365 Tage Fukushima − GRS veröffentlicht Infobroschüre und Weiterleitungsnachricht zum Reaktorunfall

07.03.2012

„Fukushima Daiichi – Unfallablauf, radiologische Folgen“ lautet der Titel einer Informationsbroschüre, die die GRS anlässlich des ersten Jahrestages der Reaktorkatastrophe in Japan herausgibt. Ein Jahr nach dem Unfall ist der Ablauf in seinen wesentlichen Zügen bekannt. Viele Einzelheiten sind aber noch immer nicht eindeutig erklärbar. Die Broschüre gibt einen Überblick über den aktuellen Kenntnisstand. Der Fokus liegt dabei auf dem Ablauf des Unfalls, den radiologischen Folgen auf der Anlage und in der umgebenden Region sowie den Maßnahmen zur Bewältigung der Folgen.

Weiterleitungsnachricht

Im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) hat die GRS Anfang 2012 eine Weiterleitungsnachricht zu den Auswirkungen der Erdbeben an den japanischen Kernkraftwerksstandorten Fukushima Daiichi und Daini sowie Kashiwazaki-Kariwa (2007) erstellt, die 22 Empfehlungen für deutsche Anlagen enthält:

zur elektrischen Energieversorgung: u. a. die Sicherstellung der Stromversorgung bei einem sogenannten Station-Blackout für mindestens 10 Stunden, ein zusätzliches Notstromaggregat

zur Kühlwasserversorgung: u. a. eine eigenständige Nebenkühlwasserversorgung unabhängig von der auslegungsgemäß vorhandenen Kühlwasserentnahme, eine mobile Pumpe und Anschlüsse an Redundanzen des gesicherten Zwischenkühlkreises zur Kern- und Brennelementlagerbeckenkühlung, bei Druckwasserreaktoren die Möglichkeit einer unabhängigen Bespeisung des Reaktordruckbehälters mit boriertem Wasser 

zu Notfallschutzaspekten: u. a. Maßnahmen am System zur gefilterten Druckentlastung des Sicherheitsbehälters, Überprüfung, ob Wasserstoffansammlungen außerhalb des Sicherheitsbehälters möglich sind, Einrichtungen als Notfallmaßnahme zur Kühlung der Brennelementlagerbecken

zu Brandschutzaspekten: u. a. Überprüfung des Konzepts zur Brandbekämpfung, Erdbebenauslegung von Feuerlöscheinrichtungen

zur Erdbebenauslegung: u. a. Überprüfung des Bemessungserdbebens und ggf. der Nachweise zur Erdbebenauslegung

Weiterleitungsnachrichten (WL) werden von der GRS im Auftrag des BMU verfasst, wenn es in einer in- oder ausländischen kerntechnischen Anlage zu einem Ereignis mit sicherheitstechnischer Bedeutung kommt und die daraus gewonnenen Betriebserfahrungen für den sicheren Betrieb deutscher Anlagen von Interesse sein können.
Landkarte Japans mit Siedewasserreaktoren (SWR) und Druckwasserreaktoren (DWR) in Betrieb
Der Unfall in Kürze

Das Erdbeben. Japan, 11. März 2011, 14:46 Ortszeit: Das schwerste Erdbeben seit Beginn der japanischen Aufzeichnungen erschüttert die Hautpinsel Honshū. Die sechs Reaktorblöcke des Kernkraftwerks Fukushima Daiichi schalten sich automatisch ab. Als die Anlage durch die Schäden des Erbebens vom Stromnetz abgetrennt wird, laufen zunächst die Notstromdiesel an.

Der Tsunami. Etwa eine Stunde später erreicht ein durch das Beben ausgelöster Tsunami das unmittelbar an der Küste gelegene Kernkraftwerk. Er zerstört den größten Teil der Notstromversorgung so stark, dass in vier der sechs Blöcke der Strom bis auf geringe Batteriereserven komplett ausfällt. Die fehlende Stromversorgung, die ebenfalls durch den Tsunami verursachte Zerstörung des sogenannten Nebenkühlwassersystems und der nachfolgende Ausfall weiterer Systeme führen letztlich dazu, dass die Reaktoren nicht mehr gekühlt werden können.

Blick in den Reaktorblock 4 (Quelle: TEPCO)Kernschmelzen in den Blöcken 1 bis 3. In der Folge werden die Reaktorkerne schwer beschädigt, es kommt zu mehreren Wasserstoffexplosionen und erhebliche Mengen radioaktiver Stoffe gelangen in die Umwelt. Das tatsächliche Ausmaß der Kernschäden kann nur auf der Grundlage von Simulationsrechnungen und Rückschlüssen aus den beobachteten Freisetzungen von Spaltprodukten und den Explosionen abgeschätzt werden. Mittlerweile wird davon ausgegangen, dass der Reaktorkern in Block 1 vollständig geschmolzen und die Schmelze mindestens teilweise aus dem Reaktordruckbehälter in das umgebende Containment ausgetreten ist. Die möglichen Szenarien für die Blöcke 2 und 3 reichen von einer teilweisen bis hin zu einer vollständigen Kernschmelze mit Leckagen an den Reaktordruckbehältern.

