Hintergrund : Fragen zur drohenden nuklearen Katastrophe

Nach dem Erdbeben in Japan steuert das Land auf ein weiteres Unglück zu: Im Atomkraftwerk Fukushima kam es zu einer Explosion. Eine Kernschmelze droht. Wie gefährlich ist die Lage?

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Ein Polizist mit Atemschutzgerät bei der Evakuierung des Gebietes rund um das Atomkraftwerk Fukushima. Foto: Reuters
Ein Polizist mit Atemschutzgerät bei der Evakuierung des Gebietes rund um das Atomkraftwerk Fukushima.Foto: Reuters

Spätestens als die Meldungen von einer Explosion im Reaktor Fukushima I die Runde machten, war klar, auf was Japan und die gesamte Region zusteuert: eine nukleare Katastrophe. Die japanische Regierung spricht von einer "ernsten Lage", versucht aber, Dramatik aus der Situation zu nehmen. Unsicherheit macht sich dennoch in der Bevölkerung breit. Evakuierungsmaßnahmen werden getroffen. Schutzmaßnahmen werden angeordnet. Doch nicht nur in Japan und den Nachbarländern ist die Sorge vor der radioaktiven Wolke groß. Auch in Deutschland erinnern sich viele Menschen an die Katastrophe von Tschernobyl 1986.

Wie sicher sind deutsche und europäische Akws?

Ein Reaktorunfall ist auch in Deutschland möglich. Denn eine hundertprozentige Sicherheit gibt es nicht, bei keiner technischen Anlage. Zu den vielen denkbaren Störungen gehören auch Erdstöße. Wie für sämtliche Gebäude und Infrastruktur gilt auch bei Kernkraftwerken: Je heftiger die erwarteten Erdbebenwellen ausfallen, umso mehr Aufwand muss betrieben werden, um dagegen gewappnet zu sein. Berichten zufolge ist Fukushima nur bis zu Erdbeben der Magnitude 8,2 ausgelegt. Dieser Wert wurde am Freitag deutlich überschritten. Zwar war das Zentrum des Bebens 180 Kilometer vom Kraftwerk entfernt, wodurch weniger Energie am Reaktorgebäude ankam - die Erschütterungen waren trotzdem groß genug, um die Anlage zu beschädigen.

Im Gegensatz zu Japan befindet sich Deutschland nicht an einer derart aktiven Bruchzone wie das Land am Pazifik. Hier treten Erdbeben am ehesten entlang des Rheingrabens auf, sie sind aber viel seltener und weniger stark. Seit rund 700 Jahren gab es hierzulande keine Beben mit einer Magnitude von mehr als 6. Das geht aus einem Katalog hervor, der am Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) zusammengestellt wurde. Zum Vergleich: Magnitude 6 bedeutet, dass große Schäden an Gebäuden möglich sind. Stärkere Erdbeben treten noch seltener auf. Grob kann man sagen, dass 7er-Beben zehnmal seltener sind, 8er-Beben rund hundertmal seltener. Aber selbst das wäre in Bezug auf die freigesetzte Energie noch deutlich unter dem japanischen Erdbeben. Anhand dieser Befunde und dessen, was man über die Erdkruste in Mitteleuropa weiß, schließen Experten, dass Erschütterungen wie in Japan in Deutschland praktisch auszuschließen sind.

Die Magnitude gibt aber nur einen Trend zu möglichen Schäden an. Ob und wie die Erdbebenwellen Gebäuden zusetzen, hängt auch vom Untergrund ab. "Je weicher der Untergrund ist, desto mehr werden die Bodenschwingungen verstärkt", sagt der GFZ-Seismologe Frederik Tilmann. "Man kann sich das als Wackelpudding-Effekt veranschaulichen." Einen einheitlichen "Grenzwert" für die deutschen Reaktoren gibt es nicht.

