Fukushima

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Am 11. März 2011 ereignete sich am japanischen Kernkraftwerksstandort Fukushima Daiichi der schwerste Reaktorunfall seit Tschernobyl (INES Stufe 7). Die GRS war und ist seit diesem Tag in vielfältiger Weise mit dem Unfall und seiner wissenschaftlichen Aufarbeitung befasst.

Einsatz des GRS-NotfallzentrumsFoto aus dem laufenden Betrieb des GRS-Notfallzentrums während des Unfalls am Standort Fukushima Daiichi, aufgenommen am 18. März 2011 (Quelle: dpa).
Bereits wenige Stunden nach Beginn des Unfalls nahm das Notfallzentrum der GRS seine Arbeit auf. Als Gutachterorganisation des Bundes hält die GRS im Auftrag des Bundesumweltministeriums (BMUB) ständig ein Team von Experten unterschiedlicher Fachrichtungen bereit, das bei schweren nuklearen Stör- oder Unfällen Informationen über das Ereignis sammelt, auswertet und Prognosen über mögliche Entwicklungen erstellt.

Vom Mittag des 11. März bis Anfang Juli 2011 erstellte das Team des Notfallzentrums für das BMUB über 200 Lageberichte zur Situation am Standort Fukushima. Diese Lageberichte stellte die GRS im Auftrag des BMUB auch der Öffentlichkeit zur Verfügung – zunächst auf ihrer Webseite und später im Fukushima-Informationsportal, das sie bis Februar 2015 betrieben hat.

Fachliche Unterstützung bei „Stresstests“
Am 17. März 2011 hat das Bundesumweltministerium (BMUB) die Reaktor-Sicherheitskommission (RSK) in Abstimmung mit den Ländern damit beauftragt, eine anlagenspezifische Sicherheitsüberprüfung („Stresstest“) für alle deutschen Kernkraftwerke (KKW) durchzuführen. Ziel dieser Überprüfung war es, unter Berücksichtigung der Ereignisse in Fukushima zu untersuchen, wie robust die Auslegung der KKW und die geplanten Notfallmaßnahmen gegen erhöhte Einwirkungen sind, die nicht in der Auslegung unterstellt wurden. Zur Unterstützung der RSK hat die GRS federführend gemeinsam mit weiteren Fach- und Gutachterorganisationen (TÜV Nord, TÜV Süd, Öko-Institut, Physikerbüro Bremen, EnergieSystemeNord, Stangenberg & Partner) die erforderlichen Prüfungen organisiert und anhand eines Anforderungskatalogs der RSK durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Prüfungen wurden durch die RSK bewertet. Der Abschlussbericht der RSK ist hier verfügbar.

Darüber hinaus hat die GRS das BMUB ab Mai 2011 bei der Vorbereitung und Erstellung des Länderberichts (Country Specific Report) zum sog. European Stress Test unterstützt. Am 24. Mai 2011 hatte die EU beschlossen, dass alle EU Mitgliedsländer ihre Kernkraftwerke einem solchen Stresstest unterziehen, der durch die ENSREG (European Nuclear Safety Regulators Group) organisiert wurde. Die Länderberichte der teilnehmenden Staaten wurden anschließend einer Prüfung (dem sog. Review) durch Experten anderer Nationen unterzogen. Aufbauend auf den Ergebnissen des Stresstests wurde der „ENSREG Action Plan“ und ein System mit Peer Reviews zur Verfolgung der Umsetzung der Ergebnisse in den einzelnen Ländern aufgestellt. Eine umfassende Dokumentation des Europäischen Stresstests einschließlich aller Länderberichte ist hier zu finden.

