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Wissen & Umwelt

Kernschmelze - und dann?

Ist eine Kernschmelze erst einmal in Gang, können die Fachleute nur noch hilflos zusehen, wie sich das Nuklearmaterial in das Erdreich frisst - und hoffen, dass es nicht auch noch zur Explosion kommt.

Krisenreaktor im japanischen Fukushima (Foto: AP)

Krisenreaktor im japanischen Fukushima

Die Horror-Nachrichten aus Japan reißen nicht ab. Es ist nicht ausgeschlossen, dass ein Teil der Brennstäbe bereits geschmolzen ist oder demnächst schmelzen wird. Der Grund ist, dass über einen längeren Zeitraum die Kühlung nicht gewährleistet werden konnte.

Überhitzte Brennstäbe

Blick in den für den Brennelementewechsel geöffneten Reaktor-Block Nummer zwei des Kernkraftwerks Philippsburg bei der jährlichen Revision (Foto: dpa)

Blick auf die Brennelemente eines Atomkraftwerks

Bei normalem Betrieb sorgt das ständig zugeführte Kühlwasser dafür, dass die Brennstäbe im Inneren eines Reaktors nicht überhitzen. Sie sind vollständig mit Wasser bedeckt. Im AKW Fukushima hat das Erdbeben mit dem nachfolgenden Tsunami den Ausfall der Notstromversorgung nach sich gezogen. Deshalb kann kein Wasser nachgefüllt werden. Im Ergebnis sinkt im Reaktor der Wasserstand und ein Teil der Brennstäbe steht frei. Der obere Teil, erklärt Gerhard Schmidt, Experte für Nukleartechnik beim Darmstädter Öko-Institut, bekommt "Risse und die äußere Schicht schmilzt". Das geschmolzene Material sinkt auf den Boden des Reaktors ab.

Diese Teilkernschmelze ist zwar katastrophal für die Anlage, aber im Hinblick auf die Strahlenbelastung außerhalb des Reaktors noch nicht so problematisch. Denn der Druckbehälter bleibt bei diesem Vorgang intakt. Dramatisch wird die Situation, wenn der Wasserstand im Reaktor unter die Marke von 50 Prozent fällt. "Dann ist die Hälfte der Brennstäbe ohne Kühlung und die Menge radioaktiven Materials, das sich am Boden sammelt entsprechend größer", sagt Gerhard Schmidt.

Kettenreaktion

Explosion am Reaktorblock 1 des Kernkraftwerks Fukushima am 12.3.2011 (Foto: ap)

Eine mächtige Explosion am Reaktor 1 des Kernkraftwerks Fukushima erschütterte am 12. März 2011 Japan und die Welt

Auf dem Boden sammelt sich die sogenannte Schmelze, die bis zu 2500 Grad heiß werden kann und die unkontrollierbar sowie hochgradig radioaktiv ist. Es beginnt ein Prozess, den man nur noch begleitend anschauen kann: Das heiße Gemisch greift die untere Schicht des Reaktorkerns an, frisst sich gleichsam durch. Explosionen, bei denen radioaktives Material an die Luft katapultiert wird, könnten diesen Prozess begleiten. Sollte die Schmelze sich durch den Boden des Reaktorkerns durchfressen, gelangt es in den Sicherheitsbehälter, der den Reaktorkern umgibt.

Auch hier könnte das Material durchschmelzen. "Dann trifft das Material auf die Basisplatte, auf der aus statischen Gründen das Atomkraftwerk steht", erklärt Gerhard Schmidt. Diese Platte ist aus Beton. Die große Hitze der Schmelze entzieht dem Beton die Flüssigkeit, so dass er porös und damit durchlässig wird. Nun wäre der Weg für die Schmelze ins Erdreich frei.

Folgen

Polizeibeamte bei einer Streifenfahrt am 12. März 2011. Sie tragen Gasmasken und Schutzkleidung, um sich gegen mögliche Verseuchungen zu schützen. (Foto: AP)

Polizeibeamte in Fukushima tragen Gasmasken, um sich zu schützen

In jedem Fall wären die Folgen für die Menschen in der Umgebung verheerend. Denn sowohl bei einer Explosion als auch bei einem allmählichen Durchschmelzen des Reaktorkerns träten hohe Anteile der gasförmigen radioaktiven Stoffe wie Jod und Cäsium sowie bei explosiver Wechselwirkung von Metall- und Brennstoffschmelze mit Wasser auch ein kleiner Anteil des extrem strahlenden Plutoniums frei. Diese Stoffe wären dann in Gesundheit gefährdender Menge in der Umwelt vorhanden und würden große Schäden bei Menschen und in unserem natürlichen Lebensraum anrichten.

Autor: Matthias von Hellfeld
Redaktion: Kay-Alexander Scholz

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