Ob die hiesigen Atomkraftwerke "sicher" seien, wie Umweltminister Norbert Röttgen (CDU) sagt. Oder ob sie "gegen das Risiko einer Kernschmelze nicht gefeit" seien, wie Grünen-Fraktionschef Jürgen Trittin "Spiegel-Online" erläuterte, ist inzwischen vor allem zu einer politischen Frage geworden.

Was die übrigen europäischen Länder betrifft, so ist das Erdbebenrisiko am Mittelmeer deutlich höher als im Norden. Auch am Südrand der Karpaten muss man mit starken Erschütterungen rechnen. Damit sind Anlagen in Frankreich besonders im Fokus. Aber auch in Slowenien und Rumänien.

Welche Folgen hat Radioaktivität auf den Körper?

Hohe Dosen radioaktiver Strahlung können unterschiedliche gesundheitliche Probleme zur Folge haben. Dabei kommt es auch darauf an, über welchen Zeitraum der menschliche Körper der Strahlung ausgesetzt ist. Wird innerhalb kurzer Zeit eine Dosis aufgenommen, die viele Zellen schädigt, kann der Organismus das weniger gut kompensieren, als wenn die gleiche Dosis über einen längeren Zeitraum hinweg absorbiert werde, erklärte das Bundesamt für Strahlenschutz. Hohe Strahlendosen führen zur akuten Strahlenkrankheit, die bei Menschen in der Regel innerhalb weniger Tage zum Tod führt. Was eine niedrigere Strahlendosis bewirkt, ist umstritten. Denn Erkrankungen treten oft erst nach Jahren auf, es ist schwierig, einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Krankheit und Bestrahlung herzustellen.

Aus den Entwicklungen nach dem Atombombenabwurf auf Hiroshima und Nagasaki 1945 sowie dem Reaktorunglück von Tschernobyl 1986 kann man schließen, dass Schilddrüsenkrebs eine Folge radioaktiven Niederschlags ist - betroffen waren insbesondere Kinder und Jugendliche. Auch Leukämie könnte eine Folgekrankheit von erhöhter Strahlenbelastung sein, ebenso andere Krebserkrankungen. Radioaktive Strahlung kann auch das Erbgut schädigen und zu Missbildungen bei Kindern führen, wie auch aus Erfahrungen nach den Atombombenabwürfen im Zweiten Weltkrieg geschlossen wird. Die Weltgesundheitsorganisation hat in einem 2006 veröffentlichen Bericht zu Tschernobyl zudem auf die psychischen Folgen des Reaktorunglücks für die Betroffenen hingewiesen.

Muss man sich jetzt speziell schützen?

Das ist derzeit nicht nötig. Denn alle Experten sehen für Deutschland derzeit keine Gefahr. Erstens ist Japan weit entfernt. Zweitens weht der Wind die Radioaktivität auf das offene Meer. Auch der Verzehr japanischer Lebensmittel ist derzeit noch unbedenklich. Allerdings wird man abwarten müssen, wie sich die Radioaktivität in Japan entwickelt - ob Lebensmittel kontaminiert sind.

Sollte man Reisen nach Japan vermeiden?

Wenn möglich ja. Das Auswärtige Amt hat Bundesbürger vor allem vor Aufenthalten im Krisengebiet im Nordosten Japans gewarnt. Generell rate die Bundesregierung von allen nicht erforderlichen Reisen nach Japan ab, sagte Bundesaußenminister Guido Westerwelle (FDP) am Samstag in Berlin. Er empfahl allen Deutschen in der Region um die beschädigten Atomkraftwerke von Fukushima, aber auch im Großraum Tokio und Yokohama eine Ausreise zu prüfen.

Was genau ist in dem Meiler passiert?

