Wichtige Begriffe – Die Zusammenfassung als Grundverständnis

Nach nunmehr 17 Artikeln zur Atompolitik Japans und den Folgen der Dreifachkatastrophe möchten wir mit diesem Artikel eine Basis schaffen, die es unseren Lesern ermöglicht, leichteren Zugang zu vergangenen und künftigen Artikeln auf Fukushima 24/7 zu erhalten. Als überschaubare Zusammenfassung gedacht, thematisiert der Artikel Akteure, Organisationen, Regionen und andere Begriffe, die dem Grundverständnis für diese Thematik dienen. Die Zusammenfassung ist ab sofort innerhalb des oberen Reiters „Wichtige Begriffe“ zu finden und wird von Zeit zu Zeit mit weiteren Begriffen aktualisiert.

Akteure

  • Naoto Kan – Vom vierten Juni 2010 bis zum zweiten November 2011 begleitete er das Amt des Premierministers und war Mitbegründer der Demokratischen Partei (DPJ) von Japan. Während der Katastrophe richtete er einen Krisenstab ein, dessen Führung und Organisation er übernahm. Vor seinem Rücktritt widmete er sich dem Krisenmanagement, Wiederaufbaumaßnahmen und verabschiedete ein Gesetz für erneuerbare Energien.
  • Yoshihiko Noda – Seit dem 2. September übernahm er das Amt des Premierministers und stellte sich damit der Aufgabe des Wiederaufbaus Japans. Einer ähnlichen Intention Naoto Kans folgend, begrüßt auch er den Ausbau erneuerbarer Energien, auch wenn seine Stimme nicht ausreicht, Japan zum Austritt aus der Atompolitik zu bewegen. Seit 1998 identifiziert er sich mit der Demokratischen Partei (DPJ).
  • Masataka Shimizu – Als Präsident TEPCOs wurde ihm die größte Verantwortung zur momentanen Situation Japans aufgeladen. Durch mangelnde Transparenz, drastische Sparmaßnahmen und der Vernachlässigung von Sicherheitsvorkehrungen der Kernkraftwerke TEPCOs schrieben ihn Medien und Gesellschaft die Schuld an der Atomkatastrophe zu. Sein einmonatiges Verschwinden aus der Öffentlichkeit nach dem 11. März sorgte für große Entrüstung bei dem japanischen Volk. Am 20. Mai 2011 trat er von seinem Amt als Präsident des Unternehmens zurück. –> Weitere Informationen

Naoto Kan als Premierminister Japans während des G20-Gipfels von 2010.

Organisationen und Unternehmen

  • TEPCO – Die Tokyo Electric Power Company (TEPCO) ist ein Energiekonzern Japans, zu dessen Einzugsbereich der Großraum Tokio zählt. Im Jahr 1951 entsprang das Unternehmen aus der Privatisierung zuvor verstaatlichter Betriebe. Weltweit zählte TEPCO zu den wirtschaftlich stärksten Unternehmen und befasst sich neben Kernreaktoren auch mit anderen Energieformen wie Wasser- und Windkraft oder Verbrennungskraftwerken. Zu dem Unternehmen gehören die Kraftwerke Fukushima I und Fukushima II, sowie das leistungsstärkste Kernkraftwerk der Welt: Kashiwazaki-Kariwa. Bereits im 20. Jahrhundert mehrten sich kritische Vorfälle, die aufgrund mangelnder Transparenz des Energiekonzerns nicht an die Öffentlichkeit drangen. Erst innerhalb der letzten Jahre und Jahrzehnte wurden vermehrt Dokumente aufgedeckt, die von einer korrupten und risikofreudigen Arbeitsweise des Unternehmens zeugen. Weitere Informationen.
  • IAEO – Die Internationale Atomenergie-Organisation ist eine autonome Organisation und kooperiert mit den Vereinten Nationen (UN). Sie liefert dem Sicherheitsrat und der Generalversammlung der UN Informationen, sofern internationale Gesetze zur atomaren Sicherheit gefährdet sind. Laut eigenem Verständnis sieht die IAEO ihre Aufgabe darin, den Beitrag der Kernenergie zu Frieden, Gesundheit und Wohlstand weltweit zu beschleunigen und zu vergrößern. Die Organisation versucht zwar die militärische Nutzung von atomaren Technologien zu unterbinden, versucht allerdings die Anwendung radioaktiver Stoffe zu verbreiten. Während der Atomkatastrophe in Fukushima stellte sie ein Expertenteam zusammen, um den Schaden der Kontamination einzuschätzen. Durch undurchsichtige Messwerte und beschönigende Analysen zu den gesundheitlichen Risiken der Katastrophe, wurde die IAEO stark kritisiert.
  • NISA – Die Aufgabe der Japanischen Atomaufsichtsbehörde ist es, als Behörde die Sicherheit der japanischen Bevölkerung vor atomaren Risiken zu gewährleisten. Eng mit dem bürokratischen Geflecht Japans verbunden und unterstützt von der Japanischen Nuklearenergiesicherheits-Organisation (JNES), stößt auch die NISA auf Kritik hinsichtlich beschönigender Analysen zu atomaren Risiken.

Das Atomkraftwerk Fukushima I. Im Vordergrund der Reaktorblock 1. (Copyright © Kawamoto Takuo, Lizenz: CC BY 2.0)

Städte und Regionen

  • Fukushima – Fukushima ist der Name einer Präfektur in Japan, die sich auf der Hauptinsel Honshû im Süden der Region Tôhoku befindet. Die Präfektur hatte Anfang 2012 etwa zwei Millionen Einwohner und wurde aus verwaltungstechnischen Gründen in die drei Regionen Hamadôri, Nakadôri und Aizu eingeteilt. Alle drei Regionen sind von verschiedenen klimatischen Bedingungen und Geographien geprägt. Während Aizu als abgelegenes Hochgebirge gilt und Hamadôri als Flachland mit Meeresklima beschrieben wird, ist Nakadôri das kultruelle Zentrum, das mitunter die Hauptstadt Fukushima der gleichnamigen Präfektur beherbergt. Am Pazifik liegen die Kernkraftwerke Fukushima I und Fukushima II.
  • Ôkuma, Futaba, Namie – Die drei Städte umfassen insgesamt eine Einwohnerzahl von schätzungsweise 50.000 Menschen, auch wenn sich nach offiziellen Angaben kein Japaner in den Kleinstädten aufhält. Es handelt sich um Geisterstädte, die nordwestlich von Fukushima I liegen und aufgrund der Windverhältnisse während der Katastrophe am stärksten von den radioaktiven Partikeln kontaminiert wurden. Im April 2012 erklärte die japanische Regierung die Kleinstädte zur Sperrzone, die innerhalb der nächsten 20 Jahre nicht mehr betreten werden kann. Futaba und Namie weisen Strahlenwerte von über 50 Millisievert pro Jahr auf. Eine Belastung, die die Regionen vorerst unbewohnbar machen, denn selbst nach 20 Jahren werden alle drei Städte den gesetzlichen Rahmen von 20 Millisievert überschreiten.
  • Sendai – In der japanischen Präfektur Miyagi in der Region Tôhoku gelegen, ist Sendai eine Großtstadt mit über einer Million Einwohner. Während des Großbebens vom 11. März wurde die Küstenregion der Stadt durch den Tsunami schwer verwüstet und hatte etwa 700 Tote und 200 Vermisste zu beklagen. Zahlreiche Videoaufnahmen und Bilder stammten aus Sendai, um die Zerstörungskraft der Wassermassen zu dokumentieren.

Die Küstenregion der Großstadt Sendai nach dem Tsunami.

Messeinheiten zur radioaktiven Belastung

  • Sievert (Sv) – Sievert ist die Maßeinheit für Strahlendosen und wird zur Bestimmung der Strahlenbelastung auf Lebewesen herangezogen. Da 1 Sievert bereits von einer überdurchschnittlich hohen Strahlung zeugt, werden kleinere Einheiten wie Millisievert (mSv) und Mikrosievert (µSv) genutzt. Als Vergleich zur Bewertung von Strahlenrisiken dient die natürliche Strahlenbelastung, die in Deutschland 2,4 mSv pro Jahr entspricht. Bereits eine Dosis von 100 mSv führt zu stark erhöhtem Krebsrisiko, während 250 mSv zu akuten Strahlenerkrankungen führen können. Eine Strahlung von 4000 mSv führt bei jeder zweiten Person zum Tod, wobei 7000 mSv, also sieben Sievert, keine Überlebenschancen garantieren. Nach der Katastrophe wurde die Stahlenbelastung von Schulkindern in Japan auf 20 mSv pro Jahr angehoben, auch wenn die Regierung diese Werte als unbedenklich einschätzt. Für die Mitarbeiter TEPCOs, die mit der Krisenbewältigung in Fukushima beauftragt wurden, erhöhte man die jährliche Dosis von 100 mSv auf 250 mSv.
  • Becquerel (Bq) – Diese Einheit bezeichnet die Aktivität eines radioaktiven Stoffes und gibt die durchschnittliche Anzahl der Atomkerne an, die pro Sekunde radioaktiv zerfallen. Anders als Sievert entspricht 1 Bequerel einem relativ geringem Wert, sodass die Einheit meist mit Vorsätzen wie Kilo oder Mega auftritt. Ein Kilogramm Kalium hat eine (Radio-)Aktivität von etwa 32.000 Becquerel. Die Menge des im menschlichen Körper enthaltenen Kaliums zeugt von einer Aktivität von 5.000 Becquerel. Das natürliche in Mineralien auftretende Element Uran hat eine Aktivität von 12,45 Millionen Becquerel pro Kilogramm.

