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Tschernobyl

- düstere Wolken über der Menschheit in der Ukraine

Kurze Einleitung – wie alles begann
Tschernobyl liegt im ukrainischen Wald am Ufer des Flusses Prepjet nahe der ukrainischen Millionenstadt Kiew.

Der Unfall vom 26.4.1986 ist der schwerste in der Geschichte der Kernenergienutzung. Er verseuchte Bevölkerung , Rettungsmannschaften und versetzte die westliche Welt in Angst und Schrecken.

 Der Reaktor – war das Unglück vorhersehbar?

 Der Tschernobylreaktor ist ein sogenannter RBMK 1000. RBMK ist die Abkürzung der russischen Bezeichnung für einen heterogenen, wassergekühlten und graphitmoderierten Druckröhrenreaktor. Die Zahl 1000 gibt die elektrische Leistung in MW an. Diese Reaktoren wurden nur in der ehemaligen Sowjetunion gebaut und ins Netz gestellt, da sie für westliche Standards viel zu geringe Sicherheitsmaßnahmen  besitzen:
- Sie haben weder eine druck- noch eine gasdichte Hülle
- Sie haben nicht ausreichend Sicherheitts- und Notkühlsysteme (z.B. wird die Kettenreaktion bei Kühlmittelverlust nicht unterbrochen ).
- Der Dampfblasenkoeffizient ist positivv, dadurch neigt der Reaktor zu instabilem Verhalten.

- Die Überwachung und Steuerung ist aufgrund der Größe schwieriger ( über 1500 Druckröhren ).

Diese Defizite waren auch den sowjetischen Fachleuten bekannt. Allerdings überwogen ihrer Ansicht nach die Vorteile:

- Die Anlagen werden in Modulbauweise hergestellt. Folglich wird die Effizienz des Kraftwerkes nicht durch  Lieferschwierigkeiten  von Ersatzteilen beeinflusst.
- Die Leistung des Blocks lässt sich durrch Hinzufügen baugleicher Elemente ( Druckröhren ) während des Betriebs leicht erhöhen.
- Kühlmittelverlust beschränkt sich jeweeils nur auf einzelne Druckröhren. Ein totaler Ausfall ist dadurch also nicht zu befürchten.

-Am vielleicht wichtigsten ist aber, dass RBMK – Reaktoren die Fertigung von waffenfähigem Plutonium ermöglichen. Zur Zeit des Unglücks waren in der UDSSR 15 solcher Reaktoren in Betrieb.

 Das Konzept der RBMK – Reaktoren entstand Anfang der 50er Jahre. Die UDSSR startete die Entwicklung eines Druckröhrengenerators mit Siedewasserkühlung und Graphitmoderator. Nach anfänglichen 5 Megawatt wurde die Leistung im Laufe der Zeit auf bis zu 1400 Megawatt erhöht.

Zur Zeit des Unfalls waren in Tschernobyl 4 Reaktoren am Netz.. Tschernobyl 1 +2 hatten jeweils 925 Megawatt und wurden 1978/79 , sieben Jahre nach der Auftragserteilung, fertiggestellt.

1974 erfolgte die Auftragserteilung für die Reaktoren 3 + 4, ebenfalls mit 925 Megawatt Nettoleistung.  1982/84 wurden sie fertiggestellt. 1986 wurden sie wieder vom Netz genommen.

 Technische Daten – Zahlen des Grauens

Der Reaktorblock besteht aus ca. 1700 t Graphitziegeln, die zu einem zylindrischen Block von 7 m Höhe und 12 m Durchmesser aufgeschichtet sind. Mit ca. 791 m³ ist er damit mehr als 10 mal größer als Reaktoren in Deutschland.
In diesen Block wurden 1872 Löcher gebohrt. 1661 Löcher sind Bohrungen zugunsten der Druckröhren. In jeder dieser Druckröhren hängen zwei Brennelemente übereinander. Jedes Brennelement ist etwa 3,65 m lang und enthält etwa 115 kg Uran. Insgesamt befinden sich 190t UO2 mit einem Anteil von 2% U-235 im Reaktor. Die restlichen 211 Bohrungen sind für Steuer- bzw.  Absorberstäbe gefertigt.