Nach dem Erdbeben haben sich die drei Atomkraftwerke des Komplexes Fukushima Daiichi automatisch selbst abgeschaltet. Drei weitere Anlagen standen wegen einer Inspektion still. Nach Angaben der Betreiberfirma Tokyo Electric Power Company (Tepco) ist durch die Schnellabschaltung die Kettenreaktion in den drei Siedewasserreaktoren gestoppt worden. Zunächst seien die Notstromdieselgeneratoren angesprungen, hätten sich aber nach einer Stunde abgeschaltet. Nach Angaben der Internationalen Atomenergieorganisation sind die Notstromdiesel durch den vom Erdbeben ausgelösten Tsunami beschädigt worden. Der Anlagenkomplex liegt am Meer etwa 240 Kilometer nordöstlich der japanischen Hauptstadt Tokio.

In den Anlagen 2 und 3 ist der Wasserstand im Reaktordruckbehälter zwar auch gesunken, konnte aber nach Betreiberangaben stabil gehalten werden. Die Kühlwasserpumpen wurden nur noch mit Batterien betrieben. Im Atomkraftwerk Fukushima Daiichi 1 sank der Wasserstand schon am Freitag bedrohlich. Bemühungen, andere Stromaggregate mit den Kühlwasserpumpen des Krisenreaktors zu verbinden, sind nach Informationen der japanischen Atomaufsichtsbehörde Nisa gescheitert, weil ein passendes Kabel gefehlt habe.

Am Samstagnachmittag japanischer Zeit kam es bei dem havarierten Atomkraftwerk Fukushima Daiichi 1 zu einer Explosion. Nach Angaben der Betreiberfirma wurde dabei das Maschinenhaus des Atomkraftwerks zerstört, die Betonhülle und der Reaktordruckbehälter der Anlage jedoch nicht beschädigt. Der Grund für die Explosion könnte gewesen sein, dass bei einem Siedewasserreaktor eine direkte Verbindung zwischen dem Reaktorkern und dem Maschinenhaus besteht. Die Brennstäbe der Anlage sind direkt von Wasser umgeben, heizen sich durch die Kettenreaktion auf, dabei entsteht Dampf, der aus dem Reaktordruckbehälter ins Maschinenhaus und über die Generatoren geleitet wird. So wird der Strom erzeugt. Der Wasserdampf wird dann abgekühlt und wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Durch die steigende Hitze im Reaktordruckbehälter könnte Wasserstoff entstanden sein, der über die Dampfleitungen ins Maschinenhaus gelangte, dort mit Sauerstoff reagierte und mit einer klassischen Knallgasexplosion das Maschinenhaus in die Luft sprengte.

Was ist eine Kernschmelze?

Im havarierten Atomkraftwerk könnte eine Kernschmelze bereits im Gang sein, jedenfalls schloss die japanische Atomaufsicht das am Samstag nicht mehr aus. Wegen des zu niedrigen Wasserstandes können die Brennelemente nicht mehr ausreichend gekühlt werden. Nach Informationen der "World Nuclear News", einer internationalen Nachrichtenagentur der Atomkonzerne, stieg die Temperatur im Reaktordruckbehälter auf mehr als 100 Grad Celsius, der Druck stieg von 400 Kilopascal, dem Normalwert, auf 840 Kilopascal. Bei weiter steigenden Temperaturen und sinkendem Wasserstand beginnen die Brennelemente zu schmelzen, tropfen zu Boden, und dort beginnt die glühende Masse den Untergrund zu verformen und im schlimmsten Fall den Druckbehälter zu durchbrechen. Im Atomkraftwerk Three Miles Island im amerikanischen Harrisburg ist der Reaktorkern 1979 teilweise geschmolzen. Dort gelang es jedoch, den Prozess zu stoppen. In Tschernobyl in der Ukraine 1986 war die Kernschmelze eine Folge einer Explosion. Deshalb wurde auch so viel Radioaktivität freigesetzt. Japanische Atomexperten sind überzeugt, dass das in Fukushima nicht passieren könne. Michael Sailer, Atomexperte des Öko-Instituts und Mitglied der Reaktorsicherheitskommission in Deutschland, schließt ein Tschernobyl-Szenario dagegen nicht aus. "Wenn alle Sicherheitssysteme versagen, ist man in einer katastrophalen Lage." Offenbar gelang es den Betreibern am späten Samstag die Kühlpumpen wieder in Betrieb zu nehmen. Der Reaktordruckbehälter sollte mit Meerwasser und Borsäure gefüllt werden. Eberhard Grauf, der frühere Kraftwerksleiter des Atomkraftwerks Neckarwestheim 1, hält das für eine erfolgversprechende Idee. Das Meerwasser kühle den Kern, und die Borsäure bringe die Anlage in einen "unkritischen Zustand". Dann entspräche der Unfall in etwa dem, was in Harrisburg passiert sei. Das entspräche der internationalen Warnstufe Ines 5, Tepco hat den Vorfall inzwischen als Ines 4 an die Internationale Atomenergiebehörde gemeldet. Tschernobyl rangiert auf der Ines-Skala mit dem Wert 7.

