Tschernobyl Geschichte

Durch die Reaktorexplosion in Tschernobyl, der bisher grössten industriellen Katastrophe der Menschheit, wurde in der Nacht vom 25. auf den 26. April 1986 einhundert mal mehr Radioaktivität freigesetzt als bei Atombombenabwürfen. Ausser der unmittelbaren Umgebung des Reaktors- einem Gebiet mit einem Radius von etwa 30 Kilometern- wurden vor allem in Belarus Weissrussland), Russland und der Ukraine große Landstriche radioaktiv verseucht.

Standort des Kernkraftwerks Tschernobyl (Ukraine)

Das Kernkraftwerk Tschernobyl liegt im weissrussisch-ukrainischen Grenzgebiet am Ufer des Flusses Pripyat in einem sumpfigen Waldgebiet. Vier Kilometer entfernt vom Reaktorkomplex liegt die eigens für die Beschäftigten angelegte Stadt Pripjat. Dort lebten zum Zeitpunkt des Unfalls 45 000 Menschen. Insgesamt lagen in einem Radius von 30 Kilometern um den Reaktor 76 Siedlungen. 100 Kilometer südlich des Reaktorkomplexes liegt Kiew, die Hauptstadt der Ukraine. (1.0, 1.1)

mit freundlicher Genehmigung www.chernobyl.info
1.0 Informationskreis Kernenergie: Der Reaktorunfall, Bonn, 1996, S. 1 ff. (vergriffen), nachzulesen auf http://www.tschernobylhilfe.ffb.org
1.1 Botsch, Wolfgang: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Einwohnern kontaminierter
Ortschaften der nördlichen Ukraine, Universität Hannover, 2000, S. 11

Die Reaktoranlage

Am Standort des Atomkraftwerks Tschernobyl waren 1986 vier Reaktorblöcke in Betrieb und zwei weitere in Bau. Die Blöcke 1 und 2 gingen 1977 bzw. 1978 in Betrieb, die Blöcke 3 und 4 wurden 1981 bzw. 1984 ans Netz geschaltet. An den Blöcken 5 und 6 wurde noch gebaut und sie sollten 1986 und 1988 in Betrieb gehen.

Die Blöcke sind vom Typ eines Graphitmoderierten Druckröhren-Siedewasserreaktors (RBMK-1000), mit einer elektr. Leistung von je 1.000 MW. Das Reaktordesign weist zwei Kühlmittelkreisläufe auf welche die Wärme von jeweils einer Reaktorhälfte abführen. Kernreaktoren dieses Typs wurden ausschliesslich auf dem Gebiet der ehemaligen UdSSR gebaut und betrieben. Die etwa 1700 Brennstäbe befinden sich jeweils in einer eigenen Druckröhre und nicht, wie in anderen Kernreaktoren üblich, in einem grossen Druckbehälter. Jeder Brennstoffkanal erzeugt Dampf, der in einem Direktkreislauf die Turbinen speist, welche den Generator antreiben und somit Strom erzeugen. Um die Kettenreaktionen steuern zu können sind ausserdem noch sehr viele Regelstäbe notwendig . Werden die Regelstäbe komplett eingefahren, stoppen sie die Kettenreaktion, da sie Neutronen absorbieren. Die Kettenreaktionen werden von einem massiven Graphitblock moderiert, das heisst, die bei der Kernspaltung frei werdenden Neutronen werden vom Graphit auf eine Geschwindigkeit abgebremst, die es ihnen ermöglicht, weitere Kerne zu spalten. Die RBMK-Reaktoren sind stark überaktiv ausgelegt (sie haben einen positiven “Void-Koeffizienten”), das heisst, dass die Kettenreaktionen sich beschleunigen, wenn Kühlwasser verloren geht. Dieser Effekt war die Ursache für den Reaktorunfall in Tschernobyl. Westliche Kernkraftwerke müssen einen negativen Void-Koeffizienten aufweisen, was bedeutet, dass die Kettenreaktion automatisch zum Erliegen kommt, wenn Kühlwasser verloren geht.

