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Zweiter Block gelüftet

Notmaßnahmen auch in Block 3 von Fukushima Dai'ichi

Blick in den für den Brennelementewechsel geöffneten Reaktor-Block Nummer zwei des deutschen Kernkraftwerks Philippsburg (picture alliance / dpa)
Blick in den für den Brennelementewechsel geöffneten Reaktor-Block Nummer zwei des deutschen Kernkraftwerks Philippsburg (picture alliance / dpa)

Im Kernkraftwerk Fukushima Dai'ichi ist jetzt auch aus dem zweiten problematischen Reaktorblock Dampf abgelassen worden, um den Druck im Inneren des Behälters zu senken. Weiterhin ist unklar, ob es in den beiden Blöcken zu einer Kernschmelze gekommen ist. Es gibt keine genauen Informationen aus dem Inneren der äußeren Behälter aus Beton, die bei beiden Reaktoren den stählernen Druckbehälter mitsamt dem Kern einschließen.

Der Betreiber des Kernkraftwerks Fukushima Dai'ichi hat jetzt einen zweiten Reaktorblock,die Nummer 3 der insgesamt sechs Blöcke, entlüftet, um den Druck im Reaktorkern zu senken. Bereits in der Nacht zum Samstag war Block 1 entlüftet worden. Dabei wird Gas aus dem inneren Reaktordruckbehälter in die Atmosphäre entlassen. Da es auch radioaktive Stoffe enthält, werden Filteranlagen zwischengeschaltet. Das Entlüften von Block 3 soll nach Betreiberangaben um 0:41 MEZ beendet worden sein. Seitdem werde mit dem Neutronenfänger Bor versetztes Wasser in den Druckbehälter eingeleitet, um den Kern zu kühlen und einen Neustart der Kettenreaktion zu verhindern.

Im dritten heruntergefahrenen Reaktorblock, Block 2, werden Vorbereitungen getroffen, Meerwasser in den Kühlkreislauf einzuspeisen. Nach Angaben des Betreibers ist hier die Lage entspannter, der Kühlwasserstand sei niedriger als normal, aber konstant.

Aus dem Atomkraftwerk Fukushima Daiichi kräuselt weißer Rauch - im Reaktor 1 gab es eine Explosion (AP Photo/NTV Japan via APTN)Explosion in Fukushima Dai'ichi (AP Photo/NTV Japan via APTN)Die Situation in den beiden problematischen Blöcken bleibt derweil unübersichtlich. Viele Messinstrumente in den Sicherheitsbehältern sind ausgefallen oder funktionieren nicht einwandfrei. Die freigesetzten radioaktiven Stoffe könnten auch aus Filtern innerhalb des Reaktorbehälters stammen und nicht von einer Kernschmelze herrühren,
berichtet Dagmar Röhrlich im Deutschlandfunk. Nach Angaben der japanischen Atomaufsichtsbehörde Nisa wurden um 3:08 Japanischer Standardzeit (JST), Samstag ,19:08 Uhr MEZ, von einem Messfahrzeug auf dem Kraftwerksgelände erhöhte Strahlenwerte von 40 Mikrosievert gemessen. Das Fahrzeug befand sich nordwestlich des Blocks 1. Lesen Sie den englischsprachigen Bericht (PDF-Dokument). Zum Vergleich: Der deutsche Grenzwert der effektiven Dosis für Personen, die beruflich mit ionisierender Strahlung zu tun haben, beträgt 20 Mikrosievert

Am Samstagmorgen, gegen 6:00 Uhr JST, das ist freitags, 22:00 Uhr MEZ, waren die ersten Berichte über erhöhte Radioaktivität in der Umgebung des Kraftwerks aufgetaucht. Die Regierung hatte zuvor das Betreiberunternehmen Tepco angewiesen, den Druck im Reaktor 3 durch kontrolliertes Entlüften zu senken. Dabei wurden offenbar die radioaktiven Isotope Cäsium-137 und Jod-131 freigesetzt. Beide entstehen auch, wenn Reaktorbrennstäbe mangels Kühlung überhitzen. Experten sprachen daher zum ersten Mal von der Möglichkeit einer Kernschmelze. Die japanische Regierung bereitete die Verteilung von Jod an die Bevölkerung vor. So soll verhindert werden, dass sich das radioaktive Jod in der Schilddrüse anreichert.