Wie viel Radioaktivität ist ausgetreten?

Im Verlauf der Krise stieg der Druck in dem Siedewasserreaktor immer weiter an. Tepco ließ deshalb am Samstag radioaktiven Wasserdampf aus dem Kessel ab. In der Nähe des Atomkraftwerks wurden später erhöhte Werte von Cäsium 137 gemessen. Nach Tepco-Angaben seien diese Werte auf die Druckentlastung zurückzuführen. Das Unternehmen wiederholte diesen Vorgang bei weiteren sechs kritischen Anlagen auch des Kraftwerkskomplexes Fukushima Daini im Verlauf des Samstags.

Jodtabletten werden verteilt. Warum?

Nach Informationen der Umweltschutzorganisation Greenpeace haben die Behörden damit begonnen, Jodtabletten an die Bevölkerung zu verteilen. Man setzt dabei auf folgenden Effekt: Weil der Mensch normalerweise einen Mangel an Jod hat, würde er die radioaktiven Jodatome, die bei einem Reaktorunfall freigesetzt werden können, rasch aufnehmen und in der Schilddrüse anreichern. Die Tabletten enthalten ungefährliches Jod, das die Depots im Körper füllt, bevor das radioaktive Jod in großen Mengen eingelagert wird.

Können Lebensmittel und Trinkwasser kontaminiert werden?

Die radioaktiven Elemente, die in der "Atomwolke" schweben, sind in der Regel an Wassertropfen gebunden und kehren als Regen zur Erde zurück. Auf diese Weise können die radioaktiven Elemente in Gewässer und Böden gelangen und dadurch auch in Pflanzen und Tiere. Im Detail sind die Vorgänge aber deutlich komplizierter. So zerfallen "kurzlebige" Radionuklide bereits nach Stunden oder Tagen, während "langlebige" jahrelang stabil und gefährlich bleiben. Dazu gehört etwa Cäsium 137, das beim Reaktorunfall von Tschernobyl freigesetzt wurde und noch heute in Mitteleuropa überdurchschnittlich häufig nachweisbar ist.

Auch finden sich die Radionuklide nicht überall gleichermaßen. Cäsium 137 etwa bindet relativ stabil an bestimmte Tonminerale, die vor allem in Ackerböden vorkommen. Deshalb nehmen die Pflanzen nur wenig davon auf. Anders beim Waldboden, dort "haftet" das Radionuklid weniger gut und wird eher von Pflanzen und mittelbar von Tieren aufgenommen. Deshalb gelten Pilze und Wildbret seit der Tschernobyl-Katastrophe als besonders gefährlich.

Eine ebenso wichtige Rolle spielt der Verdünnungseffekt. Die Menge der freigesetzten radioaktiven Elemente ist unveränderlich. Je größer das Areal, auf dem sie verteilt werden, desto geringer ist die durchschnittliche Belastung für einzelne Abschnitte. Infolge von Wind, Wasserströmungen und der genannten Fixierung an bestimmte Stoffe kann es zudem zu lokalen Anreicherungen kommen - die im Gegenzug bedeuten, dass anderswo weniger Radioaktivität vorhanden ist.