Der Graphitblock ist von einem Stahlbehälter umkleidet, der jedoch nicht als Druckbehälter konstruiert ist. Der Raum zwischen Block und Behälter ist mit einem Schutzgas gefüllt, um einem Graphitbrand vorzubeugen.

Die Funktionsweise – Mechanik des Todes

In den Brennelementen finden Kernspaltungen statt. Die dabei erzeugte Wärme wird vom Wasser aufgenommen, das dadurch z. T. verdampft. Das Wasser-Dampf-Gemisch gelangt aus den Druckröhren zu Dampfabscheidern, in denen eine Trennung von Wasser und Dampf herbeigeführt wird. Der Dampf strömt zu zwei Turbinen, das Wasser wird wieder in den Reaktor zurückgepumpt.

Die bei der Spaltung eines U-235-Kerns entstehenden zwei bis drei schnellen Neutronen werden durch den Graphit abgebremst (moderiert). Sie können dann weitere Kernspaltungen auslösen. Wenn die Kettenreaktion und damit die Leistung ansteigen, entstehen in den Druckröhren höhere Temperaturen und Dampfblasen ( weniger Moleküle als Wasser, weniger Neutronen durch Wasser absorbiert, mehr Neutronen die Kettenreaktion auslösen, keine Sicherheitsmaßnahmen vorhanden ).

Der Dampf strömt in die Turbine und treibt den Generator an. Von dort an gelangt es in den Kondensator und wird zurück zum Reaktor gepumpt.

Der Unfallablauf – eine tödliche Verkettung?

Der Unfall ereignete sich während eines Tests, bei dem geprüft werden sollte, ob man bei einem Stromausfall die Rotationsenergie der Turbine, bis die Notstromaggregate ( 40 – 50 Sekunden ) hochgelaufen sind,  nutzen kann.

Am 25.4.1986 wird der Reaktor 4 um 1:00 Uhr für die jährliche Revision und den geplanten Test auf 25% der Leistung abgefahren. Hierzu schaltet das Betriebspersonal das Notkühlsystem aus, um Einspeisung von Wasser bei Notkühlsignalen zu vermeiden.

Am 26.4.1986 um 00:28 Uhr fällt die Leistung aus ungeklärten Gründen auf unter 1% ab. Bei einem Leistungsabfall unter 20% hätte der Reaktor eigentlich abgeschaltet werden müssen. Da aber der Produktivitätsbonus der Belegschaft gefährdet war, wurde versucht die Leistung wieder anzuheben. Durch ausfahren der Regelstäbe wurde Leistung auf 7% erhöht. Durch das Ausfahren der Stäbe war ein Abschalten des Reaktors nicht mehr möglich. Der Reaktor befindet sich in einem äußerst instabilen Zustand. Der Operateur überbrückt Warnsignale zum Stand von Wasserspiegel und Druck, um eine automatische Abschaltung zu verhindern. Dies war laut Versuchsanleitung nicht verboten.

Um 1:23 Uhr beginnt der vorgesehene Test mit dem Schließen der Turbinenschnellsschlußventile. Durch den steigenden Druck fährt eine Gruppe der automatischen Regelstäbe aus. Dies erhöht die Reaktivität. Durch Wiedereinführung von zwei Regelstäben versucht man dies zu kompensieren. Dies schlägt fehl. Also wird 36 Sekunden nach Testbeginn das Notabschalteprogramm betätigt. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Reaktor 100 mal mehr Energie als die Nennleistung angibt. Das Abschaltprogramm entwickelt erst nach 20 Sekunden seine Wirkung.

Dem Operateur fällt im wahrsten Sinne des Wortes die Decke auf den Kopf.