Die Reaktoranlagen von Tschernobyl sind heute alle stillgelegt:
Oktober 1991 – Stilllegung von Block 2, nach einem Brand
November 1996 – Stilllegung von Block 1
Dezember 2000 – Stilllegung von Block 3

Der Reaktorunfall

Der Unfall im Block 4 des Kernkraftwerkes ereignete sich während eines Tests in der Nacht vom 25. auf den 26. April 1986, bei dem geprüft werden sollte, ob man bei einem Stromausfall die Rotationsenergie der Turbinen noch übergangsweise zur Stromerzeugung nutzen kann, bis die Notstromaggregate hoch gelaufen sind. Die Katastrophe ist im Wesentlichen auf die Systemschwächen und eine Kette von falschen Entscheidungen und verbotenen Eingriffen der Bedienungsmannschaft während des Experimentes zurück- zuführen. Um ggf. eine Wiederholung des Versuches zu ermöglichen wurden Schnell- abschaltsignale überbrückt. Durch das Experiment verringert sich der Kühlmitteldurchsatz und damit die Kühlung des Reaktorkerns. Der Reaktor reagiert mit einem steilen Leistungs- anstieg, im Kern entsteht immer mehr Wasserdampf.

Der Schichtleiter löste zwar noch die Reaktorschnellabschaltung von Hand aus, aber der Anstieg der Reaktorleistung kann wegen der zu geringen Einfahrgeschwindigkeit der Regelstäbe nicht mehr gebremst werden.

Am 26. April 1986, 1 Uhr, 23 Minuten, 40 Sekunden, kommt es zum so genannten GAU (grösster anzunehmende Unfall), es ist der bisher schwerste Reaktorunfall weltweit. Die Reaktorleistung steigt auf ein vielfaches ihrer Nennleistung. Durch die starke Überhitzung des Brennstoffs bersten die Brennstäbe, es kommt zu einer heftigen Brennstoff/ Wasserreaktion mit stossartigem Druckaufbau und als Konsequenz zu einer Zerstörung grösserer Kernbereiche, der Zerstörung des Reaktorgebäudes und grosse Teile der Anlage werden in Brand gesetzt. Während dieser Zerstörungsphase werden mehrere Tonnen hochradioaktives Material freigesetzt. Die Freisetzung dauerte 10 Tage mit sich ständig ändernden Windrichtungen und Wetterverhätnissen. Durch den Graphit- brand wurden die radioaktiven Partikel hoch in die Atmosphäre getragen bevor sie sich durch lokal unterschiedliche Regenfälle verteilt wurden.
Durch die unmittelbar einsetzende Brandbekämpfung gelang es, die Brände ausserhalb des Reaktorgebäudes und am Maschinenhaus innerhalb weniger Stunden zu löschen. Um den Brand innerhalb des Reaktorgebäudes zu ersticken und zur Eindämmung der Unfallfolgen wurde der Block 4 in den folgenden Tagen aus der Luft mit Bor, Blei, Sand und Lehm zugeschüttet. Gleichzeitig wurde eine Stickstoffanlage zur Kühlung des Reaktors installiert. Ende Juni war eine kühlbare Betonplatte unter dem Reaktorfundament eingezogen, um ein zuerst nicht auszuschliessendes Durchschmelzen in den Untergrund sicher zu verhindern. Bis zum November 1986 wurde der Reaktorblock 4 unter meterdickem Beton – Sarkophag genannt – begraben.

Quelle: Tschernobyl Hilfe DE http://www.tschernobyl-hilfe.de/Weissrussland/Tschernobyl/tschernobyl.htm

Funktionsprinzip des Unglücksreaktor IV in Tschernobyl

Der Reaktorblock IV gehörte zum Bautyp des grafitmoderierten Siedewasserreaktors. Bei diesem Reaktortyp werden die bei jeder Kernspaltung von Uran 235 entstehenden Neutronen durch Grafit abgebremst (moderiert). Die Neutronen werden dadurch so langsam, dass sie die Kettenreaktion der Kernspaltung in Gang halten können. Die durch die Kernspaltung gewonnene Wärme bringt bei diesem Reaktortyp Wasser zum Sieden. Der dabei entstehende Dampf treibt die Turbine des Kraftwerks an.