Die grafische Darstellung eines Druckwasserreaktors mit getrennten Wasserkreisläufen. (Copyright © San Jose, Lizenz: CC BY 3.0)

Verbreitete Karftwerkstypen

  • Druckwasserreaktor (DWR) – Dieser Kraftwerkstyp findet weltweit am häufigsten Verwendung und wird mehrheitlich von europäischen Industrieländern wie Deutschland und Frankreich genutzt. Anders als beim Siedewasserreaktor (SWR) verfügt dieser Typ über mehrere Wasserkreisläufe. Das durch die Brennstäbe erhitzte Wasser und der erzeugte Wasserdampf kommen nicht mit den Turbinen in Kontakt. Das kontaminierte Wasser hat einen separaten Wasserkreislauf und durchströmt nur einen Teil des Kraftwerks, um den zweiten Wasserkreislauf zu erhitzen.
  • Siedewasserreaktor (SWR) – Das Kühlsystem des SWR ist mit mehr Risiken verbunden, da das mit den Spaltprodukten versetzte Wasser direkt mit den Turbinen in Kontakt tritt. Im Gegensatz zum DWR nutzt dieser Kraftwerkstyp weniger Wasserkreisläufe. Siedewasserreaktoren wurden zu großen Stückzahlen in Japan gebaut. Durch die Kontaminierung der Turbinen stoßen Wartungs -und Reinigungsarbeiten häufig auf Probleme und gesundheitsgefährdende Risiken.
  • Brutreaktor – Ein Brutreaktor stellt mehr Energie als ein DWR oder SWR bereit, sorgt neben der Energiegewinnung aber auch zur Erzeugung von spaltbarem Brennmaterial. Zwar erzeugt jeder Kernreaktor Spaltprodukte, doch wird in einem Brutreaktor mehr Material erzeugt, als er zur Energiegewinnung benötigt. Der Reaktortyp wird aufgrund seiner höheren Sicherheitsrisiken und der Erzeugung von waffenfähigem Plutonium als riskant eingestuft. Dennoch plante Japan vor dem Unglück von Fukushima, diese Reaktortechnik im eigenen Land weiter auszubauen, da auf kleinerem Raum größere Energiemengen erzeugt werden. Zur Energiegewinnung und zu Forschungszwecken nutzen heute die USA, Russland, die Volksrepublik China und Indien diese Art von Reaktor.

Quellen:

Die Suche nach der Alternative

Wird Japan noch dieses Jahr atomfrei? Eine Frage, die schon seit 2011 im Raum steht und auf ihre Beantwortung wartet. Atomfrei bedeutet, auf sämtliche Atomkraftwerke im Land zu verzichten und den Energiebedarf durch andere Energien zu decken. Ein einziges Atomkraftwerk steht noch in Betrieb, nachdem der Rest aufgrund von Wartungsarbeiten abgeschaltet wurde. Derartige Vorkehrungen sind bei Kernkraftwerken keine Seltenheit, doch die Wiederinbetriebnahme wird nach dem schweren Unglück durch Lokalregierungen und Anwohner blockiert. Ab dem 5. Mai soll auch das letzte Kraftwerk abgeschaltet werden, der Reaktor Nummer 3 des Kernkraftwerks Tomari auf Hokkaido. Der Zeitpunkt der Abschaltung steht also fest, sodass ein atomfreies Japan in greifbare Nähe rückt. Doch wie lange kann dieser Zustand beibehalten werden, wenn Atom-Lobby und Politik darauf drängt, schon im Sommer die ersten Kraftwerke wieder hochzufahren. Ihr Argument bleibt, Japan könne sich ohne Atomkraft nicht selbst versorgen, besonders wenn im Sommer die Kühlmaschinen wieder auf Hochtouren laufen. Dabei musste Japan schon einmal mit weniger Energie auskommen. Schon im letzten Sommer sind die Japaner durch umfangreiche Sparmaßnahmen auch mit wenig Atomstrom ausgekommen.

Yoshihiko Noda, seit dem 2. September 2011 Ministerpräsident Japans.

Die Entscheidung obliegt dem aktuellen Premierminister Yoshihiko Noda, doch Behörden und Kraftwerksbetreiber setzen ihn unter Druck. Noda selbst ist gegen Atomkraft, nachdem sein Land 2011 eine der schwersten Katastrophen überstehen musste. Mit dieser Einstellung steht er keinesfalls alleine da, denn ein Großteil der japanischen Bevölkerung spricht sich ebenfalls gegen Atomkraft aus. Stromproduzenten wie die Kansai Electric Power Company (KEPCO) weisen stattdessen auf katastrophale Versorgungslücken hin, sollten die Kraftwerke nicht hochfahren. Egal für welche Seite sich Yoshihiko Noda entscheidet, die andere Partei wird es ihm übel nehmen. Schon Naoto Kan als Premierminister zu Zeiten der Katastrophe geriet unter heftigen Druck, als er in einer Pressekonferenz kurzerhand den schrittweisen Atomausstieg verkündete. Einen Tag später zog sein Kabinett die Aussage zurück. Nach seiner Amtszeit ist Kan noch immer politisch aktiv, denn die Zukunft seines Landes steht auf dem Spiel. Er engagiert sich in einer Gruppe aus AKW-Gegnern, um Japan endgültig aus der atomaren Schlinge zu ziehen.

Währenddessen engagieren sich mehr und mehr japanische Prominente gegen die Wiederinbetriebnahme der Meiler. Sie sammeln Unterschriften, um sie gebündelt Yoshihiko Noda zu überreichen. Der Druck von außen wächst unaufhörlich, wobei nicht sicher ist, ob Noda die Entscheidung über die Wiederinbetriebnahme treffen muss. Gegenwärtig wird über die Erhöhung der Mehrwertsteuer entschieden, um die enormen Kosten des Wiederaufbaus und die Kapitalspritzen an Tepco zu decken. Bereits dieses Vorhaben könnte Nodas letzte als Premierminister sein, wenn die Koalition zu keinem Ergebnis kommt.

Tepco selbst dürstet derweil nach der beantragten Kapitalspritze in Höhe von einer Billion Yen (9,1 Milliarden Euro). Der Staat fordert für diese enorme Leistung hohe Anteile Tepcos, die zur Verstaatlichung des AKW-Betreibers führen. Doch Tepco stellt sich quer und fordert dennoch das Geld, um der Insolvenz aus dem Weg zugehen. Von einer Abschaffung seiner Monopolstellung als Stromerzeuger im Raum Tokio will das Unternehmen nichts wissen und stellt sich gegen die Trennung von Stromproduktion und -verteilung. Tepco fordert viel, will aber nichts geben. Mit der Kapitalspritze stehen dem Staat 75 Prozent des Unternehmens in Aussicht, doch der Konzern gibt maximal 49 Prozent seiner Anteile ab.

Sollte der Staat die Oberhand über das Unternehmen bekommen, stünde einer Energiereform nichts mehr im Wege. Alternativen zur Energieversorgung gibt es schon lange und seit dem temporären Niedergang der Atompolitik bedient man sich anderer Mittel, den Hunger nach Energie zu stillen. Hohe Aufmerksamkeit schenkt der Inselstaat dem preiswerten und sicheren Flüssiggas, das aus den USA und Kanada importiert wird. An anderer Stelle versucht Japan, seine geologische Beschaffenheit zum eigenen Vorteil zu nutzen. Geothermische Energie ist das Stichwort und die hohe Anzahl an Vulkanen die Antwort auf die Frage, welcher Energiequellen man sich günstig noch bedienen kann. Das Land betreibt bereits 18 solcher Kraftwerke, auch wenn nur 0,2 Prozent an thermischer Energie den Gesamtenergiehaushalt ausmachen. Dabei könnte die Inselkette so viel Strom erzeugen, wozu 20 Atomkraftwerke nötig wären. Noch ist ein Ausbau dieser Energiequelle unmöglich, da die größten Vorkommen in Nationalparks liegen. Eine Energiewende ohne Atomstrom sollte allerdings zum Umdenken animieren.

Das Nesjavellir-Geothermie-Kraftwerk in Island, aufgenommen am 6. Oktober 2006.

Die Wende bedeutet aber nicht das Aus für die Atomlobby Japans. Auch sie befand sich schon vor der Katastrophe auf der Suche nach einer Alternative, falls die Geschäfte im eigenen Land einbrechen. Die AKW-Betreiber möchten ihre Technologie an Schwellenländer vermarkten, als sei der Vorfall in Fukushima Daiichi ein routinemäßiges Übel. Zu den Verhandlungspartnern zählen Vietnam und die Türkei, zwei Länder ohne große Erfahrung in Atomtechnologie und mit noch weniger Experten in diesem Gebiet. Den Sicherheitsfragen der Kraftwerke wird man sich später widmen, sobald die ersten Wellen und Beben sich mit den neuen Meilern anfreunden. Gelegenheiten werden sich viele bieten, denn für Vietnam besteht Tsunamigefahr, während die Türkei gelegentlich von Erdbeben heimgesucht wird.

Quellen:

Fukushima Daini – Glück und Ausdauer verhinderten die Kernschmelze

Erinnern wir uns an den 11. März zurück, prangerten in den Medien die Reaktorblöcke von Fukushima Daiichi auf Bildschirmen und dem Titelblatt der Zeitungen. Stunde um Stunde bangten wir um die Zukunft Japans nach einer solchen Krise und brannten uns das Bild des Kernkraftwerks ins Gedächtnis ein. Trotz seiner japanischen Herkunft ist „Fukushima“ ein Begriff geworden, der weltweit verstanden wird. Kaum 12 Kilometer südlich von Daiichi befindet sich das Kernkraftwerk Fukushima Daini (Fukushima 2). Mit vier leistungsfähigeren Reaktoren erzeugt es eine Energie, die den sechs Reaktoren des Unglückskraftwerks ebenbürtig ist. Heute steht es durch Inspektions- und Wartungsarbeiten, sowie zahlreichen Sicherheitstests still. Das gleiche Schicksal wie Daiichi teilt es nicht, doch von Schäden und ernsthaften Risiken blieb es nicht verschont.

Das Atomkraftwerk Fukushima Daini, aufgenommen im Mai 2009. (Copyright © KEI, Lizenz: CC BY 3.0)

Die Reaktoren fuhren auch hier durch die Erschütterung automatisch herunter, während die Wellen wenige Minuten später mit hoher Intensität auf das Gelände des Meilers peitschten. Durch die großen Wassermassen streikten die Kühlsysteme der Reaktorblöcke 1, 2 und 4. Vorbeugend richtete die Regierung um Fukushima Daini eine Evakuierungszone mit einem Durchmesser von 20 Kilometern ein, die fast vollständig von der 40 Kilometer im Durchmesser messenden Zone von Fukushima I umschlossen wurde. Allein die zusätzliche Sicherheitszone von Daini forderte 30.000 Anwohner auf, ihre Heimat für einen gewissen Zeitraum zu verlassen. Laut Betreiber TEPCO gelang es den Arbeitern, die Kühlsysteme seit dem 15. März 2011 wieder in Betrieb zu nehmen, sodass die japanische Atomaufsichtsbehörde (NISA) diesen Vorfall mit der INES-Stufe 3 („Ernster Störfall“) in den Akten verbannte. Ein Expertenteam der NISA besichtigte Anfang dieses Jahres die Anlage und beschönigte den Zustand von Fukushima Daini, es sei zu keinen schweren Schäden gekommen. Die Version des Kraftwerkleiters Naohiro Masusa wirft wie zu erwarten einen Schatten auf das Kraftwerk und unterscheidet sich nicht nur in den Details von dem Bericht der Behörde. Laut ihm wurde die Kernschmelze nur durch Glück überwunden. Was geschah in diesen vier Tagen?

