Tschernobyl: Ursachen, Verlauf und Folgen der Atomkatastrophe

Die Katastrophe von Tschernobyl: Ein Überblick

Vor 23 Jahren ereignete sich im Reaktor Nr. 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl ein Brand und eine Explosion. Der Unfall, der sich um 01:23 Uhr ereignete, führte zur Freisetzung großer Mengen radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre. Dies kontaminierte weite Gebiete von Belarus, der Russischen Föderation und der Ukraine erheblich und hatte schwerwiegende Auswirkungen auf die lokale Bevölkerung.

Der Unfall wurde durch ein Experiment ausgelöst, das von den Kraftwerksbetreibern durchgeführt werden sollte. Der Reaktor befand sich zu diesem Zeitpunkt in einem instabilen Zustand: Die Kühlmittelzufuhr war höher als normal, und ein viel größerer Anteil an Neutronenabsorbern (Neutronengiften) war entfernt worden, als zulässig. Dies führte zu einer Übermoderation des Reaktors, was einen starken, unkontrollierbaren Anstieg der Reaktivität verursachte. Sobald dieser Übergang stattfand, hätte das automatische Reaktorschutzsystem eingreifen müssen, doch ein Teil davon war deaktiviert worden. Die anschließende Explosion führte zur physischen Zerstörung des Reaktors und seines Deckels. Um die enorme freigesetzte Energiemenge zu verdeutlichen: Plutoniumpartikel wurden bis in 2 km Höhe geschleudert.

Hintergrund und Fragen zum Unfall

In den folgenden Jahrzehnten wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Folgen dieses Unfalls zu bewerten und zu mindern. Der Unfall hatte seinen Ursprung in einer Reihe von menschlichen, konstruktiven und politischen Fehlern, die niemals hätten passieren dürfen. Im Folgenden finden Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Ereignisse vor und nach dem Unfall, basierend auf kürzlich abgeschlossenen Forschungen:

• Was genau geschah in Tschernobyl?
• Warum geschah es?
• Welche ökologischen Auswirkungen hatte es?

Der Unfall am Morgen des 26. April 1986 war im Grunde eine Kombination aus menschlichem Versagen und Konstruktionsmängeln der Anlage. Er entstand während einer Reihe von Tests, die eigentlich die Sicherheit des Reaktors verbessern sollten. Die Idee war zu überprüfen, ob die Trägheit einer Turbine ausreichen würde, um die Kühlwasserpumpen bei einem abrupten Ausfall der Stromversorgung so lange zu betreiben, bis die Notstromdieselgeneratoren anliefen.

In westlichen Reaktoren ist diese Möglichkeit in der Konstruktion vorgesehen, wobei eine Verzögerung von bis zu 30 Sekunden für die Dieselgeneratoren, die den Ausfall abdecken sollen, einkalkuliert wird. Solche Tests sind dort entweder verboten oder streng reguliert.

Der Unfallhergang im Detail

Vorbereitung des Sicherheitstests

Im Block 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl versuchte man, dieses Experiment durchzuführen, nachdem es in Block 3 erfolgreich gewesen war. Um dies zu erreichen, war es notwendig, den Reaktor auf 30% der Betriebsleistung (3200 MW thermisch) zu bringen.

Am 25. April um 01:00 Uhr begann die Leistungsreduzierung. Um 13:00 Uhr lief der Reaktor bei 50% Leistung, als eine der beiden Turbinen abgeschaltet wurde. Zu diesem Zeitpunkt forderten die Behörden, dass das System weiterhin über das Stromnetz versorgt werden müsse. Die Anlage musste auf die Genehmigung warten, das Experiment fortzusetzen, das um 23:00 Uhr beginnen sollte.

Fehler 1: Unkontrollierter Leistungsabfall

Um 23:10 Uhr wurde die Reaktorleistung weiter reduziert. Aufgrund eines Bedienungsfehlers (erster Fehler) sank die Leistung auf 1%, was zur Kondensation von Wasserdampf im Reaktorkern führte. Da Wasser mehr Neutronen absorbiert als Dampf, führte dies zu einer negativen Reaktivität.

Wenn die Reaktivität Null ist, ist die Reaktion im Kern autark, und die Neutronenpopulation bleibt konstant; man sagt, der Reaktor ist kritisch. Bei positiver Reaktivität wächst die Neutronenpopulation, und die Leistung des Kerns steigt. Bei negativer Reaktivität sinkt die Neutronenpopulation, und der Reaktor tendiert zum Abschalten. Darüber hinaus erhöhte sich – zur Senkung der Reaktorleistung – die Konzentration von Xenon-135 (Xe-135), einem Spaltprodukt, das als starker Neutronenabsorber wirkt, was eine erhebliche zusätzliche negative Reaktivität einführte. Dies beunruhigte die Betreiber, da der Reaktor unaufhaltsam weiter herunterfuhr.

Fehler 2: Entfernung der Steuerstäbe

Die Betreiber beschlossen, alle Steuerstäbe aus dem Kern zu ziehen – etwas, das laut Bedienungsanleitung nicht erlaubt war (zweiter Fehler). Dies war möglich, da die Konstruktion keine Verriegelungen enthielt. Mit dem Reaktor praktisch ohne Steuerstäbe erreichte man 7% der Energie in einem Zustand hoher Volatilität. (Die Steuerstäbe absorbieren überschüssige Neutronen, um den Reaktor stabil oder kritisch zu halten. Ihre Entfernung führt zu positiver Reaktivität).