Westliche Kernenergieexperten kritisieren an diesem Reaktortyp vor allem die fehlende Schutzhülle (Containment) und die grossen Mengen an brennbarem Grafit im Kernbereich des Reaktors. (Siehe dazu Querschnittgrafik durch einen Reaktor vom Typ grafitmoderierter Siedewasserreaktor) (1.2, 1.3)

Westliche Kernenergieexperten kritisieren an diesem Reaktortyp vor allem die fehlende Schutzhülle (Containment) und die grossen Mengen an brennbarem Grafit im Kernbereich des Reaktors. (Siehe dazu Querschnittgrafik durch einen Reaktor vom Typ grafitmoderierter Siedewasserreaktor)

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1.2 Botsch, Wolfgang: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Einwohnern kontaminierter Ortschaften der nördlichen Ukraine, Universität Hannover, 2000, S. 3/4
1.3 Katalyse e. V. Das Umweltlexikon, Institut für angewandte Umweltforschung, Köln, 1993, S. 367

Ablauf des Unfalls

Der Unfall im Block IV des Kernkraftwerks Tschernobyl ereignete sich in der Nacht vom 25. auf den 26. April 1986 während eines Tests. Die Betriebsmannschaft sollte prüfen, ob die Turbine bei einem Stromausfall – ehe die Notstromaggregate anspringen – noch genügend Restenergie für die Kühlwasserpumpen liefern.

Um den Probelauf des Reaktors nicht zu unterbrechen, wurden die Sicherheitssysteme mit Absicht ausser Funktion gesetzt. Für den Test musste der Reaktor auf 25 Prozent seiner Leistung heruntergefahren werden. Dieser Vorgang verlief nicht nach Plan: Die Leistung des Reaktors sank aus bisher ungeklärten Gründen auf unter 1 Prozent. Der Reaktor musste wieder langsam hochgefahren werden. Doch 30 Sekunden nach Testbeginn wuchs die Leistung plötzlich schlagartig an. Die Notabschaltung (Abbruch der Kettenreaktion) des Reaktors misslang (1.4)

In Sekundenbruchteilen stiegen Leistung und Temperatur um ein Vielfaches. Der Reaktor geriet ausser Kontrolle. Es kam zu einer gewaltigen Explosion. Die 1000 Tonnen schwere Abdeckplatte des Reaktorgebäudes wurde weggesprengt. Bei Temperaturen über 2000 Grad Celsius schmolzen die Brennelemente. Dann fing der Grafitmantel des Reaktors Feuer. In einem regelrechten Feuersturm wurden die radioaktiven Spaltprodukte, die aus der Kernschmelze austraten, in die Atmosphäre gesogen (1.5)

Ursache des Unfalls

Zur Erklärung der Unfallursachen konnte man nicht auf Erfahrungen aus vergleichbaren Ereignissen zurückgreifen. Man war auf Augenzeugenberichte, auf nach dem Unfall durchgeführte Messungen sowie nachgestellte Experimente angewiesen. Die Ursachen des Unglücks werden heute als ein verhängnisvolles Zusammentreffen von menschlichem Versagen und unvollkommener Technik beschrieben.

Der Test, bei dem sich das Unglück ereignete, fand unter Zeitdruck statt. Kurz nach dem Start, am Freitag, 25. April 1986, wurde der Testlauf für neun Stunden unterbrochen. Es musste noch Strom in die Hauptstadt Kiew geliefert werden. Nun fand der Test in der Nacht statt. Als entscheidend gelten heute jedoch mehrere Mängel im technischen Design des Reaktortyps.

Dazu gehört vor allem die Handhabung der Steuerstäbe. Bei einem Reaktor wird die Leistung über die so genannten Steuerstäbe gebremst: Je weniger Steuerstäbe zwischen den Brennelementen platziert sind, desto mehr Leistung bringt der Reaktor. Der Umgang mit dieser Art von “Bremsen” hat jedoch bei diesem Reaktortyp einen verhängnisvollen Mangel. Sind die Steuerstäbe ausgefahren und werden sie “zum Bremsen” wieder zwischen die Brennelemente zurückgefahren, führt dies zunächst zum gegenteiligen Effekt. Die Reaktorleistung wird nicht abgebremst. Sie steigt im Gegenteil zunächst wieder an.

