Was über Atomkraftwerke (nicht) im Prospekt stand

Selbst hartnäckigste Atomkraftbefürworter aus Industrie und Politik scheinen durch die Ereignisse in Fukushima nachdenklich geworden zu sein.

Bei einigen mag man unterstellen, dass die Bilder von spektakulär explodierenden Atomkraftwerken in einem Superwahljahr medial derart verheerend sind, dass sie vor allem aus Gründen der Machterhaltung so schnell begonnen haben, Kraftwerke abzuschalten.

Nach meiner Einschätzung dürfte sich aber auch bei den Befürwortern eine echte Angst vor einer nuklearen Katastrophe in Deutschland entwickelt haben, denn Fukushima führt sehr anschaulich vor Augen, dass einige verbreitete Grundannahmen über Atomkraftwerke nicht zutreffen:

1. Atomkraftwerke kann man einfach abschalten

Bisher glaubten die meisten Menschen, man könne Atomkraftwerke abschalten, wenn ein Problem auftritt, und dass sogar automatisch eine “Schnellabschaltung” erfolgt, wenn Sensoren ernste Störungen messen.

Die vor Fukushima vor allem Fachleuten bekannte Tatsache ist: Man kann zwar durch Hineinfahren von “Steuerstäben” oder “Borvergiftung” die Kettenreaktion im Reaktor weitgehend unterbinden, doch die thermische Energie, die nach dem “herunterfahren” weiterhin entsteht, ist gewaltig. Dabei geht es nicht um ein reines Abkühlen eines zuvor heissen Reaktors, der Reaktor heizt vielmehr weiter, vergleichbar mit Holzkohleglut in einem Ofen. Beim abgeschalteten Reaktor ist es natürlich keine chemische Reaktion wie bei einem Holzkohlefeuer, die Wärme entsteht vielmehr durch den selbstständigen Zerfall von radioaktiven Zerfallsprodukten des Urans, die von ganz allein zerfallen und strahlen. Die noch Monate nach dem Herunterfahren freiwerdende Energie ist erheblich.

Hier findet man eine Tabelle, wie viel Wärme in einem typischen Reaktor nach welcher Zeit noch entsteht.

Zehn Sekunden nach dem “Abschalten” sind das bei einem typischen Reaktor noch 150 Megawatt, nach einer Stunde immerhin noch 40 Megawatt, und nach einer Woche immerhin noch rund 10 Megawatt thermischer Leistung, die zu kühlen sind, und sogar nach einem Monat sind es noch 5 Megawatt. Daher werden verbrauchte Brennstäbe nach der Entnahme aus dem Reaktor noch jahrelang in einem zu kühlenden Abklingbecken gelagert, bevor sie abtransportiert werden können.

Möchte man eine Woche nach dem "Abschalten" den Reaktor so kühlen, dass das Wasser nicht zu kochen beginnt, muss man mindestens 100.000 Liter kaltes Wasser pro Stunde einleiten, dass sind etwa 30 Liter pro Sekunde. Diese Wassermenge verlässt dann um 85 Grad erwärmt den Reaktor. Will man einen tolerierbaren Temperaturanstieg, um kein kochend heisses Wasser in die Umwelt abzugeben, benötigt man die zehnfache Menge an Kühlwasser, also 300 Liter oder 2 Badewannen pro Sekunde – und das alles nach einer Woche “Abklingzeit”.

Zum Vergleich: Das bekannte C-Mehrzweckstrahlrohr der Feuerwehr schafft einen Volumenstrom von 3 Litern pro Sekunde – ohne Mundstück. Ein Wasserwerfer kommt auf 15 bis 35 Liter/Sekunde, wobei der Tank dann in drei Minuten leer ist.

Will man fünf Megawatt Wärme durch Verdampfung abführen, entspricht das dem Verkochen von etwa 2,5 Litern Wasser pro Sekunde.

Möchte man also durch Hubschrauber kühlen, die ca. 4000 Liter pro Flug fassen, muss man alle 2 Minuten eine Hubschrauberladung abkippen, wenn man das Kochen verhindern will, und alle 30 Minuten eine Hubschrauberladung, wenn man nur das verkochte Wasser ersetzen will – pro Reaktor, wohlgemerkt. Bei der Kühlung durch Wasserwerfer gelten in etwa die gleichen Zahlen.