Die Meerwasserpumpen wurden in Kürze von den Wassermassen erfasst. Aufgrund der defekten Kühlsysteme konnte der Druck innerhalb der Reaktoren von Fukushima 2 nicht mehr kontrolliert werden, sodass die Temperatur der Kühlflüssigkeit die zulässigen 100°C überschritt. Der Notstand wurde ausgerufen, da der Druck durch die Abgabe der kontaminierten Gase in die Umwelt gesenkt werden sollte. Ähnlich wie bei Daiichi gelangte der Wasserdampf der Druckbehälter in die Sicherheitsbehälter der Reaktorblöcke. Trotz des hohen Drucks habe man allerdings keine Gase in die Umwelt abgelassen, beteuerten die Behörden der Internationalen Atomorganisation IAEA. Naohiro Masusa ist hingegen fest überzeugt, dass das Unglück durch pures Glück und den Bemühungen der Arbeiter verhindert werden konnte. Die einzige noch funktionierende Stromleitung lieferte den Arbeitern während der Katastrophe Daten über Temperatur und Wasserstand der Blöcke. Anders als bei Daiichi, dessen Werte durch bloßes Abschätzen erhoben wurden. Da die Wasserpumpen und Stromaggregate versagten, mussten über eine Länge von neun Kilometern Kabel verlegt werden. Auf der Anlage befanden sich zu diesem Zeitpunkt 2.000 Arbeiter, die die Anlage wieder mit Storm versorgten. Am Freitagabend oder an einem Wochenende hätten sich nur 40 Arbeiter auf der Anlage aufgehalten. Am 15. März konnten die Arbeiter bereits den Cold Shutdown melden, bei dem die Reaktortemperatur auf unter 100°C heruntergekühlt wurde. Bis heute ist unklar, ob die Anlage nach deren Wartung wieder in Betrieb geht. Was sich mit Sicherheit sagen lässt ist, dass ohne die Katastrophe von Fukushima Daiichi andere Kraftwerke Japans in den Vordergrund gerückt wären.

Der Querschnitt eines Kernreaktors, wie er in Fukushima I und II verbaut wurde.

Der Atommeiler Fukushima Daini ist seit 1982 in Betrieb und versorgte Japan durch vier Siedewasserreaktoren mit Strom. Auch diese Anlage blieb von der verantwortungslosen Verwaltung TEPCOs nicht verschont. Im Jahr 2002 wurde die Fälschung von Berichten über 16 Jahre hinweg aufgedeckt. Um Kosten zu sparen, vernachlässigte TEPCO die Wartung der Anlage und setzte das Personal einem hohen Risiko aus.

Quellen:

Wiederaufbau und Dekontamination

Wenige Tage vor dem Jahrestag der Dreifachkatastrophe beginnt sich die Situation in Japan zu normalisieren. Strahlenschutzmaßnahmen werden gelockert, die internationale Presse erhält weitere Einblicke in das zerstörte Kernkraftwerk Fukushima I und die letzten Notunterkünfte lösen sich allmählich auf.

Nach fast einem Jahr des Wiederaufbaus erholt sich Japan langsam von seinem Schock. Die Gefahr einer weiteren Katastrophe ist hingegen nicht gebannt. Jüngste Studien prognostizieren den Ort des bevorstehenden Großbebens Japans nahe der Präfektur Fukushima. Die starke Erschütterung vom 11. März vergangenen Jahres erzeugte einen Spalt in der Erdkruste, der sich mit Flüssigkeit füllt und die Bruchstücke weiter auseinander treibt. Experten befürchten dadurch ein weiteres Großbeben mit der Stärke 7. Abgesehen von den Kernkraftwerken ist die potentielle Opferzahl trotz geringerer Intensität nicht zu unterschätzen, da das bevorstehende Beben näher an bewohnten Gebieten vermutet wird, als das Seebeben von Tôhoku.

Deutsche und japanische Wissenschaftler unternehmen vom 8. März bis zum 6. April 2012 eine Expedition mit modernen Tauchfahrzeugen, um den Meeresboden nach dem Starkbeben genauer zu analysieren. Hintergrund der Expedition wird es sein, Messanlagen auf dem Meeresgrund zu installieren, um Informationen über die Entstehung und den Verlauf von Großbeben zu erhalten. Zum Einsatz kommt außerdem ein Tauchroboter, der ein exaktes Profil des Meeresbodens erstellen wird. Die Auswertung erfolgt mit vergangenen Messungen japanischer Forscher aus den Jahren 1999 und 2004. Der Vergleich der Profile und Daten soll zeigen, welche Veränderungen derartig starke Beben bewirken.

Das Deutsche Institut für Japanstudien konzentrierte sich mit einer Umfrage auf die Einwohner Japans und deren Vertrauen in Politik und Medien. Befragt wurden 1.600 Japaner der Metropole Tokio und im Nordosten des Inselstaats. Die größte Sorge der Bewohner der Region Tôhoku besteht in der Befürchtung eines weiteren Bebens und der Ungewissheit vor radioaktiver Strahlung. Hinzu kommt das Misstrauen, welche Lebensmittel ohne Bedenken gegessen werden können. Ein Armutszeugnis stellt die Befragung zum Vertrauen der Gesellschaft in die japanische Regierung dar. Gerade einmal sechs Prozent der Japaner trauen den Informationen der Regierung über den Atomunfall. Nur fünf Prozent sind es, die den Angaben der Betreiberfirma TEPCO Glauben schenken. Das Vertrauen in die japanischen Medien musste ebenso leiden. Aktuell verlassen sich 13 Prozent auf die Berichterstattungen. Im Jahr 2009 war dieses Vertrauen mit 24 Prozent fast doppelt so hoch, doch sollte nur ein Viertel der japanischen Einwohner bereits zu Bedenken geben. Besonders hart trifft es die älteren Generationen der Japaner. Haben sie Jahrzehnte lang ihrer Regierung vertraut, stellte die Katastrophe und die desaströse Informationspolitik ihre Einstellung zur Politik auf den Kopf. Ihr Vertrauen in die Regierung liegt aktuell unter dem Durchschnitt. Das Vertrauen schlug sprunghaft in Misstrauen um. Des Weiteren konnte die Umfrage ein erhöhtes Interesse der Jugend Japans in die Politik des Landes belegen. Gerade die persönlich Betroffenen engagieren sich lokal für die Interessen der Gesellschaft, was mitunter in Protestbewegungen zum Ausdruck kommt.

Von über 1000 Notunterkünften ist den Anwohnern der Sperrzone um Fukushima I nur noch eine geblieben. Eine ehemalige Schule der Stadt Kazo in der Präfektur Saitama beherbergt etwa 500 Bewohner, von denen 40 Prozent das 65. Lebensjahr überschritten haben. Die Notunterkunft befindet sich etwa 200 Kilometer von dem Kraftwerk entfernt. Die ehemalige Heimatstadt Futaba liegt innerhalb des Sperrgebiets, weshalb die Notunterkunft noch lange Bestand haben wird. Die Notunterkunft beherbergt auch die Verwaltung Futabas und den Bürgermeister. Dieser hatte dafür gesorgt, die Einwohner Futabas an einem gemeinsamen Ort unterzubringen. Die Stadt Kazo ist vorerst das neue zu Hause der Betroffenen. Wenige Wochen nach der Katastrophe nahmen mehr als 100.000 Japaner von den Notunterkünften Gebrauch. Hierzu zählten Turnhallen und Schulen, in denen die Japaner auf engem Raum miteinander auskommen mussten, aber auch von der Regierung finanzierte Hotels. Die Errichtung von Fertighäusern sorgte bereits Ende letzten Jahres für die Auflösung der Notunterkünfte. Was aus den ehemaligen Bewohner Futabas geschieht, ist bisher nicht geklärt.

Zur gleichen Zeit wurden die Sicherheitsmaßnahmen der Arbeiter in Fukushima I gelockert. Indem man kleinere Atemschutzmasken mit Staubfiltern austeilt, verzichtet man seit dem 1. März auf die schweren Gesichtsmasken mit Aktivkohlefilter. Begründen möchte Tepco die Entscheidung mit einer gesunkenen radioaktiven Belastung der Luft. Selbst auf die Ganzkörperschutzkleidung aus Plastik wird verzichtet, sodass normale Arbeitskleidung wieder zum Alltag der Arbeiter gehört. In gefährdeten Bereichen des AKWs sind Schutzkleidung und schwere Atemmasken noch immer obligatorisch.

Abseits der Schutzbekleidung der Arbeiter von Fukushima sehen sich TEPCO und Regierung mit dem Problem der kontaminierten Gebiete um Fukushima Daiichi konfrontiert. Im letzten Jahr begannen die Arbeiten, Erde rund um das betroffene Gebiet abzutragen. Die Behörden gehen von 28 Millionen Kubikmeter aus, wofür fünf Quadratkilometer als Lagerstätte benötigt werden. Derzeit greift man auf Zwischenlager zurück, auch wenn Kritiker bei diesen provisorischen Lagern von Endlagerstätten ausgehen. Die Dekontamination der 20-Kilometer-Sperrzone beginnt ab April. Man hofft, die evakuierte Bevölkerung in Zukunft wieder in ihre Heimat zurückzuholen. Für die benötigten vier Quadratkilometer sollen die etwa acht evakuierten Gemeinden aufkommen. Dieser Plan stößt auf Gegenwehr bei den Bürgermeistern der Gemeinden. Sie können und wollen der Regierung nicht trauen. Nach ihrer Meinung wurden sie nicht gefragt.

