40 Jahre Tschernobyl

Nuklearunfall Tschernobyl

Interaktive Markierungen im Reaktorquerschnitt. Ein Klick auf die roten Marker springt direkt zur passenden Zeile in der Vergleichstabelle.

Dieser Text ist eine Zusammenfassung des excellenten Artikels von Dr. Walter Rüegg: Reise ins Innere von Tschernobyl. Ein Hinweis auf ein ebenfalls exzellentes Interview mit zusätzlichen Einordnungen findet sich am Seitenende.

Einordnung

Was geschah?

Am 26. April 1986 sollte im Block 4 des KKW Tschernobyl während einer planmäßigen Revision ein Turbinenauslaufversuch durchgeführt werden. Ein Lastverteiler unterbrach die Leistungsabsenkung für 12 Stunden, wodurch sich Xenon (ein „Neutronengift") maximal anreicherte. Die Reaktorleistung fiel auf unter 5 %. Statt den Versuch abzubrechen, setzte der leitende Ingenieur Djatlow das Personal massiv unter Druck weiterzumachen. Es wurden Sicherheitssysteme deaktiviert und zu viele Regelstäbe gezogen. Der Reaktor wurde prompt kritisch, es kam zu zwei Explosionen, der Graphitkern begann zu brennen, und Radioaktivität wurde weltweit verbreitet.

Warum konnte es passieren?

Der RBMK-Reaktor stammte ursprünglich aus der militärischen Plutoniumproduktion und hatte gravierende Konstruktionsmängel: keinen negativen Reaktivitätskoeffizienten (er steigerte bei Kühlmittelverlust seine Leistung), kein Containment, und der riesige Graphitblock war brandgefährlich. Hinzu kam eine fehlende Sicherheitskultur im sowjetischen System - Produktionsdruck ging vor Sicherheit, Kritik war kaum möglich.

Die Folgen:

Mindestens 60 Todesopfer laut UN-Bericht, ein starker Anstieg von Schilddrüsenkrebs bei Kindern, bis zu 350.000 umgesiedelte Menschen. Die 30-km-Sperrzone um das Werk wurde eingerichtet. Der Block wurde eingesargt, ein neuer Sarkophag („New Safe Confinement") errichtet. Politisch leitete Tschernobyl das Ende der Kernenergieeuphorie in vielen Ländern ein.

Heutige Perspektive des Autors:

Die Sperrzone hat sich zu einem florierenden Naturschutzgebiet entwickelt - Tierbestände wachsen, was laut Autor darauf hindeuten könnte, dass die Wirkung geringer Strahlendosen überschätzt wird. Der Autor plädiert dafür, Energietechnologien nicht ideologisch, sondern nach Nutzen und Risiken zu bewerten, und betont den weltweiten Energiebedarf von bald neun Milliarden Menschen. Tschernobyl sei nicht nur ein GAU der Nukleartechnik, sondern ein Rückschlag für die gesamte Menschheit gewesen.

RBMK-Reaktorquerschnitt mit markierten Sicherheitsmängeln und Vergleichstabelle zu deutschen Reaktoren

RBMK-Reaktor Querschnitt mit ProblemmarkierungenSchematischer Querschnitt eines RBMK-Reaktors mit nummerierten Markierungen der Sicherheitsprobleme.Kein Sicherheitsbehälter (Containment)Oberer biologischer Schild (Scheme E, ~1000 t)Graphitmoderator~1700 t / H 7 m, D 11,8 m1661 Druckkanäle (Zr+Nb-Legierung)Steuerstäbe (211 Stck.)Frischdampf → TGSpeisewasserHKP8 Hauptkühlmittelpumpen12345678= Sicherheitsdefizit