Hat man nun sechs Reaktoren plus Abklingbecken zu versorgen, kann man die Zahlen wohl verzehnfachen: Alle zwölf Sekunden eine Hubschrauber- oder Wasserwerferladung zum Kühlen, alle 3 Minuten einen Hubschrauber oder Wasserwerfer, um nur das verkochte Wasser zu ersetzen.

Die Zahlen hier sind aber eine reine Best-Case Betrachtung und gehen davon aus, dass das Wasser auch vollständig dahin gelangt, wo es Kühlwirkung entfaltet – davon kann aber kaum ausgehen.

Den Hubschrauber- oder Wasserwerfereinsatz kann man also getrost unter dem Stichwort “Verzweifelungstat” verbuchen. Wenn es nicht gelingt ist, durch Rohrleitungen aus dem Meer genug Kühlwasser heranzuschaffen, sind die Hubschrauber oder Wasserwerfer der sprichwörtliche Tropfen auf den heissen Stein.

Man kann also zusammenfassen: Ein Atomkraftwerk kann man nicht “abschalten”. Man kann die Kettenreaktion stoppen, aber muss anschliessend monatelang kühlen, sonst bekommt man eine Kernschmelze, und das Kraftwerk kann explodieren.

2. Atomkraftwerke explodieren nicht

Es war seltsamerweise bisher weitgehender Konsens, dass Atomkraftwerke von allein nicht explodieren, trotz Tschernobyl. Seit aber auf allen Kanälen im Fernsehen reihenweise explodierende Atomkraftwerke zu sehen waren, ist dieser Mythos definitiv dahin, und die Tatsache, dass nicht nur ein Reaktor betroffen war, sondern eine ganze Reihe, macht klar, dass es sich eben nicht um eine tragische Verkettung von unwahrscheinlichen Ereignissen handelt, sondern offenbar um eine zwangsläufige und unausweichliche Folge von Kühlungsversagen bei einem abgeschalteten Reaktor dieses Typs.

Es ist unklar, warum es trotz der vielen Notkühlsysteme wie ECCS und RCIC zu einer teilweisen Kernschmelze und den Explosionen gekommen ist. Nach den bekanntgegebenen Informationen sind fast alle Notkühlsysteme in allen drei Kraftwerken mit wenigen Ausnahmen bereits am ersten Tag ausgefallen, und das kann nicht am fehlenden Strom gelegen haben, denn einige Notkühlpumpen werden sinnvollerweise direkt durch den Dampfdruck des Reaktors angetrieben oder brauchen nicht einmal eine Pumpe.

Ob die Systeme defekt waren, falsch bedient wurden oder nur für kurze Betriebszeit ausgelegt sind, vermag ich derzeit nicht zu sagen.

Sicher ist nur, dass drei Reaktorgebäude durch Explosionen schwer beschädigt worden sind, Abklingbecken trockengelaufen, Brände ausgebrochen und sehr viel Radioaktivität ausgetreten ist, obwohl Reaktor und Containment intakt sein sollen und angeblich die Reaktoren ständig mit Meerwasser gekühlt werden.

3. Störfälle sind beherrschbar, wenn man alles richtig macht

Vielleicht wird man eines Tages eine Liste haben, was die Bedienmannschaft alles falsch gemacht hat und wie sie die Katastrophe hätte abwenden können, doch derzeit sieht es so aus, als hätte die Mannschaft keine Chance gehabt und nichts, was in ihrer Macht stand, die derzeitige Katastrophe hätte abwenden können.

Nach dem Erdbeben selbst war die Situation offenbar noch unter Kontrolle, doch als der Tsunami die Dieselgeneratoren und wer weiss was noch ausser Gefecht gesetzt hat, stand schlichtweg nicht mehr die notwendige Kühlleistung zur Verfügung.

Bemerkenswert ist, dass auch alle weiteren Sicherheitssysteme eine zumindest teilweise Kernschmelze nicht verhindert haben.