Fehler 3: Deaktivierung der automatischen Steuerung

Der Reaktor verfügte über eine automatische Durchflussregelung durch die Kanäle. Beim Betrieb bei derart niedriger Leistung hätte das System den Reaktor eher abschalten müssen. Um dies zu verhindern, trennten die Betreiber das automatische Abschaltsystem und leiteten die Steuerung manuell ein (dritter Fehler). Auch hier ermöglichten fehlende Verriegelungen dieses Manöver.

Fehler 4: Abschaltung weiterer Notfallsysteme

Zu diesem Zeitpunkt war das gesamte Kühlmittel im Reaktorkern kondensiert. Am 26. April 1986 um 01:23:04 Uhr wurde beschlossen, die Turbine vom Netz zu trennen, um den Test zu starten. Dazu hatten die Betreiber auch andere Notfallsysteme deaktiviert (vierter Fehler).

Die Explosion und ihre Folgen

Beim Abklemmen der Turbine begannen die Pumpen, die Spannung zu nutzen, die der Generator durch seine Brems-Trägheit lieferte. Die Spannung war niedriger, und die Pumpen arbeiteten mit geringerer Geschwindigkeit. Daraufhin bildeten sich Dampfblasen im Kern, was zu einer hohen Reaktivität und einem starken Leistungsanstieg führte.

Der Betreiber wollte um 01:23:40 Uhr die Steuerstäbe einführen. Aber es war zu spät! Zu diesem Zeitpunkt hatte der Reaktor bereits ein Vielfaches seiner Nennleistung erreicht. Der Druck in den Leitungen stieg rasch an, was zum Bruch führte. Der Deckel des Reaktorkerns wurde angehoben! Einige Fragmente von Brennstoff und Graphit wurden brennend auf das Dach der benachbarten Turbinenhalle geschleudert und verursachten dort etwa dreißig Brände. Bis 05:00 Uhr hatten die Feuerwehrleute die meisten davon gelöscht, jedoch unter einem furchtbaren Blutzoll durch Überbelichtung.

Maßnahmen nach dem Unfall und Langzeitfolgen

Eindämmung der Radioaktivität

Nachdem Versuche, den Kern zu fluten, gescheitert waren, beschlossen die Sowjets, ihn mit neutronen- und gammastrahlenabsorbierendem Material (Blei, Borverbindungen, Sand, Ton, Dolomit) zu bedecken. Vom 28. April bis 2. Mai wurde dies von Hubschraubern durchgeführt. Sie gruben einen Tunnel unter dem Kraftwerk, um eine Betonplatte einzuführen und so die Kontamination des Grundwassers zu verhindern. Dies führte schließlich zur Beendigung der großen Freisetzungen von radioaktivem Material.

Der Reaktor wurde schließlich mit einem „Sarkophag“ aus Beton umschlossen, der ausreichend Abschirmung bot. Um die Restwärme abzuführen, wurden Ventilatoren und Filter installiert.

Unmittelbare Opfer und Umweltauswirkungen

Die unmittelbare Folge des Unfalls war der Tod von 31 Menschen: zwei durch die Explosion und 29 durch die Strahlung. Alle waren Mitarbeiter des Kraftwerks.

Viele Hektar Land wurden durch die Ablagerung von radioaktivem Material unbrauchbar gemacht. Unter Berücksichtigung der Dosen, die die 135.000 Einwohner der Umgebung erhielten, prognostizieren mathematische Modelle einen Anstieg von weniger als einem Prozent über der normalen Krebsrate (ca. 20%) in der Region.

Fazit: Die Rolle der Kernenergie

In diesem Jahrhundert hat der Mensch eine neue nukleare Energiequelle entdeckt. Alle Länder haben daran gearbeitet, die friedliche Nutzung dieser Energie zu fördern, und infolge dieser Zusammenarbeit wurden Kernkraftwerke zur Stromerzeugung entwickelt.

Dank dieser gemeinsamen Anstrengung, die in den fünfziger Jahren begann, hat die Menschheit eine neue Energiequelle gefunden, deren Brennstoffe praktisch unbegrenzt sind. Dies hilft, die Probleme konventioneller Energieträger zu bewältigen, indem deren Nutzung für unersetzliche Zwecke reserviert und stattdessen Kernenergie zur Stromerzeugung eingesetzt wird.

Während dieser Zeit hat sich gezeigt, dass Kernkraftwerke Elektrizität zuverlässig, sicher und wirtschaftlich produzieren können.

Die Forschung zur Entwicklung der Fusionsenergie wird weltweit in den am weitesten fortgeschrittenen Ländern betrieben, kann aber keine sofortige Lösung für das Energieproblem darstellen.

Angesichts des oben Genannten können wir sagen, dass die Kernenergieerzeugung technisch, wissenschaftlich und in Bezug auf die Sicherheit für die Betreiber dieser Anlagen, die Bevölkerung und die Umwelt ausreichend „gereift“ ist, um fossile Brennstoffe, die durch Verbrennung Energie erzeugen, zu ersetzen. Dies wäre eine große Hilfe für unseren Planeten.

Wir glauben auch, dass die meisten Zweifel am „beängstigenden“ Atommüll, der von den Anlagen produziert wird, ausgeräumt wurden. Obwohl dieser dauerhaft ist, bleibt er ein Problem, bis wir technisch so weit fortgeschritten sind, ihn wiederzuverwenden oder endgültig zu entsorgen.