97. O.H. sagt:
    #198

    Kann Salz eigentlich als Moderator funktionieren?

  98. Willi sagt:
    #199

    @Susi: Du hast ja auch das Wort Bio in deinem Berufsbild enthalten. Deshalb die Frage, gibt es nicht auch einen Unterschied, ob ich radioaktives Jod oder radioaktives Kalium zu mir nehme? Oder ist beides bei gleicher Dosis, gleich schädlich?

  99. Susi sagt:
    #200

    Es ist beides gleich schädlich, nur an unterschiedlichen Stellen im Körper. Iod geht in die Schilddrüse und von da in diverse Hormone. Kalium ist in der Zelle in großen Mengen vorhanden und damit liegt der Hauptschadensort dort. Das betrifft vor allem Nervenzellen, Nieren etc.
    Aber Voraussetzung ist, dass die Strahlung was “trifft”, was sie kaputt machen kann.