Wie groß ist das betroffene Gebiet?

Das lässt sich noch nicht genau sagen. Zunächst hat die Regierung den Evakuierungsradius auf 20 Kilometer rund um den Reaktor erstreckt. Allerdings kann das Gebiet auch noch größer sein - je nachdem, in welche Richtung die ausgetretene Radioaktivität getrieben wird.

Was ist mit Tokio?

Die Millionenstadt ist eines der dichtest besiedelten Gebiete der Welt. Der Großraum Tokio bildet gemeinsam mit den angrenzenden Präfekturen Kanagawa, Saitama und Chiba das größte zusammenhängende urbane Gebiet der Erde mit über 34 Millionen Einwohnern. Die Stadt liegt rund 240 Kilometer südlich des Unglücksortes. Derzeit weht der Wind die Radioaktivität von der Metropole weg, so dass Tokio nicht unmittelbar betroffen ist.

Wie zieht die Wolke?

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) ist optimistisch. Denn der Wind ist derzeit eher schwach und zieht vom Land weg. "Es geht Richtung Meer", hieß es am Samstag beim DWD in Offenbach. Nach der aktuellen Vorhersage müssen sich Hilfskräfte und Erdbeben-Opfer in Japan auf kalte Nächte einstellen. Ab Montag erwartet der DWD dann Regen und Schnee. Die Temperaturen sollen fallen und im Norden tagsüber nur knapp über dem Gefrierpunkt liegen. Der Abkühlungsprozess sorge zugleich für stärkeren Wind aus nordwestlicher Richtung aufs Meer hinaus, erklärte der DWD.

Ist damit aber das Meer bedroht?

Der radioaktive Niederschlag kann genauso gut über dem Pazifik niedergehen. Das wäre sogar gut, um Landwirtschaft und die Wohnumgebung der Menschen zu schonen. Natürlich sind die Radionuklide dann nicht "weg", sondern können über die Nahrungskette in Fische gelangen. Doch das Meer hat ein besonders großes Potenzial, die belastenden Elemente zu verdünnen.

Welche Rolle spielt Atomkraft in Japan?

In Japan waren vor dem Erdbeben 55 Atomkraftwerke mit einer Leistung von 47 361 Megawatt in Betrieb. Die älteste Anlage Mihama 1 ging 1970 ans Netz, Fukushima Daiichi 1 ein Jahr später. Das jüngste Kraftwerk ging 2006 ans Netz. Derzeit sind zwei weitere Atomkraftwerke im Anlagenkomplex Fukushima im Bau, die 2013 und 2014 Strom erzeugen sollten. Weitere elf Akw sind in Planung. Insgesamt wird rund ein Drittel des japanischen Stroms nuklear erzeugt. Japan setzt auf die Atomkraft, um seine Klimaziele zu erreichen. Japan will den nuklearen Keislauf schließen, also abgebrannte Brennelemente aufarbeiten, um weniger Uran einführen zu müssen. Auch die Wiederaufbereitungsanlage Tokai wurde wegen des Erdbebens automatisch abgeschaltet.

Wie ist der Zustand der anderen Atomkraftwerke in Japan?

Die japanischen Atomkraftwerke sind nach Angaben der Worldnuclear Organisation (WNO), in der sich die Atomkonzerne der Welt zusammengeschlossen haben, auf starke Erdbeben ausgelegt. Auf Tsunamis nicht. Die WNO rechnete mit Beschädigungen von nichtradioaktiven Anlagenteilen. Die Erwartung, dass "keine radiologische Gefahr entstehen würde", war eine Fehleinschätzung. Abgesehen davon, hat der Fukushima-Betreiber keine gute Reputation. 2002 wurde bekannt, dass Tepco mehr als ein Jahrzehnt lang Wartungsprotokolle gefälscht hatte. 2007 hielt Tepco wochenlang Informationen über Erdbebenschäden an einem anderen Atomkraftwerk zurück.

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