Quellen: Japanmarkt | Asienspiegel

Probleme nach der Schnellabschaltung und die Beschönigung TEPCOs

Japan konnte nach Monaten der Anspannung und Ungewissheit endlich aufatmen, als Ende 2011 der „cold shutdown“ der gefährdeten Reaktorblöcke von Fukushima Daiichi offiziell bestätigt wurde. Die Gefahr war gebannt, die Kontrolle über das Kernkraftwerk wiederhergestellt. Ein letztes Argument für die Medien, sich aktuelleren Vorgängen zu widmen, das Thema Atomkraft wieder herabzustufen und die Problemstelle Fukushima der Öffentlichkeit als sicher und stabil zu erklären. Doch Kritiker hüteten sich, von einer Kaltabschaltung zu sprechen, die nur zu gut das Gesicht der Verantwortlichen hinter TEPCO und japanischer Atomaufsichtsbehörde (NISA) retten konnte. Seit Mittwoch, dem 8. Februar, wissen wir, dass der „cold shutdown“ als stabile Kühlung des Reaktorkerns unter eine Temperatur von 100°C nur partiell erreicht werden konnte.

Der innere Aufbau eines Kernreaktors (beleuchtet).

Die Wärmeentwicklung nahm wieder zu. Sie erreichte keinen bedrohlichen Zustand und konnte bis auf weiteres durch eine erhöhte Wasserzufuhr und den abermaligen Zulauf von Borsäure eingedämmt werden, doch weiß Betreiber TEPCO keine Antwort auf die Zunahme der Temperatur um mehr als 20 Grad auf 72°C. Tetsuo Ito vom Atomforschungszentrum der Universität Kinki gab zu bedenken, die japanische Regierung hätte zu früh von einer geglückten Kaltabschaltung gesprochen, da es im Angesicht des unbekannten Zustands der Brennstäbe immer wieder zu ähnlichen Temperaturschwankungen kommen könne. Die Aussage Tetsuo Itos gewinnt insofern Beweiskraft, als dass ein Artikel der Wikipedia unmissverständlich betont, dass nach einer Kernschmelze, wie sie sich mit Gewissheit in Fukushima I zugetragen hatte, ein „cold shutdown“ nicht möglich sei. Zwar konnte der Kühlmittelkreislauf repariert werden, doch ist es unmöglich, die Reaktionen der Kernschmelz-Überreste vorherzusagen.

Eine sichere Kühlung des Reaktors nach dessen Schnellabschaltung ist insofern wichtig, als dass sich selbst nach Einführung der Steuerstäbe zwischen die Brennelemente der Reaktorkern durch chemische und physikalische Prozesse wieder aufheizen kann. Die sogenannte Nachzerfallswärme erreicht zwar nur ein Minimum der eigentlichen thermischen Energie bei geregeltem Betriebsablauf eines Kernreaktors, kann allerdings bei mangelnder Kühlung des Systems zu einer erneuten unkontrollierten Kettenreaktion führen. Eine von der Wikipedia bereitgestellte Tabelle informiert darüber, welche Energie ein Atomkraftwerk mit einer Leistung von 4000 Megawatt selbst nach seiner Schnellabschaltung erzeugen kann. Demzufolge würden nach einem Tag der Abschaltung bereits 14 Stunden ausreichen, um 2500 Kubikmeter Wasser von 15°C auf 100°C zu erhitzen. Der Abfall der Nachzerfallswärme erfolgt exponentiell, sodass erst nach einem Zeitraum von etwa einem Jahr die Brennstäbe ohne Kühlung auskommen. Dies Tatsache macht die Errichtung von Abklingbecken neben den Reaktoren für abgebrannte Brennelemente obligatorisch, auch wenn die Reaktoren von Fukushima eine geringere Leistung von 1400 bis 2300 Megawatt vor deren Abschaltung erzeugten.

Der Querschnitt eines Kernreaktors, wie er in Fukushima I verbaut wurde.

Die nunmehr ungewisse Kaltabschaltung ist indes nicht das einzige Problem, mit dem Arbeiter des Kernkraftwerks konfrontiert werden. Durch den undichten Sicherheitsbehälter sammeln sich nach wie vor kontaminierte Wassermassen im Untergeschoss von Reaktorblock 2 an. Gerade die Erhöhung der Wasserzufuhr für eine kontrollierte Kühlung fördert dieses Problem.

TEPCO als Betreiber des Kraftwerks schafft es hingegen, seine Unbeliebheit zu fördern, indem es bekannte Probleme nach wie vor unter der Verbreitung von Halbwahrheiten herunter spielt. Erst im Dezember 2011 wurde das Zerfallsprodukt Xenon in Block 2 nachgewiesen, das normalerweise Beweis genug für erneute, wenn auch marginale Kettenreaktionen ist. Der Betreiber selbst kommentierte diesen Vorfall als „natürlich“. Zudem häuften sich vergangene Woche die Meldungen von ausgetretenem radioaktivem Wasser durch Lecks und geplatzte Wasserschläuche. Die kurzweilig, überdurchschnittlich hohe gemessene Strahlung ist jedoch nicht allein gefrorener Wasserleitungen zu verschulden, sondern gleichfalls durch die Verwendung günstiger Plastikschläuche. Derartige Probleme könnten auf ein Minimum kompensiert werden, sollte TEPCO auf eigene finanzielle Interessen verzichten. Selbst zu der Temperaturzunahme in Reaktorblock 2, die die Angabe eines gesicherten „cold shutdown“ allmählich bröckeln lässt, fand ein Sprecher TEPCOs nur die Worte, die Temperatur sei unverändert.

Quellen:

Die nahe Befürchtung eines weiteren Großbebens

Betrachtet man das Tôhoku-Beben vom März 2011 aus einer quälend optimistischen Sicht, so müsste diese Erschütterung zweifellos als Jahrhundert-Beben in die Geschichte eingehen. Eine Stärke von 9,0 auf der Momenten-Magnituden-Skala hat es bis dahin nie gegeben und wird auch in Zukunft lange auf sich warten lassen. Eine Liste der ab einer Magnitude von 7,0 uns bekannten Beben in Japan bekräftigt diese Vermutung nur zu gut und geht in die Tendenz über, Japan würde etwa alle 50 Jahre von einem riesigen Beben getroffen.

Tektonische Vorgänge um Japan. (Copyright © Eric Gaba, Lizenz: CC BY-SA 2.5)

Dass es sich hierbei ausschließlich um beschönigende Prognosen fern der Wirklichkeit handelt, bestätigten zuletzt Erdbebenforscher der Universität Tokio. Vor dem Tôhoku-Beben ging die japanische Regierung davon aus, ein Beben mit einer Stärke von bis zu 9,0 würde sich innerhalb der nächsten 30 Jahre mit einer Wahrscheinlichkeit von 70 Prozent ereignen. Doch neueste Erkenntnisse der Forscher liefern die geradezu reißerische These, Japan müsse sich bis 2016 für ein ähnliches Beben rüsten, dass mit 70-prozentiger Wahrscheinlichkeit erwartet wird. Gerade wegen dem Beben vom 11. März hinterließen die tektonischen Spannungen eine tiefer gelegene und verschobene Inselkette, die ein Beben innerhalb der folgenden 30 Jahre bei einer Wahrscheinlichkeit von 98 Prozent regelrecht herausfordert. Die Forscher sehen ein Indiz für diese Prognose in der Häufung kleinerer Beben nahe Tokio seit der Katastrophe von 2011. Genauer Zeitpunkt und Ort der nächsten „Horror-Erschütterung“ lässt sich aber selbst von den Erdbebenforschern nicht vorhersagen.

Ein Video auf der Videoplattform YouTube betont die häufigen Beben um Japan und offenbart eine Analyse, mit wie vielen Beben und an welchen Ballungszentren seismische Aktivitäten im Jahr 2011 bemerkbar waren. Zu Beginn werden die einzelnen Grafiken erläutert, worauf eine grafische Auswertung sämtlicher Beben seit dem ersten Januar des letzten Jahres folgt. Welches Ausmaß das Tôhoku-Beben vom 11. März annahm, wird spätestens nach der großflächigen Erschütterung im Video sichtbar. Des Weiteren lassen sich die Ballungsräume kurz nach dem großen Beben leicht nachvollziehen, die nach Experten Beweis dafür sind, dass uns ein weiteres großes Beben bevorsteht.

So deprimierend diese Feststellung für Japan auch klingen mag, mobilisieren Experten aus Erdbebenforschung und Meterologie sämtliche Kräfte, dieser drohenden Katastrophe habhaft zu werden. Allen voran wurde durch ein Team aus Wissenschaftlern des Erdbebenforschungsinstituts der Universität Tokio ein effizienteres System zur Prognostizierung schwerer Erdbeben entwickelt. Fortan erhofft man sich nicht nur schnellere Datenerhebungen zu den seismischen Wellen eines Bebens, sondern möchte im Voraus die potentiellen Schäden schwerer Erschütterungen berechnen, um sichere Evakuierungszonen zu ermitteln. Das gesamte System stützt sich dabei auf den japanischen Supercomputer K – genau jener Computer, der es erst Mitte des Jahres 2011 zum weltweit leistungsstärksten Supercomputer geschafft hat.

Zur selben Zeit versucht die Meteorologische Behörde Japans, ein neues Frühwarnsystem zu etablieren. Zum Anlass nahm man die mangelnden und standardisierten Warnmaßnahmen, die dem Gefahrenpotential des Tsunamis vom letzten Jahr nicht mehr gerecht wurden. Worte wie „Große Tsunami-Warnung“ oder „Tsunami-Warnung“ seien laut Experten nicht mehr zweckmäßig und müssten in alarmierender Form den Betroffenen mitgeteilt werden. Einfache Warnungen in Kombinationen einer Unterschätzung von Wellenhöhe und Erdbebenstärke hätten beim großen Beben vor 11 Monaten eine zügige Evakuierung behindert. Neue Ausdrücke wie „gigantisch“ und „hoch“, ein Vergleich mit dem Tôhoku-Beben und eine Einschätzung befürchteter Schäden sollen in das Warnsystem einfließen und für eine schnellere Evakuierung sorgen, die keine Unterschätzung der Gefahren zulässt.