Schematisches Bild eines Siedewasserreaktors. (Informationskreis Kernenergie)Schematisches Bild eines Siedewasserreaktors. (Informationskreis Kernenergie)Am Samstagnachmittag, 15:30 Uhr JST, in Europa ist es 7:30 Uhr, berichtet das japanische Fernsehen über eine Explosion im Reaktorgebäude von Block 1. Eine Wasserstoff-Explosion hatte den äußeren Betonbehälter des Reaktors zerrissen. Der Evakuierungsradius wurde auf 20 Kilometer ausgedehnt. Die Tepco-Ingenieure begannen damit, den Reaktor mit Meerwasser und Borsalz zu fluten. Bei Siedewasserreaktoren wie den in Fukushima ist die Kühlung sehr wichtig. Das soll das Meerwasser übernehmen, das Bor als Neutronenfänger eine eventuell anspringende Kettenreaktion verhindern. Inzwischen scheint der Block vollständig geflutet zu sein.

Kernschmelze in mehreren Phasen

Eine Kernschmelze droht, wenn die Brennstäbe des Reaktors nicht mehr ausreichend gekühlt werden. Für Kühlung muss selbst dann gesorgt werden, wenn der Kern durch die Notabschaltung heruntergefahren wurde. Denn die Spaltreaktion läuft noch weiter und klingt erst langsam ab. Dabei entsteht genügend Nachzerfallswärme, um die Brennstäbe, die Hüllen und alles, was sich im Reaktorkern an anderen Installationen befindet, schmelzen zu lassen. Es ist ein Prozess, der in mehreren Phasen abläuft. In welcher sich die Blöcke 1 und 3 von Fukushima Dai'ichi befinden, weiß man nicht, da keine Informationen aus den Reaktorsicherheitsbehältern vorliegen.

Wenn der Kühlwasserstand im Kern so stark gesunken ist, dass die Brennstäbe freiliegen, beginnt die erste Phase. Die Stäbe erhitzen sich um 20 bis 60 Grad Celsius pro Minute, innerhalb von einer halben Stunde sind 800 Grad überschritten. Bei diesen Temperaturen geben die Hüllrohre aus einer Zirkoniumlegierung nach. Sie blähen sich auf und brechen. Die Zirkulation des Kühlmittels wird durch diese Vorgänge zusätzlich erschwert. Aus den Brennstäben können dann radioaktive Isotope wie Cäsium-137 und Jod-131 austreten. Die Temperaturen steigen weiter, bei 1250 Grad reagiert die Zirkoniumlegierung mit dem Wasserdampf aus dem Kühlmittel, Wasserstoff wird freigesetzt und zusätzliche Wärme. Die Explosionsgefahr steigt.

Sicherheitsbehälter soll Schmelze aufhalten

Ab 1425 Grad beginnt die tatsächliche Schmelze. Die Überreste der Kontrollstäbe zerfließen und sammeln sich auf dem Boden des Reaktordruckgefäßes. Weiter oben steigen die Temperaturen, denn die Reaktion zwischen Zirkoniumhüllen und Kühlwasser gewinnt immer mehr an Fahrt. Bei knapp 1900 Grad schmelzen Brennstäbe und Hüllrohre und sammeln sich ebenfalls im unteren Bereich des Druckgefäßes.

All dies kann in Teilen des Kerns ablaufen, es kann auch der komplette Kern schmelzen. Wenn kein Kühlmittel mehr in den Druckbehälter gespeist werden kann, ist davon auszugehen, dass der Stahlbehälter diesen Temperaturen nicht lange standhält. Allerdings gibt es derzeit keine Anzeichen, dass es im Reaktorblock 1 dazu gekommen ist.

Geschichte der Atompannen
Japans Regierung geht von Kernschmelze in AKW Fukushima aus
Forschung Aktuell - Stichwort: Kernschmelze
Forschung Aktuell - Chronik der AKW-Krise
Wie sicher sind Deutschlands Atomkraftwerke?

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Programmhinweis: DLF, DKultur und DRadio Wissen berichten ausführlich in ihren Nachrichtensendungen über die weitere Entwicklung in Japan in den folgenden Sendungen:

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Wissenschaft und Technik
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Letzte Änderung: 02.10.2013 13:40 Uhr

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