Augenzeugen berichten zu diesem Zeitpunkt von zwei Explosionen mit Materialauswurf im Abstand von ca. 2 – 3 Sekunden. Die Explosionen verursachen starke Schäden am Gebäude. Die Blöcke 1 + 2 werden erst einen Tag später abgeschaltet.

Aufgrund der schweren Schäden am Gebäude traten die radioaktiven Edelgase Krypton, Xenon und andere Spaltstoffe aus.

Erste Schutzmaßnahmen – (zu) späte Vorsicht

Es existierten keine Notfall – und Katastrophenpläne. Deshalb musste bei den Gegenmaßnahmen improvisiert werden.

Kurz nach der Explosion begann die Feuerwehr 200 – 300 Tonnen Kühlwasser pro Stunde durch Notpumpen in den Reaktor einzuspeisen.

Das Wasser stammte aus den Vorratstanks der intakten Blöcke entnommen. Mit der Einspeisung des Wasser wollte man eine Abkühlung des Graphits erreichen. Nach 10 Stunden brach man die Maßnahme ab, da der erwünschte Effekt nicht auftrat. Zudem floss kontaminiertes Wasser aus dem Reaktor.

Inzwischen hatte als Folge der hohen Temperaturen das Graphit zu brennen angefangen. Deshalb wurde mit 30 Militärhubschraubern eine Vielzahl an Materialien in den brennenden Reaktor abgeworfen:
- ca. 40 Tonnen Borkarbid, um eine erneuute Kettenreaktion zu verhindern
- ca. 800 Tonnen Dolomit, durch das Hitzze und Feuer gedämmt werden sollten
- ca. 2400 Tonnen Blei, um eine Abschirmmung der Gammastrahlung zu erreichen
- ca. 1800 Tonnen Sand und Lehm als Filttermaterial für die radioaktiven Stoffe

Die Gesamtheit der abgeworfenen Stoffe bildete eine Art Decke, so dass die Hitze, sowie auch die Strahlung anstiegen.

Deshalb wurde am 5.Mai, 9 Tage nach dem Unglück, gasförmiger Stickstoff in die Anlage geblasen. Zudem wurde der Reaktor untertunnelt, so dass man eine Betonplatte installieren konnte, welche verhindern sollte, dass geschmolzene Teile Grundwasser kontaminieren. Diese Maßnahmen waren erfolgreich.

 Erst einen Tag nach dem Unfall wurde begonnen das Katastrophengebiet zu evakuieren. Die späte Evakuierung wurde durch die enormen Radioaktivitätswerte am Vortag gerechtfertigt. Allerdings wurden die Bewohner nicht angewiesen ihre Häuser nicht zu verlassen. Dafür wurden am nächsten Tag Jodtabletten verteilt. Insgesamt wurden ca. 150000 Menschen evakuiert.

Folgen – der schleichende Tod

Durch die Explosion wurde radioaktives Material über 1500 Meter in die Luft befördert und vom Winde in viele verschiedene Gebiete verteilt. Am schlimmsten traf es die heutige Ukraine selber, Weißrussland und Russland. Außerhalb der damaligen Sowjetunion wurden besonders in Deutschland, Skandinavien und Teilen des Balkans hohe Strahlenwerte gemessen. Am 25.5. wurde auf dem Schauinsland in Freiburg die Wolke das zweite Mal gemessen. Sie hatte inzwischen die ganze Erde umrundet.

Am schlimmsten betroffen gewesen sind jedoch die örtlichen Hilfskräfte. Die Feuerwehrleute, die sofort versuchten Gegenmaßnahmen einzuleiten, die Betriebsmannschaft und die 600000 sowjetischen Soldaten, die nur durch einen  Mundschutz geschützt radioaktives Material aufsammeln mussten.

Wie viele Menschen letztendlich ihr Leben lassen mussten wird wohl niemals wirklich beantwortet werden können, da Spätfolgen der radioaktiven Verseuchung erst Jahre später auftreten kann. Letztlich kann dann niemand mehr entscheiden, ob Tschernobyl am Tod eines Menschen Schuld Einfluss genommen hat.