Quellen:

Atomenergie & Japan – Teil 3: Die Folgen für Atompolitik und Länder

Zum Abschluss unseres dreiteiligen Artikels über die Dreifachkatastrophe von Japan nähern wir uns der Gegenwart und betrachten die Auswirkungen des Störfalls in Fukushima Daiichi. Hierbei möchten wir uns nicht nur auf die Atompolitik Japans beschränken, sondern auch über die nationalen Grenzen hinwegschauen. Hat die Katastrophe ein Umdenken erzeugt? Welche Länder wenden sich von der Atomenergie ab? Diese Fragen und andere möchten wir Ihnen in folgender Ausführung beantworten.

Prozentualer Anteil der Atomenergie an der Stormerzeugung weltweit. (Copyright © NuclearVacuum, Lizenz: CC BY-SA 3.0)

Atompolitik in Japan
Im Jahre 1965 nahm das erste japanische Kernkraftwerk seinen Betrieb auf und legte den Grundstein für einen regelrechten Boom des Kraftwerkbaus innerhalb der folgenden 70er, 80er und 90er Jahre. Bis heute wurden in Japan mehr als 60 Atomkraftwerke zur Energiegewinnung errichtet. Mehr als ein Drittel des Strombedarfs wurde 2010 durch Kernenergie gedeckt. Erst die Katastrophe von Fukushima konnte die öffentliche Meinung mehrheitlich dazu bewegen, sich für einen Atomausstieg auszusprechen. Bereits 1999 konnte Japan seine ersten Erfahrungen mit einem Nuklearunfall machen, als es im Kernkraftwerk Tokai in der Präfektur Ibaraki zu einer unkontrollierten nuklearen Kettenreaktion kam. Die öffentliche Meinung wurde infolge dieses Unfalls allerdings nicht betrübt.

Bis vor dem Unglück von Fukushima Daiichi waren 54 Atomkraftwerke in Betrieb, während sich etwa 20 weitere Kraftwerke im Bau befanden oder geplant wurden. Die Nuklearkatastrophe zerstörte die Atommeiler 1 bis 4 in Fukushima I vollständig, weshalb die japanische Regierung das Kernkraftwerk aufgab und von der Errichtung der Reaktorblöcke 7 und 8 im Mai 2011 absah. Japan erwägte erstmals nach dieser Katastrophe die Abkehr von wirtschaftlich nutzbarer Kernenergie zu einem Ausbau erneuerbarer Energien. Der damalige Ministerpräsident Naoto Kan kündigte an, aus der Kernkraft langfristig auszusteigen, während die übrige Regierung Japans drängte, sämtliche zur Inspektion heruntergefahrenen Atomkraftwerke bis spätestens zum Sommer 2011 erneut hochzufahren, um eventuelle Stromengpässe zu vermeiden. Erstmals äußerte sich die japanische Bevölkerung mit lautstarker Kritik gegenüber dieser politischen (Irr-)Führung. Auch Yoshihiko Noda, der das Amt von Naoto Kan nach dessen Rücktritt am 2. September 2011 übernahm, suchte einen Weg zum langfristigen Atomausstieg und einer „Energiewende“ zu erneuerbaren Ressourcen. Bestehende Kernkraftwerke sollen zwar weiter betrieben werden, den Neubau von Atomkraftwerken halte man jedoch für unwahrscheinlich.

Der ehemalige japanische Premierminister Naoto Kan im Jahr 2011. (Copyright © World Economic Forum, Lizenz: CC BY-SA 2.0)

Dem Beispiel Europas folgend, ordnete die japanische Regierung die Ein- und Durchführung von Stresstests, Inspektionen und Wartungen aller Atomkraftwerke Japans an, um deren Sicherheit und Belastungsgrenzen zu garantieren. Mit dieser Entscheidung wurden nacheinander einzelne Kraftwerke vom Netz genommen. Seit der Katastrophe konnte sich die Intention Naoto Kans durchsetzen, die zur Inspektion heruntergefahrenen Kraftwerke noch nicht an das Netz anzuschließen. Einen großen Beitrag leistet hierfür die japanische Bevölkerung durch drastische Stromsparmaßnahmen, um die Masse an Kernreaktoren abgeschaltet zu lassen. Ende August 2011 versorgten nur noch 18 Atomkraftwerke das Land mit Strom. Dieser außergewöhnliche Zustand spitzte sich zu, als von knapp 50 potentiell nutzbaren Kernkraftwerken im Dezember 2011 nur noch neun an das Stromnetz angeschlossen waren. Im Januar des aktuellen Jahres speisten nur noch fünf Atomkraftwerke das Stromnetz. Die Tendenz geht aktuell gar in die Richtung, dass Japan ab April 2012 ohne Atomstrom auskommen muss, sofern die letzten verbliebenen Meiler zur geplanten Inspektion heruntergefahren werden. Sollte diese Phase ohne Komplikationen und Stromengpässen ablaufen, wäre die Basis für ein atomfreies Japan geschaffen.

Der Inselstaat verfügt noch über keine konkreten Pläne zur Endlagerung von radioaktivem Material, verfügt jedoch über eine Endlagerstätte im Nordosten Japans. Abgebrannte Brennstäbe werden nach Frankreich und Großbritannien zur Wiederaufarbeitung verschifft. Der hierbei gewonnene radioaktive Abfall wird anschließend zurück nach Japan transportiert und im einzigen Endlager Rokkasho in der Präfektur Aomori nahe der Oberfläche gelagert. In Rokkasho befindet sich außerdem eine Wiederaufarbeitungsanlage.

Die Wiederaufarbeitungsanlage nahe des Dorfes Rokkasho im Nordosten Japans. (Copyright © Nife, Lizenz: CC BY-SA 3.0)

Atompolitik in Deutschland
In Deutschland wurden zwischen 1957 und 2004 etwa 110 kerntechnische Anlagen aus Interessen der Energiegewinnung und Forschung in Betrieb genommen. Seit dem sogenannten Atomkonsens zwischen Bundesregierung und Energieversorgungsunternehmen vom 14. Juni 2000 ist Deutschland eines der wenigen Industrienationen, die von der künftigen Nutzung von Atomenergie absehen. Die Vereinbarung forderte die zeitlich begrenzte Nutzung bestehender und ein Bauverbot neuer Kernkraftwerke. Die Kerntechnik-Forschung blieb von diesen Bestimmungen unberührt. Zu diesem Zeitpunkt wurden noch 19 Kernkraftwerke in Deutschland zur Energiegewinnung genutzt. Die Bundesregierung verabschiedete im Jahr 2010 ungeachtet des Atomkonsens eine Laufzeitverlängerung der 17 noch in Betrieb stehenden Kernkraftwerke um durchschnittlich zwölf Jahre und stieß dabei von Seiten der Opposition und der Gesellschaft auf Protest.

Infolge der Nuklearunfälle von Fukushima beschloss die Bundesregierung allerdings am 14. März 2011 ein Atom-Moratorium, das vordergründig die Abschaltung der sieben ältesten deutschen Atomkraftwerke vorsah. Die Novellierung des Atomgesetzes im August 2011 forderte schließlich einen Wandel der Atom- und Energiepolitik Deutschlands und beabsichtigte den Atomausstieg bis zum Jahre 2022. Gegenwärtig stehen noch neun deutsche Kernkraftwerke zur wirtschaftlichen Nutzung in Betrieb.

Ein weiterer Knackpunkt der deutschen Atompolitik bleibt die Lagerung radioaktiver Abfälle, für die gegenwärtig die Endlager Salzgitter und Gorleben in Betracht gezogen werden. Zwei weitere Endlagerstätten (Morsleben und Versuchsendlager Asse) wurden in der Vergangenheit bereits genutzt, mussten aufgrund ihrer geringen Kapazität und sicherheitstechnischen Mängel hingegen aufgegeben werden. Bei allen vier Lagerstätten handelt es sich um ehemalige Salzbergwerke bzw. Eisenerzgruben, die sich aufgrund ihrer geologischen Beschaffenheit zur Endlagerung von radioaktiven Abfällen eignen. Während die Lagerstätte Salzgitter für nicht oder nur schwach wärmeproduzierende Abfälle umgebaut und dessen Fertigstellung nicht vor 2019 erwartet wird, läuft seit 1979 eine Untersuchung des Salzstocks Gorleben, ob dieser sich für eine mehrere Jahrhunderte umfassende Lagerung aller Arten radioaktiven Materials eignet.

Eine Übersicht der aktiven und stillgelegten Kernkraftwerke in Deutschland - Stand 2011. (Copyright © Lencer, Lizenz: CC BY-SA 2.5)

Atompolitik in China
Das hohe Wirtschaftswachstum der Volksrepublik China verlangt mehr und mehr nach neuen Energieressourcen. Den Großteil der chinesischen Energiepolitik machen Kohlekraftwerke und erneuerbare Energien aus, doch versucht China gegenwärtig, die Kernkraft für sich zu entdecken. Derzeit verfügt die Volksrepublik über insgesamt 16 Kernreaktoren, die allesamt entlang der Küste des Ostchinesischen und Gelben Meeres gebaut wurden. Weitere 20 Reaktoren befinden sich noch im Bau, doch plant man zukünftig die Errichtung von 150 zusätzlichen Atomkraftwerken, um den gewaltigen Energiehunger des Landes zu decken.

Hatte die Katastrophe des stetigen Rivalen Auswirkungen auf die chinesische Atompolitik? Zunächst sah sich der chinesische Volkskongress am 14. März 2011 nicht genötigt, den gewaltigen Ausbau des Landes mit Atomkraftwerken zu überdenken. Innerhalb der folgenden fünf Jahre sollte der Bau von etwa 40 Reaktoren beginnen. Die Nuklearkatastrophe in Japan nahm man zwar zur Kenntnis, doch wolle China „seine Entschlossenheit und Pläne für die Entwicklung der Atomkraft nicht ändern“, wie es der Vizeumweltminister Zhang Lijun betonte. Selbst die Nutzung von Kernenergie in Zentralchina sollte gefördert werden.

Zwei Tage später erfuhr die Atompolitik Chinas urplötzlich eine Kehrtwende. Vom Ausstieg aus der Atomkraft war selbstverständlich keine Rede, doch besah sich die politische Führung im Angesicht der chaotischen Lage Japans, das eigene Atomprogramm zu überdenken. Geplante Bauvorhaben neuer Reaktoren wurden kurzfristig gestoppt, obgleich die in Betrieb stehenden Atommeiler keine Abschaltung erfuhren. China wolle vorerst Sicherheitsfragen klären und diese in den Entwicklungsprozess neuer Kraftwerke einfließen lassen. Wann das Bauvorhaben erneut aufgenommen wird, bleibt bisher ungewiss.