Weiterleitungsnachricht
Im Auftrag des Bundesumweltministeriums hat die GRS Anfang 2012 die Weiterleitungsnachricht zu den Auswirkungen der Erdbeben an den japanischen Kernkraftwerksstandorten Fukushima Daiichi und Daini sowie Kashiwazaki-Kariwa erstellt. Weiterleitungsnachrichten werden von der GRS 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. Die Weiterleitungsnachricht zum Unfall in Fukushima enthält insgesamt 22 Empfehlungen für deutsche Anlagen, u. a. zur Versorgung mit Elektrizität und Kühlwasser, zur Erdbebenauslegung und zu Aspekten des Notfall- und des Brandschutzes.

Die Empfehlungen der GRS und die Empfehlungen, die die RSK auf der Grundlage des nationalen Stresstests zur Verbesserung der Robustheit der deutschen KKW formuliert hat, bilden die Grundlage für den nationalen Aktionsplan des Bundesumweltministeriums. In dem jährlich aktualisierten Aktionsplan wird der Stand der Umsetzungen der einzelnen technischen und organisatorischen Maßnahmen für jedes KKW dargestellt.

Nationale Forschungsprojekte
Seit dem Jahr 2011 untersucht die GRS, neben ihren weiteren Tätigkeiten, in mehreren Forschungsvorhaben vielfältige Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Unfall in Fukushima. Auf nationaler Ebene werden diese Projekte vom Bundesumweltministerium (BMUB) und dem Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) finanziert.

BMUB. So hat die GRS im Auftrag des BMUB die Unfallabläufe im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi anhand aller verfügbaren Informationen möglichst detailliert nachvollzogen. Durch thermohydraulische Analysen mit Hilfe des GRS-Codesystems ATHLET-CD/COCOSYS, die sich auf die Vorgänge in den Blöcken 2 und 3 konzentrierten, konnten jeweils zusätzliche Einblicke z. B. hinsichtlich der Kernzerstörung und der Zustände im Sicherheitsbehälter während der ersten Tage des Unfallablaufs gewonnen werden. Vertiefte Untersuchungen wurden unter anderem auch zu Themenfeldern wie naturbedingte Einwirkungen von außen, elektrische Energieversorgung oder organisatorische Maßnahmen durchgeführt. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass eine Umsetzung der meisten aus dem Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse bereits im Rahmen der vorgenannten GRS-Weiterleitungsnachricht angestoßen wurde. Der Abschlussbericht zu diesem Vorhaben steht hier zum Download zur Verfügung.

BMWi. In mehreren durch das BMWi geförderten Forschungsvorhaben werden die Simulationsprogramme der GRS im Hinblick auf verschiedene Aspekte des Unfallgeschehens angewendet bzw. weiterentwickelt. Dies betrifft beispielsweise die Anpassung von Analysemethoden und -programmen im Hinblick auf die Untersuchung der Beanspruchung von Bauteilen und Materialien durch mehrfache Erdbeben, wie sie in Fukushima aufgetreten sind. 
Die Analysen der Unfallabläufe in den Blöcken 2 und 3 in Fukushima im Rahmen des vorgenannten BMUB-Vorhabens und Erkenntnisse aus experimentellen Forschungsvorhaben zeigten Bedarf für weitere Entwicklungsarbeiten an Modellen im GRS-Codesystems ATHLET-CD/COCOSYS auf. Ein Teil dieser Arbeiten wurde bereits abgeschlossen (vgl. Bericht zu COCOSYS); weitere Aspekte fließen in die kontinuierliche Weiterentwicklung dieser Codes ein. 
Ein weiteres Vorhaben beinhaltet u. a. die Anwendung und Entwicklung von Rechenmethoden, mit denen das radioaktive Inventar in Reaktorkern und Abklingbecken von Siedewasserreaktoren berechnet werden kann. Da anfänglich vermutet wurde, dass es auch in Abklingbecken einiger Anlagen in Fukushima zu Unfallabläufen mit Zerstörung von Brennelementen gekommen sein kann, wurden Analysen hinsichtlich derartiger Ereignisse und einer Übertragbarkeit auf deutsche Anlagen vorgenommen.