Vergleich: Ursachen, Nachrüstung in der Ukraine, Relevanz für deutsche LWR

#Ursache / DefizitNachrüstung RBMK (UKR/RUS)In DE (DWR/SWR)?Begründung
1Positiver Dampfblasenkoeffizient (Void-Koeffizient der Reaktivität)
Verdampfung des Kühlmittels erhöht die Reaktivität statt sie zu senken
Teilweise
Erhöhung der Anreicherung auf 2,4% U-235; abbrennbare Neutronengifte (Erbiumoxid) in BE
NeinLeichtwasserreaktoren (LWR) nutzen H₂O als Moderator und Kühlmittel. Verdampfung reduziert die Moderation → negativer Dampfblasenkoeffizient (inhärente Selbstabschaltung)
2Kein Sicherheitsbehälter (Containment)
Keine druckfeste Umschließung des Primärkreises
Nein
Druckröhren-Bauweise macht vollständiges Containment konstruktiv unmöglich
NeinMehrstufiges Barrierenkonzept: Brennstoffmatrix → Hüllrohr → Reaktordruckbehälter (RDB) → Stahlcontainment → Stahlbeton-Sicherheitshülle (gegen Einwirkungen von außen, z. B. Flugzeugabsturz)
3Brennbarer Graphitmoderator
~1700 t Graphit (Kohlenstoff); Zündtemperatur ~600 °C
Teilweise
Verbessertes He/N₂-Schutzgassystem; Brandschutzmaßnahmen
NeinKein Graphit in deutschen LWR. H₂O ist Moderator und Kühlmittel zugleich — nicht brennbar. Kein Kamineffekt bei Kernschaden möglich
4Druckröhren-Bauweise (Kanalbauweise)
1661 einzelne Druckkanäle aus Zr-2,5%Nb mit tausenden absperrbaren Verbindungen
Bauartbedingt
Intensivierte wiederkehrende Prüfungen (WKP) der Druckkanäle
NeinEin einziger geschmiedeter Reaktordruckbehälter (RDB) aus ferritischem Stahl; bruchsicher ausgelegt nach KTA-Regelwerk; überwacht durch zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)
5Manuelle Übersteuerung der Steuerstäbe
Unerlaubtes Ziehen der Steuerstäbe über die Betriebsgrenze (ORM < 15 Stäbe)
Ja
Schnellabschaltsystem (AZ-5) mit verkürzter Einfahrzeit (~2,5 s); Graphitverdränger an Stabspitzen entfernt
NeinRedundantes Reaktorschutzsystem (RESA) löst automatisch aus; Diversitäres Abschaltsystem (ATWS-Schutz); manuelle Übersteuerung konstruktiv ausgeschlossen
6Not- und Nachkühlsystem (ECCS) deaktiviert
Abgeschaltet, um den Turbinenauslaufversuch nicht zu beeinträchtigen
Ja
Prozedurale Absicherung; Verriegelungen gegen unerlaubtes Abschalten
NeinSicherheitstechnisch wichtige Systeme (Notkühlsysteme, Notspeisesysteme) 4×100% redundant; Verriegelungen verhindern unbefugtes Abschalten; Änderungen nur mit Genehmigung der Aufsichtsbehörde
7Xenonvergiftung (¹³⁵Xe) ignoriert
12 h Teillast → maximale Xe-Konzentration → Reaktivitätsreserve aufgebraucht; Versuch trotzdem fortgesetzt
Ja
Kernphysikalische Ausbildung verbessert; automatisiertes Xe-Monitoring
NeinIn-Core-Instrumentierung überwacht Neutronenflussverteilung und Xe-Oszillationen; negativer Dampfblasenkoeffizient macht Xe-Transienten selbststabilisierend; hohe Ausbildungsstandards (KTA 1501)
8Fehlende Sicherheitskultur (Safety Culture, INSAG-4)
Militärischer Befehlsstil; Produktionsdruck vor Sicherheit; kein unabhängiges Aufsichtswesen
Teilweise
IAEA-OSART-Missionen; Einführung probabilistischer Sicherheitsanalysen (PSA)
NeinUnabhängige Atomaufsicht (Länder + BMU); Betreiberverantwortung (AtG §7); offene Meldekultur; KTA-Sicherheitsstandards; regelmäßige IAEA-Peer-Reviews (OSART/SALTO); deterministische + probabilistische Sicherheitsbewertung
Ebenfalls exzellentes Interview mit Dr. Walter Rüegg
YouTube-Video in neuem Fenster

Wer nach der technischen Einordnung noch tiefer einsteigen will, findet im Interview mit Dr. Walter Rüegg genau die Mischung aus persönlicher Erfahrung, Strahlungsdebatte, Rückbaufragen und Zukunft der Kerntechnik.

  • Dr. Walter Rüegg berichtet, selbst im Kontrollraum von Block 4 in Tschernobyl gewesen zu sein.
  • Ein wiederkehrendes Thema sind gesellschaftliche und psychologische Ängste vor Strahlung.
  • Provokant formuliert wird Fukushima als lebenswerter eingeordnet als manche westliche Großstadtlagen wie Stuttgart.
  • Auch Feinstaub und großflächige Verbrennungsschäden werden als mögliche Vergleichsmaßstäbe zu sehr unterschiedlichen Katastrophenszenarien herangezogen.
  • Es wird ein Vergleich erwähnt, nach dem die rund 500 oberirdisch explodierten Atombomben in ihrer Dosisordnung mit etwa 1 mSv in Beziehung gesetzt werden.
  • Beim Rückbau können längere Wartezeiten nach der Abschaltung hilfreich sein, weil kurz- und mittelfristige Isotope zunächst zerfallen.
  • Als Beispiele werden Caesium und Strontium sowie sehr unterschiedliche Zerfalls- und Belastungszeiträume genannt, bis hin zu mehreren Jahrhunderten.
  • Als Naturbeispiel für langfristige nukleare Vorgänge wird auf den Naturreaktor von Oklo in Gabun vor rund 1,8 Milliarden Jahren verwiesen.
  • Er plädiert für SMR-Konzepte und verweist dabei auf vereinfachte Sicherheitssysteme wie geringeren Pumpen- und Notstrombedarf.