Das Kernkraftwerk Daya Bay in der chinesischen Provinz Guangdong im März 2007.

Atompolitik global
Derzeit profitieren 30 Länder weltweit von dieser heiß diskutierten Technologie. Die oberste Spitze übernehmen dabei die USA, Frankreich und Japan. Weltweit versuchen sich besonders die Industriestaaten in einer Atompolitik, während der Großteil Afrikas, die an der Westküste Lateinamerikas gelegenen Staaten und der gesamte Kontinent Australien noch keinen Einstieg in diese Technologie gewagt haben. Auf der anderen Seite steht eine deutlich geringere Anzahl an Ländern, die trotz vorhandener Reaktoren den Atomausstieg planen oder schon vollzogen haben. Diese Anzahl an Staaten, zu denen sich unter anderem Italien, Österreich, die Schweiz, Deutschland und in naher Zukunft vielleicht auch Japan sehen, könnte langfristig zunehmen. Mit einem Rückblick auf die vergangenen bekanntesten Atomkatastrophen in den USA (Three Mile Island 1979), der Ukraine (Tschernobyl 1986) und Japan (Fukushima 2011) kommt der mehr und mehr schmaler werdende Turm der Atompolitik ins wanken und verliert seine Basis. Risiken und Sicherheit werden gleich mehrfach abgewogen und seit Fukushima nehmen selbst hoch technisierte Staaten dieses Risiko nicht mehr gleichgültig in Kauf.

Grafische Übersicht der weltweit geplanten Nutzung von Atomkraftwerken (2009)

Dies war der letzte Teil unseres Artikels über den Ursprung, Hergang und die Folgen des Unglücks von Fukushima. Wir hoffen, unseren Lesern ein besseres Verständnis, eine Einsicht in dieses chaotische Ereignis und eine Basis für künftige Diskussionen geschaffen zu haben.

Quellen: bundesregierung.de | japanmarkt.de | asienspiegel.ch | manager-magazin.de | faz.net

Atomenergie & Japan – Teil 2: Was geschah bei Fukushima Daiichi?

Im zweiten Teil unseres Artikels werden wir noch einmal die Ereignislage des Kernkraftwerks Fukushima Daiichi seit der Schnellabschaltung der Kernreaktoren am 11. März 2011 aufarbeiten. Für diese Analyse fassen wir sämtliche wichtigen Ereignisse, die mit dem Ausfall der Reaktoren unmittelbar in Verbindung stehen, zusammen. Die Zusammenfassung bezieht ihre Informationen in großem Maße auf die von der Wikipedia bereit gestellte „Chronik der Nuklearkatastrophe von Fukushima„. Wir entschieden uns zwecks des besseren Verständnisses und einer lückenlosen Zusammenfassung ebenfalls für eine chronologische Analyse. Sollten Sie darauf Wert legen, das Ereignis in all seiner Breite zu erfassen, empfehlen wir Ihnen einen Blick auf unsere genannten Quellen zu werfen. Außerdem empfiehlt es sich, die speziell auf Fukushima ausgerichtete Dokumentation der vom ZDF produzierten Wissenschaftssendung „Abenteuer Forschung“ mitzuverfolgen, die am Ende dieser Analyse im Videoformat eingebettet wurde.

Das Atomkraftwerk Fukushima I. Im Vordergrund der Reaktorblock 1. (Copyright © Kawamoto Takuo, Lizenz: CC BY 2.0)

Japans Kernkraftwerk Fukushima Daiichi (Fukushima I) befindet sich 250 Kilometer nordöstlich der Millionenmetropole Tokio in der Präfektur Fukushima. Im Jahre 1971 wurde es erstmals in Betrieb genommen und ist daher das älteste Kernkraft des privaten Energiekonzerns Tokyo Electric Power Company (TEPCO). Der Kraftwerk-Komplex besteht aus sechs Reaktoren: Die Reaktorblöcke 1 bis 4 sind von den beiden Blöcken 5 und 6 räumlich getrennt, befinden sich jedoch allesamt in unmittelbarer Nähe zum Pazifik, dessen Meerwasser als sekundärer Wasserkreislauf zur Kühlung des Reaktors genutzt wird.

Alle sechs Reaktorblöcke basieren auf Siedewasserreaktoren, wie wir sie in unserem letzten Artikel vorgestellt haben. Der Reaktordruckbehälter, indem die Kernspaltung abläuft, ist von einer massiven Betonwand umgeben, die als primärer Sicherheitsbehälter dient. Die einzelnen Reaktorblöcke basieren auf einer Betonkonstruktion, die neben dem Druckbehälter auch ein Abklingbecken für verbrauchte Brennelemente beherbergt. Der obere Teil des Blocks ist eine Stahlkonstruktion mit Arbeitsbereichen und bildet zusammen mit der Betonkonstruktion den zweiten Sicherheitsbehälter.

Das Kraftwerksgelände wurde mit einer nur 5,70 Meter hohen Schutzmauer vor potentiellen Flutwellen für sicher erklärt, da der Baugrund der Reaktorblöcke 1 bis 4 um 10 Meter über dem Meeresspiegel erhöht wurde. Diese Fehlentscheidung, den Schutz nicht für außergewöhnlich drastische Seebeben auszubauen, sowie die unvorteilhafte Lage der Notstromgeneratoren und andere elektrischer Systeme im Untergeschoss der Reaktorgebäude, waren neben dem eigentlichen Beben Hauptursachen der Nuklearkatastrophe.

Der Querschnitt eines Kernreaktors, wie er in Fukushima I verbaut wurde.

Am Freitag, dem 11. März 2011, ereignete sich das Tohoku-Erdbeben um 14.46 Uhr Ortszeit und führte innerhalb weniger Sekunden durch die automatisierten Schutzmaßnahmen zum Abschalten der Kernreaktoren in Fukushima I. Von der Schnellabschaltung waren die Blöcke 1 bis 3 betroffen, während die restlichen Blöcke aufgrund von Wartungsarbeiten nicht in Betrieb waren. Ungeachtet der verheerenden Flutwelle erfuhr die Mehrheit der Reaktorblöcke durch das Seebeben eine Erschütterung über ihren Belastungsgrenzen. Die Folgen sind geplatzte Rohrleitungen, die nach Vermutungen des Bedienungspersonals den Kühlkreislauf beschädigten, sowie ein Defekt der Schaltanlagen. Die Stromversorgung des Kernkraftwerks brach daraufhin zusammen und startete 12 der insgesamt 13 Notstromaggregate. Weitere Folgen des Bebens sind der Ausfall von Kommunikationssystemen, der Gebäude-Beleuchtung, elektrischen Türöffnern und Messgeräten zur Auswertung der aktuellen Strahlenbelastung des Personals.

Nach nur zwei Minuten, um 14.48 Uhr Ortszeit, wurden die Reaktoren 1 bis 3 heruntergefahren und die Steuerstäbe vollkommen zwischen die Brennstäbe geschoben. Die Kühlung der Reaktoren war ab diesem Zeitpunkt vollständig von den elektrisch betriebenen Kühlwasserpumpen und den Notstromgeneratoren abhängig. Mit zu erwähnen sei an dieser Stelle, dass der komplette Komplex von Fukushima I nicht an das vorhandene Tsunami-Warnssystem angeschlossen war und demzufolge keine Frühwarnung erhielt. Aufgrund des mangelnden Ausbaus der Schutzmauern im Meer reichten bereits die ersten, etwa vier Meter hohen Wellen aus, die hinter den Mauern angebrachten Meerwasserpumpen zu zerstören. Als schwerwiegende Folge zeichnete sich der Ausfall der regulären Kühlung aller Reaktoren, der Abklingbecken und der neun wassergekühlten Notstromgeneratoren ab. Nachdem der Tsunami die Anlage erreicht hatte, fegte dieser angesichts seiner 13 bis 15 Meter hohen Wellen über die Schutzmauern hinweg und ließ die mehrere Meter unter Wasser stehenden Reaktorblöcke 1 bis 4 zurück. Diese Überschwemmung hatte den Ausfall aller Notstromgeneratoren zur Folge, sodass die Kühlung von Reaktoren und Abklingbecken nicht mehr aufrecht erhalten werden konnte.

Eine Luftaufnahme des Atommeilers Fukushima Daiichi aus dem Jahre 1975. (Copyright © Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism of Japan)

Die folgenden Stunden sind von zahlreichen Pannen und Versorgungslücken geprägt, während das Personal darum bemüht war, die Notkühlung mit Notstrombatterien aufrechtzuerhalten. Die Kühlung konnte nur noch wenige Stunden gewährleistet werden und fiel gegen 17.00 Uhr Ortszeit vollkommen aus. Die Reaktoren begannen sich allmählich zu erhitzen und sorgten durch die Überschreitung ihrer Grenzwerte zur Dekalibrierung der Messinstrumente. Von da an war die Einschätzung des Kühlwasserstands und die Temperatur innerhalb des Druckbehälters ausschließlich von Vermutungen und Schätzungen geprägt. Der Kernkraftwerksbetreiber TEPCO meldete einen nuklearen Notfall an das Wirtschaftsministerium und die japanische Atomaufsichtsbehörde und forderte die Unterstützung durch mobile Notstromgeneratoren. Die Arbeiter versuchten manuell, den Druckbehälter durch die Öffnung von Ventilen zu entlasten, da die Brennstäbe zur Überhitzung neigten und das Kühlwasser unkontrolliert verdampfte. Außerdem versuchte man der mangelnden Kühlung durch Feuerlöschpumpen Abhilfe zu schaffen. Erste Vermutungen gingen zu dieser Zeit bereits von freiliegenden Brennstäben aus, die aufgrund der starken Temperaturentwicklung zu schmelzen begannen. Um 19.03 Uhr rief die japanische Regierung mit Hinblick auf die Meldung TEPCOs den nuklearen Notstand aus, beteuerte aber, es handle sich um reine Vorsichtsmaßnahmen und es trete kein radioaktives Material aus.