Forschungsarbeiten im Rahmen der OECD/NEA
Gefördert mit Mitteln des BMUB und des BMWi beteiligt sich die GRS seit November 2012 an dem von der Nuclear Energy Agency der OECD (OECD/NEA) initiierten Projekt „Benchmark Study of the Accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station” (BSAF). Zielsetzung der Analysen der Partner aus jetzt zehn Ländern ist es, detaillierte Erkenntnisse zum Unfallablauf in Fukushima zu erhalten, mit dem die beteiligten japanischen Organisationen bei der Vorbereitung des Rückbaus der Anlagen unterstützt werden können. Darüber hinaus dienen die Erkenntnisse aus dem Vergleich der Analysen mit verschiedenen Codes, deren Verbesserung und der Vertiefung des Verständnisses der aufgetretenen Unfallphänomene. Die Arbeiten in der Phase 1 des Projekts, die Ende 2014 abgeschlossen wurde, fokussierten sich auf die Phänomene der Kernzerstörung in den Reaktordruckbehältern und den Auswirkungen auf die Containments der Blöcke 1 bis 3 während der ersten sechs Tage des Unfalls. Seit April 2015 läuft die Phase 2 des Projekts für weitere 3 Jahre. Die Zielsetzung sieht vor, die Analysen um das Verhalten der während des Unfalls freigesetzten radioaktiven Spaltprodukte innerhalb und außerhalb des Containments zu erweitern und den Analysezeitraum auf die ersten drei Wochen des Unfalls zu erweitern. Die Ergebnisse des BSAF-Projekts werden durch die OECD/NEA veröffentlicht.

Darüber hinaus beteiligen sich Fachleute der GRS an den der „Senior Expert Group on Safety Research Opportunities Post-Fukushima“  der OECD/NEA. Aufgabe dieser Arbeitsgruppe ist es, in Auswertung der Ereignisse aus Fukushima Forschungsbedarf und offene sicherheitstechnische Fragestellungen zu identifizieren. Außerdem sollen Vorschläge für mögliche Untersuchungen (z. B. Entnahme von Proben des geschmolzenen Kernmaterials) im Rahmen des Rückbaus der Anlagen in Fukushima erarbeitet werden, mit denen bestehende Wissenslücken im Hinblick auf den Unfallablauf geschlossen werden können.

Mitarbeit an IAEO-Bericht
Neben ihren eigenen Forschungstätigkeiten hat sich die GRS im Auftrag des Bundesumweltministeriums an der Erarbeitung des Berichts „The Fukushima Daiichi Accident“ der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEO) beteiligt. Bestehend aus dem „IAEA Director General´s Report“ und fünf Fachbänden bietet der im August 2015 veröffentlichte Bericht die derzeit umfassendste Zusammenfassung der Erkenntnisse zu Ursachen, Ablauf und Folgen des Unfalls.

Berichtsreihe für die interessierte Öffentlichkeit

Für die interessierte Öffentlichkeit hat die GRS außerdem den Bericht „Fukushima Daiichi 11. März 2011 – Unfallablauf, radiologische Folgen“ herausgegeben.
Der Bericht, der zum fünften Jahrestag des Unfalls in einer fünften, vollständig überarbeiteten Auflage veröffentlicht wurde, bietet einen Überblick über den
bis Anfang 2016 erreichten Kenntnisstand zu Ablauf und Ursachen des Unfalls, seinen radiologischen Konsequenzen und den Arbeiten, die seit 2011 auf dem
Anlagengelände durchgeführt wurden.

Fortlaufende Berichterstattung
Auf ihrer Website und ihrem Twitter-Kanal berichtet die GRS fortlaufend über aktuelle Entwicklungen am Standort Fukushima und Erkenntnisse zu dem Unfall und seinen Folgen. Dazu gibt sie wöchentlich den „Überblick zur radiologischen Situation am Standort Fukushima Daiichi“ mit Informationen und Weblinks zu aktuellen Messwerten von Ortsdosisleistungen und Kontaminationen heraus.

(Stand: März 2016)