Werden, wie es beim Test in Tschernobyl der Fall war, zu viele Steuerstäbe gleichzeitig ausgefahren und dann bei der Notabschaltung gleichzeitig wieder eingefahren, so steigt die Leistung so extrem an, dass der Reaktor zerstört wird. Ein in seinen Folgen weniger gravierender, ähnlicher Fehler war bereits 1983 in einem Reaktor des gleichen Typs in Litauen aufgetreten. Diese Erfahrung war jedoch nicht an die Betriebsmannschaft in Tschernobyl weitergegeben worden. (1.6)

Am 26. April 1986, um 1: 23 : 44 Uhr explodierte Block IV des Kernkraftwerks von Tschernobyl. Einhundert mal mehr Radioaktivität als bei den Atombombenabwürfen über Hiroshima und Nagasaki wurden freigesetzt.
© Tschernobyl Interinform

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1.4 Botsch, Wolfgang: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Einwohnern kontaminierter Ortschaften der nördlichen Ukraine, Universität Hannover, 2000, S. 5 ff. und S. 7/8. Hier finden Sie eine Chronologie des Unfalls mit den technischen Details.
1.5 Katalyse e. V. Das Umweltlexikon, Institut für angewandte Umweltforschung, Köln, 1993, S. 72
1.6 Botsch, Wolfgang: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Einwohnern kontaminierter Ortschaften der nördlichen Ukraine, Universität Hannover, 2000, S. 9 bis S. 13

Umgang mit der Katastrophe (Technische Massnahmen)

Um den Brand zu löschen und damit auch die Freisetzung radioaktiver Stoffe zu stoppen, pumpten Feuerwehrleute in den ersten zehn Stunden nach dem Unfall Kühlwasser in den Reaktorkern. Nach zehn Stunden wurde dieser Löschversuch erfolglos abgebrochen. Vom 27. April bis zum 5. Mai flogen mehr als 30 Militärhubschrauber über den brennenden Reaktor. Sie warfen unter anderem 2400 Tonnen Blei und 1800 Tonnen Sand ab. Damit sollte der Brand erstickt und die Strahlung abgeschirmt werden.

Diese Effekte wurden jedoch nicht erreicht. Im Gegenteil, unter dem abgeworfenen Material staute sich die Wärme. Die Temperatur im Reaktor stieg wieder an, und damit auch die Menge der austretenden Radioaktivität. In einer letzten Löschphase wurde der Reaktorkern mit Stickstoff gekühlt. Erst ab dem 6. Mai waren der Brand und die radioaktive Emission unter Kontrolle (1.7, 1.8)

Die für die Löscharbeiten eingesetzten 600 Männer der Werksfeuerwehr und des Betriebspersonals sind die am höchsten verstrahlte Personengruppe. 134 von ihnen erhielten Dosen an Radioaktivität zwischen 0,7 und 13 Sievert (Sv). Das heisst sie erhielten innerhalb von Stunden eine Strahlungsmenge ab, die bis zu 13 000 mal über dem Wert von 1 Millisievert liegt: In der Europäischen Union gilt 1 Millisievert als der Grenzwert für die effektive Dosis, der Einzelpersonen aus der Bevölkerung durch ein Kernkraftwerk in einem Jahr ausgesetzt werden dürfen.

31 Helfer starben nach kurzer Zeit. Insgesamt waren an den Aufräumungsarbeiten in Tschernobyl bis 1989 rund 800 000 Männer beteiligt, die bis heute unter den gesundheitlichen Folgen dieser Einsätze leiden. 300 000 von ihnen sollen Strahlendosen von mehr als 0,5 Sv erhalten haben. Wie viele von ihnen an den Folgen bisher gestorben sind, ist umstritten. Nach Angaben staatlicher Stellen der drei betroffenen Staaten der früheren Sowjetunion sind bisher rund 25 000 Liquidatoren gestorben (1.9)

Liquiditatoren während der Aufräumarbeiten beim dekontaminieren der Arbeitsfahrzeuge. © Tschernobyl Interinform

Vom 27. April bis zum 5. Mai flogen mehr als 30 Militärhubschrauber über den brennenden Reaktor. Sie versuchten vergeblich den Brand mit 2400 Tonnen Blei und 1800 Tonnen Sand zu löschen. © Tschernobyl Interinform

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1.7 Botsch, Wolfgang: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Einwohnern kontaminierter Ortschaften der nördlichen Ukraine, Universität Hannover, 2000, S. 16
1.8 United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR): Source and Effects of Ionizing Radiation, UNSCEAR 2000 Report to the General Assembly, Annex J, New York, 2000, S. 455
1.9 www:Medicine Worldwide, Tschernobyl, S. 2

Umgang mit der Katastrophe (erste Hilfsmassnahmen)

Am 27. April, erst 36 Stunden nach dem Unfall, wurden zunächst die 45 000 EinwohnerInnen der 4 Kilometer entfernten Stadt Pripiat in Bussen evakuiert. Sie ist bis heute unbewohnt. Bis zum 5. Mai mussten die Menschen in einem Umkreis von 30 Kilometern um den Reaktor ihre Häuser verlassen. Innerhalb von 10 Tagen wurden 130 000 Menschen aus den 76 Siedlungen in diesem Bereich evakuiert.