Die Reaktorblöcke 2 und 3 verharrten in einem stabilen Zustand, da die Notkühlung durch das Eintreffen mobiler Notstromgeneratoren gewährleistet werden konnte. Der Druck im Druckbehälter von Block 1 stieg hingegen weiter an. Infolge der freiliegenden Brennstäbe liefen unterschiedliche chemische und physikalische Prozesse im Reaktor ab und führten zur Bildung von Wasserstoff. Der Druckbehälter konnte der Belastung nicht mehr standhalten und gab durch entstehende Lecks radioaktives Material und Wasserstoff in den Sicherheitsbehälter ab. Da der Anstieg der Temperatur und das Verdampfen des Kühlwassers nicht unterbunden werden konnte, stieg auch im Sicherheitsbehälter der Druck. Im Vordergrund des Personals stand die Aufgabe, für eine Druckentlastung des Sicherheitsbehälters zu sorgen. Jedoch war unklar, ob eine Entlastung als ungefährlich eingestuft werden konnte, da die Freisetzung von radioaktivem Material befürchtet wurde. Außerdem ließen sich die elektrischen Ventile durch den Zusammenbruch der Stromversorgung nur manuell betätigen. Der Druck des Sicherheitsbehälters erreichte einen Wert fern seines zulässigen Grenzbereichs und ließ durch nachgebende Dichtungen radioaktive Partikel in das Reaktorgebäude entweichen. Infolgedessen ließ die japanische Regierung im Umkreis von drei Kilometern das Gebiet um das Kernkraftwerk evakuieren.

Grafische Auswertung des Druckniveaus innerhalb der Sicherheitsbehälter

Trotz der geglückten manuellen Druckentlastung des Reaktors 1 kam es am 12. März gegen 15.30 Uhr zu einer Wasserstoffexplosion. Der Sicherheitsbehälter blieb intakt, doch wurden Teile des Gebäudes und der oberen Stahlkonstruktion zerstört. Erste Versuchen wurden durchgeführt, den Reaktor 1 mit Meerwasser zu kühlen. Premierminister Naoto Kan ordnete des Weiteren an, die Evakuierungszone auf einen Umkreis von 20 Kilometern auszuweiten. Die Notkühlung fiel bei Reaktor 2 und 3 mehrfach aus und konnte bei Letzterem nicht mehr aufrechterhalten werden. Der Reaktor durchlief daher denselben Prozess, wie Reaktor 1 zwei Tage zuvor. Die Kühlflüssigkeit verdampfte unkontrolliert, die Kernschmelze setzte ein und durch einen hohen Druckaufbau geschah auch in Reaktor 3 am 14. März um 11.00 Uhr Ortszeit eine Wasserstoffexplosion mit ähnlichen Auswirkungen. Am selben Tag konnte auch die Notkühlung von Reaktor 2 nicht aufrechterhalten werden. Die Brennstäbe lagen vereinzelt frei, sodass eine Kernschmelze erfolgte. Vereinzelte kleinere Wasserstoffexplosionen und Brände in den Reaktoren 2 und 4 durchzogen die nächsten Tage, doch entwickelte sich durch die allmähliche Wiederinbetriebnahme der Notkühlungen ein als stabil zu wertender Zustand der Reaktoren.

Zu vernachlässigen ist allerdings nicht, dass alle drei Reaktoren den Prozess einer Kernschmelze durchliefen, wie es TEPCO erst Monate später öffentlich bestätigt. Der exponentielle Anstieg der Strahlenbelastung durch das Ausweichen von radioaktiven Partikeln rund um das Gelände von Fukushima Daiichi war ein enormer Gefahrenfaktor für die Arbeiter. Entwickelte sich die Strahlenbelastung zu Beginn des Unglücks nur mäßig, erreicht diese am 15. März einen bisher unerreichten Höchstwert von 900 Millisievert pro Stunde. Zum Vergleich: Ab einer Gesamtdosis von 500 Millisievert treten akute Strahlenkrankheiten auf, während bei einer Dosis von 1000 Millisievert bereits zehn Prozent der Betroffenen innerhalb der folgenden 30 Tage versterben. TEPCO ordnete daher den Rückzug aller Mitarbeiter vom Gelände an, die nicht unmittelbar mit der Kühlung der Reaktoren beschäftigt waren. Von 800 Tepco-Mitarbeitern verblieben 50 Personen, zusammen mit Soldaten, Helfern von Feuerwehrkräften und anderen Organisationen.

Grafische Übersicht der Strahlenbelastung von Fukushima Daiichi

In den folgenden Wochen und Monaten gelang es den Mitarbeitern schließlich, die Kühlung auf ein Maß zu stabilisieren, dass die Kernschmelzen der Reaktoren 1 bis 3 gestoppt werden konnten. Die Sorge bestand fortwährend, dass sich die Masse aus geschmolzenen Brennstäben in den Betonboden des Reaktorgebäudes frisst und direkten Kontakt mit der Umwelt erzeugt. Zudem musste die Kühlung der Abklingbecken stabilisiert werden, die noch immer aktive Brennstäbe beherbergten. Spätestens mit der Wiederherstellung der Stromversorgung kehrte ein Teil der Normalität zurück, mit der das Personal vor dem Unglück vertraut war. Die Kühlung schien sich zu stabilisieren, sodass die Reaktoren zu ihrem Normalzustand fanden, auch wenn dieser Prozess von langer Dauer geprägt war. Die Kühlkreisläufe ließen sich andererseits nicht instand setzen, da das radioaktiv kontaminierte Wasser eine Wiederinbetriebnahme der Turbinen nicht zuließ. Die externe Kühlung mit Meer- und Süßwasser wurde deshalb zur Routine.

Der Austritt von kontaminiertem Wasser in den Pazifik beschäftigte TEPCO für einige Wochen, da nicht nur Flora und Fauna davon betroffen, sondern die komplette Schifffahrt um Japan gefährdet war. Erst Anfang Mai wurde man diesem Problem habhaft, in dem Austrittsstellen mit Beton versiegelt und große Wassermengen abgepumpt wurden. Ab Juni wurden die Schäden an den Reaktoren überschaubar. Mittels Computersimulationen konnte errechnet werden, dass alle drei Druckbehälter einen sogenannten „melt-through“ erfahren haben. Dies bedeutet, dass Teile des geschmolzenen Reaktorkerns den Druckbehälter durchbrochen haben, aber vom Sicherheitsbehälter so weit wie möglich aufgehalten wurden. Nach einem weiteren Monat konnte schließlich eine Wasser-Dekontaminationsanlage in Betrieb genommen werden. Dadurch kam man dem Ziel zur Wiederherstellung der Kühlkreisläufe erheblich näher.

Die Reaktoren 1 bis 4 am 16. März 2011 um 9.45 Uhr Ortszeit. (Copyright © Digital Globe, Lizenz: CC BY-SA 3.0)

Im September 2011 kehrte die Normalität in Tohoku allmählich zurück. Die Evakuierungsgrenzen wurden aufgehoben und erste Baumaßnahmen zur Abwehr der Meereskontamination wurden geplant, während sich die Reaktoren 1 bis 3 bei einer stabilen Temperatur von 100°C einfanden. Wenige Wochen später wurde eine Hülle für das Reaktorgebäude 1 fertiggestellt, um die radioaktive Emission um 90 Prozent zu mindern. Zum Ende des Jahres 2011 wurde der „cold shutdown“ bestätigt. Sämtliche Unglücksreaktoren von Fukushima I konnten auf eine Temperatur von stabilen 100°C heruntergekühlt werden. Außerdem bestätigt TEPCO erstmals den Eintritt der Kernschmelzen in allen drei Reaktoren. In Block 1 konnte sich die radioaktive Masse mehr als einen halben Meter in den Beton des 10-Meter-starken Sicherheitsbehälters fressen. Kurz vor der Bestätigung erhielten Journalisten erstmals Zugang zu dem Komplex.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mittels erhöhter Sicherheitsvorkehrungen, auf die wir zu Anfang dieser Analyse zu sprechen kamen, die meisten Schäden hätten vermieden werden können. Der Tsunami machte den Großteil der Sicherheitsvorkehrungen zunichte, unterbrach den bitter notwendigen Stromkreislauf zur Stabilisierung der Kühlung und löste deshalb auf indirektem Wege die Kernschmelze aus. Als Ursache geht also ein Naturphänomen hervor, dem sich Japan seit Jahrhunderten bewusst ist. Dieses Urteil fällen nicht nur wir, es ging auch aus der Auswertung diverser Expertenkommissionen hervor, die den Energiekonzern TEPCO hart kritisierten. Die IAEO veröffentlichte einen Bericht, der die Vorgehensweise, das Krisenmanagement und die Informationspolitik des Konzerns bemängelte. Aufgeführt wurden unter anderem die Unterschätzung des Tsunamirisikos, fehlende Notfallausrüstung und -planung, sowie die unzureichende Sicherheitsauslegung der Reaktoren und Betriebsvorgänge.

Nach einer Erklärung der japanischen Regierung vom 20. März 2011 sollte das Kraftwerk ganz aufgegeben werden, doch lagen bereits Pläne vor, zwei weitere Reaktorblöcke zu errichten. Nach der Katastrophe wurde dieses Vorhaben jedoch verworfen. Auch wenn die Reaktorblöcke 5 und 6 noch funktionsfähig sind, möchte die japanische Regierung das Kernkraftwerk Fukushima I vollständig stilllegen. Bis 2040 sollen die Blöcke 1 bis 4 abgerissen werden.

Weitere Quellen: physikblog.eu

Atomenergie & Japan – Teil 1: Geschichte und Funktionweise von Kernkraftwerken

„Verstehen um zu Urteilen“ lautet die Devise unseres dreiteiligen Artikels, der bis zum Ende der Woche das umstrittene Thema Kernkraft in Japan analysiert. Nahezu ein Jahr ist nach der Katastrophe des 11. März 2011 vergangen. Ein Jahr, um Ereignisse und Fakten zu ordnen, Pläne zu hinterfragen und Bezug auf die Gegenwart zu nehmen. Doch um diese Schritte zu unternehmen, wollen wir die Geschehnisse rekapitulieren und ein gemeinsames Verständnis, sowie die Grundlage für weitere Diskussionen erzeugen. Der erste Teil dieses Artikels bildet daher die Grundlage: Was ist Kernkraft und worin bestehen die Risiken?