Freisetzung radioaktiver Stoffe. Die massiven Freisetzungen radioaktiver Stoffe in die Luft führten zu großflächigen Kontaminationen der Region um den Standort, weit über 100.000 Menschen waren von Evakuierungen und Empfehlungen zum Verlassen ihrer Wohnorte betroffen. Vor allem im April 2011 gelangten zusätzlich große Mengen von zum Teil hochkontaminiertem Wasser in den Pazifik. Die Gesamtmenge der freigesetzten radioaktiven Stoffe kann nur auf der Basis von Rechnungen und Analysen abgeschätzt werden. Die japanische Aufsichtsbehörde NISA ordnete das Reaktorunglück wegen der Menge der in die Umwelt gelangten Radionuklide schließlich auf der höchsten INES -Stufe 7 als „katastrophalen Unfall“ ein.

Aktuelle Lage am Standort
Kühlung der Reaktoren und Abklingbecken. Im Lauf der letzten Monate konnte die Kühlung der Reaktoren stabilisiert und die Temperatur im Inneren deutlich unter 100 Grad Celsius abgesenkt werden. Bei der Kühlung entstehen nach wie vor große Mengen an kontaminiertem Wasser, das über Leckagen aus den Reaktorgebäuden in die unteren Bereiche der angrenzenden Maschinenhäuser gelangt. Von dort wird das Wasser abgepumpt. In einer nach dem Unfall errichteten Aufbereitungsanlage wird dem Wasser ein Teil der Radionuklide entzogen. Ein Teil des so behandelten Wassers wird wieder in die Reaktoren geleitet, der Rest in Tanks auf dem Gelände gelagert. Die Kühlung der Abklingbecken der einzelnen Blöcke erfolgt seit Mitte 2011 über geschlossene Kühlkreisläufe.

Die Kühlung der Reaktoren und Abklingbecken muss noch längere Zeit sichergestellt werden, um erneute Freisetzungen von größeren Mengen radioaktiver Stoffe in die Umwelt zu verhindern.

Radiologische Situation. Radioaktive Stoffe gelangen auch weiterhin aus den Reaktorblöcken in die Umwelt, allerdings in erheblich geringerem Umfang als in den ersten Wochen und Monaten nach dem Unfall. Der Betreiber TEPCO analysiert regelmäßig Luftproben und veröffentlicht die Ergebnisse. Auf Grundlage der Messwerte aus jüngerer Zeit hat TEPCO abgeschätzt, dass ein Mensch, der sich ein Jahr lang ununterbrochen an der Grenze des Anlagengeländes aufhält, durch die aktuellen Freisetzungen einer zusätzlichen Strahlenexposition von etwa 0,1 Millisievert pro Jahr ausgesetzt wäre.

Die Zukunft des Kernkraftwerks Fukushima Daiichi: Einhausung und Stilllegung
Langfristiges Ziel des Betreibers ist es, die Reaktorblöcke in Fukushima Daiichi stillzulegen. Für den vollständigen Rückbau der Blöcke 1 bis 4 rechnet TEPCO mit einer Zeitspanne von 30 bis 40 Jahren.

Bau der Einhausung des Block 1 (Quelle: TEPCO)Neben der weiteren Kühlung des Kernbrennstoffs besteht eine wesentliche Aufgabe darin, die radioaktiven Stoffe zurückzuhalten. Die Rückhaltung der radioaktiven Stoffe soll unter anderem durch sogenannte Einhausungen erfolgen, die über den Blöcken 2 und 3 errichtet werden sollen. Eine vergleichbare Umhüllung wurde bereits im Oktober 2011 um Block 1 errichtet.

Der erste Schritt hin zu einem Rückbau der Anlagen soll im Lauf der nächsten Jahre mit der Entnahme der Brennelemente aus den Abklingbecken erfolgen. Langfristig soll dann der Kernbrennstoff aus den Reaktoren geborgen werden, bevor der eigentliche Rückbau der Blöcke 1 bis 4 beginnt.

Arbeiten der GRS zu Fukushima: Forschung und fachlicher Austausch
Die GRS befasst sich derzeit in mehreren Forschungsvorhaben mit den Ereignissen in Fukushima. Erste Ergebnisse eines Vorhabens für das Bundesumweltministerium sind in dem Zwischenbericht Der Unfall in Fukushima - Zwischenbericht zu den Abläufen in den Kernkraftwerken nach dem Erdbeben vom 11. März 2011 zusammengefasst.

Ihre Arbeiten und Forschungsergebnisse zu Fukushima stellte die GRS 2012 auf verschiedenen Fachveranstaltungen zur Diskussion. Auch das GRS Fachgespräch  (2. - 3. Juli 2012) widmete sich dem Reaktorunfall und seinen Folgen.

Weitere Informationen der GRS zu Fukushima

GRS-Zwischenbericht „Der Unfall in Fukushima“

Fukushima-Portal der GRS
Arbeiten der GRS zu Fukushima