Das Gebiet wurde zur Sperrzone erklärt. Wer sie betritt, braucht seither eine spezielle Genehmigung. Damit sollte auch eine Verschleppung der Radioaktivität verhindert werden. Trotz des offiziellen Wohnverbots in der Sperrzone sind jedoch bis heute mindestens 800, vor allem alte Menschen, in ihre ehemaligen Dörfer zurück gekehrt.

Ab dem 1. Mai 1986 starteten die ersten Kontrollen für Milch und das Trinkwasser in den kontaminierten Gebieten. Aus medizinischer Sicht viel zu spät, nämlich erst am 23. Mai 1986, wurde mit der offiziellen Verteilung von Jodpräparaten begonnen. Sie sollten die Aufnahme von radioaktivem Jod durch die Schilddrüse vermeiden: Doch die Hauptmenge an strahlendem Jod war bereits in den ersten zehn Tagen nach dem Unfall freigesetzt worden (1.10)

36 Stunden nach dem Unfall wurden die 45 000 Bewohner der 4 Kilometer vom AKW Tschernobyl entfernten Stadt Pripjat evakuiert. Sie ist bis heute unbewohnt. Bis zum 5. Mai mussten die Menschen in einem Umkreis von 30 Kilometern ihre Dörfer verlassen. © Tschernobyl Interinform

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1.10 Botsch, Wolfgang: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Einwohnern kontaminierter Ortschaften der nördlichen Ukraine, Universität Hannover, 2000, S. 17

Sarkophag und Stillegung

Innerhalb von sieben Monaten wurden das zerstörte Reaktorgebäude und dessen geschmolzener Kern durch einen Stahlbetonmantel eingeschlossen. Dieser Shelter oder Sarkophag soll die Strahlung abschirmen und den restlichen Brennstoff einschliessen. Der Sarkophag gilt als Provisorium. Er ist nur für eine Lebenszeit von 20 bis 30 Jahren gebaut. Als grösstes Problem gilt seine Stabilität: Er wurde in grosser Eile gebaut, und seine Träger können durchrosten.

Im Jahr 1997 wurde der Shelter Implementation Plan (SIP) von den G7-Staaten, Russland, der EU und Ukraine mit der Europäischen Bank für Wiederaufbau und Entwicklung (EBRD) initiiert. Die neue Schutzhülle soll es ermöglichen, die radioaktiven Stoffe mindestens 100 Jahre sicher einzuschliessen.

Die neue, 20 000 Tonnen schwere Hülle soll die im Tschernobyl-Reaktor 4 zurück gebliebenen Abfälle überdecken. Das 768 Millionen Euro teure Projekt soll laut offiziellen Stellen bis zum Jahr 2008 endgültig fertig gestellt sein (1.11, 1.12, 1.13)

Das zerstörte Reaktorgebäude ist durch einen Stahlbetonmantel eingeschlossen. Dieser Sarkophag soll die Strahlung abschirmen.
Er gilt als Provisorium, ein zweiter Sarkophag ist geplant.
© Tschernobyl Interinform

Drei Jahre nach dem Reaktorunfall stoppte die sowjetische Regierung den Bau eines V. und VI. Reaktorblocks auf dem Gelände des Kernkraftwerks Tschernobyl. Nach langen internationalen Verhandlungen wurde der gesamte Reaktorkomplex Tschernobyl am 12. Dezember 2000 stillgelegt.

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1.11 Botsch, Wolfgang: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Einwohnern kontaminierter Ortschaften der nördlichen Ukraine, Universität Hannover, 2000, S. 19
1.12 Mraz, Gabriele; Wenisch, Antonia: Der Reaktorunfall in Tschernobyl. Darstellung der Folgen für Umwelt und Gesundheit aus der Sicht verschiedener Interessengruppen, Österreichisches Ökologieinstitut, Wien, 1986/87, S. 211.13 Strahlentelex 362-363/2002, Inhaltsangabe des Films: Tschernobyl – Der Millionensarg, ZDF, Mainz, März 2002, S. 2