Das Atomkraftwerk bei Grohnde in Niedersachsen. Zu sehen sind die beiden typischen Merkmale eines DRW: Die beiden Kühltürme und der kuppelartige Bau, der den Reaktor birgt. (Copyright © Heinz-Josef Lücking, Lizenz: CC BY-SA 3.0)

Geschichte und Nutznießer der Kernkraft
Kernenergie – ein Begriff, der mit dem Atomunfall von Tschernobyl (1986) und spätestens seit der Katastrophe von Fukushima (2011) in unserer Gesellschaft heftig diskutiert wird. Risiko- und Nutzenanalysen von Experten stehen im klaren Kontrast zu den Befürchtungen potentieller Opfer, die sich im Angesicht dieser hoch riskanten Technologie nicht sicher glauben. Die Wahrscheinlichkeit eines Störfalls ist prozentual so gering, dass er gerne vernachlässigt wird. So minimal, das Akteure aus Wirtschaft und Politik das geringe Schadenspotential nur allzu gern als Vorteil verkaufen. Doch setzt der Störfall fern jeglicher Analysen und Vorausberechnungen ein, ist die Katastrophe vorprogrammiert.

Der erste Atommeiler zur Erzeugung elektrischer Energie nahm 1954 mit dem Kernkraftwerk Obninsk nahe Moskau seinen Betrieb auf. Darauf sprossen global bis hin zu den 1960ern weitere Kernkraftwerke aus dem Boden, um in das lokale Stromnetzwerk eingespeist zu werden und den Hunger der Länder nach Energie zu befriedigen. Der Ölschock von 1973 – die künstliche Teuerung des Ölpreises – übernahm die Rolle des Katalysators zum Bau weiterer Kraftwerke, um die Energieabhängigkeit der Nationen so weit wie möglich zu drosseln. Ergebnis dieses Kraftwerk-Booms war die beträchtliche Anzahl von weltweit mehr als 500 Kernkraftwerken, von denen heute laut Statistiken der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEO) noch über 430 in Betrieb sind. Davon sind die USA gegenwärtig die größten Nutznießer mit über 104 Kernreaktoren, während in Europa Frankreich die Spitze aktuell genutzter Kernkraftwerke (58) erklimmt und Japan vor der Katastrophe bereits die Marke von 50 nutzbaren Kraftwerken erreicht hatte.

Grafische Übersicht der weltweit geplanten Nutzung von Atomkraftwerken (2009)

Selbstverständlich finden sich Vor- und Nachteile für diese Technologie, denn ohne sie wäre eine Diskussion über Jahrzehnte gar nicht möglich. Der Leitgedanke, der Wirtschaft und Politik Hand in Hand gehen lässt, ist die rentable, kostengünstige Bereitstellung großer Massen elektrischer Energie auf verhältnismäßig kleinem Raum. All dies sind Fakten, die jedem Energiekonzern das Herz höher schlagen lässt, wenn es um die zukunftsträchtige Energieversorgung einer Nation geht. Dass ein Großteil dieser Pro-Argumente einfach widerlegt werden kann und oftmals von Beschönigungen angetrieben werden, versuchen Atomkraft-Gegner, die sich dem Umweltschutz und der Sicherheit vor katastrophalen Schäden verschrieben haben, zu beweisen. Unser Ziel soll es jedoch nicht sein, das Für- und Wider zu bewerten, sondern für die nötige Aufklärung zu sorgen. All unsere Leser, die sich mit dem Gegenargumenten näher auseinandersetzen wollen, verweisen wir daher auf das Dokument „Risiko Atomkraft“ – herausgegeben von keinem geringerem als der NGO Greenpeace.

Wirkungsweise und Arten von Kernreaktoren
Leitgedanke hinter jedem Kernkraftwerk ist die Nutzung des kontrollierten, radioaktiven Zerfalls von Atomen zur Umwandlung in thermische Energie, die wiederum durch das Zusammenspiel von Dampfturbinen und Generatoren in elektrische Energie umgewandelt wird. Hierzu werden Atomkerne gezielt durch die Hinzuführung von Neutronen angeregt, die zur Spaltung des Kerns führen. Diese Spaltung setzt neben radioaktiven Spaltprodukten enorme Energiemengen frei, die man sich durch die Kernreaktor-Technologie zunutze machen möchte. In großem Maßstab finden hierfür die sogenannten Brennstäbe Verwendung. Gefüllt mit Uran – einem Isotop mit für diese Reaktion günstigen Ausgangsbedingungen -, regen sich die einzelnen Brennstäbe untereinander durch deren Wechselwirkung und den Austausch von Neutronen an. Die erzeugte Wärmeenergie erhitzt das die Brennstäbe umgebende Wasser, das durch die hohen Temperaturen verdampft. Der Wasserdampf treibt Dampfturbinen an, die an Generatoren angeschlossen sind und der Erzeugung von Strom dienen. Das Wasser übernimmt dabei nicht nur die Rolle der Energieübertragung, sondern sorgt gleichermaßen für die nötige Kühlung des Systems.

Grafische Übersicht eines Siedewasserreaktors. (Copyright © Robert Steffens, Lizenz: CC BY-SA 3.0)

Um trotz der automatischen Kühlung potentiellen Störfällen vorzubeugen, wurde in allen Kernkraftwerke eine Vielzahl von Sicherungsmaßnahmen integriert. Diese wirken direkt auf die Neutronenaktivität ein und versuchen sie einzudämmen, sodass die Wechselwirkung der Brennstäbe zum Erliegen kommt. Bekannte Mittel sind etwa das Hinzufügen von Borsäure in das Kühlwasser oder das automatische Einfahren der sogenannten Steuerstäbe zwischen die Brennstäbe. Das eigentliche Risiko besteht darin, dass trotz der Unterbrechung der Kettenreaktion die Brennstäbe weiterhin Energie und damit Wärme produzieren. Eine kontinuierliche Kühlung ist deshalb unverzichtbar. Die Anfälligkeit eines Kernreaktors erklärt sich daher, dass für eine unablässige Kühlung Energie bereitstehen muss, um die Pumpen des Kühlsystems anzutreiben. Setzt die Kühlung aus, erhitzen sich die Brennstäbe auf eine derart hohe Temperatur, dass die Kühlflüssigkeit verdampft, sich das radioaktive Material regelrecht durch die Außenwände frisst und in Kontakt mit der Systemumwelt kommt. Es entsteht eine Kernschmelze, dicht gefolgt von dem gefürchteten „größten anzunehmenden Unfall“ (GAU), der sich durch die Überschreitung der angenommenen Folgen zum Super-GAU entwickeln kann. Die Katastrophe ist vorprogrammiert.

Angesichts der verfügbaren Technologien von Atomkraftwerken unterscheidet man in Leicht- und Schwerwasserreaktoren, Graphitreaktoren, Brutreaktoren und diverse Sondertypen. Jede Art birgt seine eigenen Vor- und Nachteile im Risiko eines Störfalls und der effizienten Nutzung des Spaltmaterials. Da für unsere Betrachtung nur Leichtwasserreaktoren in Frage kommen und dieser Typ die Mehrheit heutiger Kernkraftwerke ausmacht, gehen wir auf die übrigen Reaktortypen nicht weiter ein. Eine Übersicht ist bei Wikipedia zu finden.

Eine Wasserdampfturbine in Originalgröße, wie sie im Kühlsystem von Kernreaktoren Verwendung findet. (Copyright © Wittkowsky, Lizenz: CC BY-SA 3.0)

Der Leichtwasserreaktor trägt seinen Namen durch die Nutzung von normalem, leichtem Wasser, das in das Kühlsystem des Reaktors eingespeist wird. Dies macht die Nutzung von angereichertem Uran zur Förderung der Kernspaltung notwendig. Hierzu zählen der Siedewasserreaktor (SWR), als auch der Druckwasserreaktor (DWR). Der DWR wird bei den heutigen in Betrieb stehenden Reaktoren am häufigsten verwendet. In Europa und besonders Deutschland und Frankreich wurde er fast ausschließlich gebaut, während Japan von der SWR-Technologie profitieren möchte.

Der wichtigste Unterschied beider Reaktortypen besteht in der Wirkungsweise des Kühlsystems. Während beim Siedewasserreaktor das Wasser zum Antreiben der Turbinen mit den Brennstäben in Kontakt kommt und unter anderem die Reinigung der Turbinen erschwert, verfügt der Druckwasserreaktor über mehrere Wasserkreisläufe. Das durch die Brennstäbe erhitzte Wasser sorgt für die Erhitzung eines zweiten Wasserkreislaufs, der für das Antreiben der Turbinen genutzt wird. Somit wird der Kreislauf des mit Spaltprodukten belasteten Wassers klein gehalten, ohne durch das gesamte System zu strömen.

Ein weiterer Nachteil der Siedewasserreaktoren ist der Verbau der Steuerstäbe. Diese sitzen technisch bedingt zumeist am Boden des Reaktors und müssen bei einem Störfall durch Energiezufuhr zwischen die Brennstäbe geschoben werden. Bei einem Druckwasserreaktor wurde das Problem auf die Weise gelöst, dass die Steuerstäbe während des normalen Betriebsablaufs elektronisch über den Brennstäben arretiert sind. Kommt es zu einem Ausfall der Energieversorgung, unterbricht der Stromkreis und die Steuerstäbe fallen automatisch zwischen die Brennstäbe. Eine Weiterentwicklung des DWR stellt der Europäische Druckwasserreaktor (EWR) dar. Dieser ähnelt dem gängigen DWR, wurde jedoch auf die Gefahr einer Kernschmelze hin mit zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen wie der Integrierung einer Auffangwanne ausgestattet.

Die grafische Darstellung eines Druckwasserreaktors mit getrennten Wasserkreisläufen. (Copyright © San Jose, Lizenz: CC BY 3.0)

Mit dieser Erläuterung von Kernreaktoren hoffen wir, die nötige Basis geschaffen zu haben, um uns dem zweiten Teil unseres Artikels zu widmen: Ursache und Ablauf der Katastrophe von Fukushima Daiichi. Sollten Sie uns auf bestimmte Themen hinweisen wollen, bei unseren Ausführungen einen Fehler bemerkt oder gewisse Zusammenhänge näher erklärt haben, so stehen wir Ihnen unter fukushima247@googlemail.com gerne zur Verfügung. Alternativ können Sie auch ein Kommentar hinterlassen.

Quellen: IEAE | physikblog.eu