Bei zu niedrigem Wasserstand im Reaktor sollte eigentlich das sogenannte “Reactor Core Isolation Cooling”-System aktiviert werden, das dem Reaktor über Pumpen, die mit dem Dampfdruck des Reaktors betrieben werden, neues Wasser aus verschiedenen Quellen zuführt. Als Wasserquellen stehen der Kondenswassertank, der “Containment Suppression Chamber” sowie externe Wasserversorgung zur Verfügung.

In Verbindung mit einem halben Dutzend weiterer Sicherheits- und Notkühlsysteme sorgt das RCIC dafür, dass es nach menschlichem Ermessen so gut wie ausgeschlossen ist, dass der Reaktor überhitzt und der Kernbrennstoff Schaden nimmt.

Leider ist genau das Unmögliche eingetreten. Die logische Konsequenz ist, dass letztlich alle Theorien über die Sicherheit von Atomkraftwerken durch die Praxis widerlegt sind, und  nach Fukushima kein Atomkraftwerk auf der Welt mehr als sicher gelten kann. Alles Papier ist zur Makulatur geworden, und egal wie viel Papier in Zukunft produziert werden mag, es wird niemals auch nur annähernd an die Überzeugungskraft der Bilder und Fakten aus Fukushima herankommen.

UPDATE: Hier (Engl. Quelle) und hier (deutsch) ist von einem abgeblich seit Jahrzehnten bekannten Konstruktionsfehler die Rede. Die Notkühlsysteme konnten demnach konstruktionsbedingt nicht funktionieren.

4. Es gibt Schutzanzüge gegen radioaktive Strahlung

Jede Technologie bringt Risiken mit sich. Von Raffinerien, Chemiefabriken, Staudämmen, Bohrinseln und anderen grosstechnischen Einrichtungen gehen auch Gefahren für die Umwelt sowie Gesundheit und Leben von Menschen aus.

Atomreaktoren sind aber eine ganz besondere Kategorie. Im Fall einer “konventionellen“ Katastrophe können sich das Betriebspersonal und Einsatzkräfte etwa durch Schutzanzüge vor chemische Giften, Gasen oder hohen Temperaturen schützen.

Bei schwerer radioaktiver Verseuchung einer kerntechnischen Anlage kann man eigentlich nur eines tun: Möglichst weit weglaufen. Schutzanzüge helfen nur gegen das Einatmen von radioaktiven Partikeln, gegen harte Gammastrahlung gibt es so gut wie keinen beweglichen Schutz – nur dicke Wände aus Blei und Beton. Die nähere Umgebung um einen havarierten Reaktor wird zur Todeszone, und fallen in dieser Zone Systeme aus, werden Rohre undicht oder bricht Feuer aus, dann kann man wenig tun, ausser, das Leben und die Gesundheit von Menschen zu opfern, wie wir es derzeit mit den “Fukushima 50” sehen.

Und schlimm sind auch die Langzeitfolgen: Weite Landstriche werden unbewohnbar, und noch grössere Flächen landwirtschaftlich nicht mehr nutzbar, und das für Jahrhunderte. In Bayern werden Pilze und Wildtiere nach Tschernobyl erst in dreihundert Jahren bedenkenlos geniessbar sein.
DIe Umgebung um Fukushima wird bereits jetzt absehbar für Jahrhunderte ein Problem haben, und wenn es noch ganz schlimm kommen sollte, wird durch den Reaktorunfall die drittgrösste Volkswirtschaft des Planeten nachhaltig zerstört werden.

Ein solcher schwerer Reaktorunfall in Deutschland oder Frankreich könnte verheerendere Folgen haben als der zweite Weltkrieg.

Jeder einzelne Reaktor in der Welt hat das Potential, von einem Tag auf den anderen die Zukunft ganzer Nationen zu zerstören. Ich denke, dass kein Mensch das Recht hat, ohne Not weiterhin und massenhaft derartige Risiken einzugehen.

Man muss leider sagen: Dank Fukushima könnte uns nunmehr eine derartige Katastrophe bei uns oder anderswo in der Welt erspart bleiben. denn was Tschernobyl nur halb bewirkt hat, dürfte Fukushima nun vollenden: Das Ende des Atomzeitalters zu besiegeln.