Störfälle

(mit Änderungen am 29.12.2006 im ersten Abschnitt)
Im Kernkraftwerk kann, wie bei jeder technischen Anlage, etwas kaputt gehen oder versagen. Das geschieht häufiger, ohne dass dies ein Grund zur Beunruhigung ist, wenn dann die richtigen technischen Maßnahmen getroffen werden. Es gibt aber auch ernstere Vorkommnisse: So gab es beispielsweise Dezember 2001 im Kernkraftwerk Brunsbüttel an der Unterelbe eine Knallgasexplosion, wodurch eine Rohrleitung zerfetzt wurde. Es wurde das Ventil zu dieser Leitung geschlossen, so dass der Störfall ohne schlimme Folgen blieb. Schwerwiegend bei diesem Störfall war, dass der Schaden erst nach ca. zwei Monaten festgestellt wurde. Noch ernster ist u. E. jedoch die Frage, warum dieser Störfall nicht von vorne herein vermieden worden ist, obwohl damals schon bekannt war, dass Kernkraftwerke so auszulegen sind, dass Hydrolysegas (Knallgas), das sich bei ihrem Betrieb bildet, keinen Schaden anrichten kann. Der Staat sollte u. E. in Erwägung ziehen, dass zumindest in Fällen, wo Störfälle auf grobe Fahrlässigkeit zurückgeführt werden können oder der Kernkraftbetreiber einen wichtigen technischen Hinweis überhört hat, abschreckende Bußgelder erhoben werden.

Im Unterschied zu anderen Anlagen muss in Kernkraftwerken unter allen Umständen vermieden werden, dass durch einen Störfall radioaktive Substanzen nach außen gelangen. Deshalb ist eine große Zahl von Ingenieuren und Wissenschaftlern damit beschäftigt, über die Folgen nachzudenken, wenn etwas Unplanmäßiges im Kernkraftwerk passiert und wie man dann die Folgen beherrschen kann. Der schwerste Unfall, der passieren darf, ist der, dass das Kernkraftwerk im Inneren zerstört und radioaktiv verseucht wird (Totalverlust des Kernkraftwerkes). Es muss sichergestellt sein, dass auch in diesem Extremfall (GAU) keine Radioaktivität nach außen gelangen kann.
Für den interessierten Leser kurz drei wichtige Aspekte zur Sicherheit:

  • Die westlichen Kernkraftwerke werden niemals mit einem positiven Reaktivitätskoeffizienten betrieben. Das bedeutet, wenn aus dem Reaktorbehälter das Wasser verdampft oder entweicht (z. B. durch eine geborstene Leitung), kommt die Kernspaltung zum Erliegen. Im Gegensatz dazu wies der Reaktor in Tschernobyl (in der Ukraine) teilweise einen positiven Reaktivitätskoeffizient auf. Als die Brennstäbe sich infolge einer Fehlbedienung erhitzten, verdampfte das sie umgebende Wasser. Wegen des positiven Reaktivitätskoeffizienten verstärkte das verdampfende Kühlwasser die Kernreaktion, so dass die Brennstäbe immer heißer wurden, bis chemische Reaktionen des Wassers mit dem Material der Brennstabhüllen eintraten. Dadurch geriet das die Brennstäbe umgebende Graphit (insgesamt ca. 1700 Tonnen) in Brand.
  • Bei jedem Reaktor entsteht, nachdem er abgeschaltet worden ist, immer noch die sogenannte Nachzerfallswärme. Das liegt daran, dass aufgrund der hohen Radioaktivität der Brennstäbe weiterhin Wärme erzeugt wird, jedoch nur ein Bruchteil dessen, was vorher während des Reaktorbetriebs erzeugt wurde. Es muss daher sichergestellt werden, dass der Reaktor auch nach dem Abschalten noch weiter gekühlt wird. In westlichen Anlagen werden deshalb mehrere redundante, d. h. voneinander unabhängige Kühlsysteme eingebaut, die so ausgelegt sind, dass selbst nach dem Ausfall von zwei Systemen eine ausreichende Kühlung des Reaktorkerns sichergestellt ist. Im schlimmsten Fall, wenn alle Kühlsysteme versagen und es zur Kernschmelze kommt (GAU), muss die Reaktorhülle verhindern, dass die Kernschmelze in die Erde oder ins Freie gelangen kann.
    Im Reaktorblock 2 des Kernkraftwerks von Three Mile Island nahe bei Harrisburg (USA), dem wohl bis heute größten Unfall /Link/ in einem westlichen Kernkraftwerk, wurde am 28. März 1979 über ein fehlerhaftes Ventil unbemerkt zuviel Wasser abgeblasen, so dass nicht mehr alle Brennstäbe vollständig im Wasser standen und teilweise schmolzen, bevor dann doch noch gekühlt werden konnte (Totalverlust dieses Reaktorblocks). Der Grund des Unfalls wurde mit der schlechten Ausstattung des Kontrollraums sowie der unzureichenden Ausbildung der Mitarbeiter angegeben. Aus dem Unfall wurden umfangreiche Lehren gezogen und in – zumindest westlichen – Kernkraftwerken wurden danach zahlreiche Verbesserungen sowohl in der Hardware als auch in den Betriebsvorschriften vorgenommen.
  • Reaktorschutzhülle
    Jeder Reaktor westlicher Bauart ist von einer Schutzhülle (Stahlhülle + dickwandiger Stahlbeton) umgeben, die bei Freiwerden von Radioaktivität (z. B. infolge eines Rohrleitungsbruches) diese zurückhalten kann. Die Reaktorhülle schützt den Reaktor auch vor Einwirkung von Außen (z. B. Flugzeugabsturz). In Tschernobyl hat eine Schutzhülle gefehlt (vermutlich aus Kostengründen). Der Reaktor stand in einem einfachen Gebäude. Als das Graphit (ein weiterer Risikofaktor, der in westlichen Anlagen nicht existiert) in Brand geriet und die Brennstäbe zerstört wurden, gelangten die radioaktiven Substanzen ungehindert ins Freie und wurden durch die aufsteigenden Verbrennungsgase in die Atmosphäre getragen, mit allen den verheerenden Folgen. Im Gegensatz dazu gelangte bei dem Unfall bei Harrisburg aufgrund der Schutzhülle nur relativ wenig Radioaktivität nach außen (Es wurde – was sehr umstritten war – ein Teil des Wasserdampfes, der radioaktives Gas enthielt, einfach in die Atmosphäre abgelassen).

20.10.2006

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