Fukushima ist nicht in Deutschland

Freedom is the freedom to say that two plus two make four. If that is granted, all else follows. [George Orwell]

Ich beginne diesen Post mit Sicherheit pompös. Aber es ist eine einfach Wahrheit. Man muss die Freiheit haben, das offensichtliche zu sagen. Die Überschrift widerspricht jenem Dogma der Kernkraftgegner auf deren Plakaten geschrieben steht “Fukushima ist überall”.

Nein. Fukushima ist eine Provinz in Japan. Einem Land am anderen Ende der Welt, mit einer Gesellschaft über die man hierzulande oft den Kopf zu schütteln pflegt.

Nach dem Unglück von Fukushima Daiichi hieß es in den Medien sofort, Japan ist ein modernes Land mit modernen Kernkraftwerken. Der Unfall beweise, dass ein solches Unglück in jedem Land vorkommen kann. Aber worauf beruht diese Behauptung über ein Land mit einer uns völlig fremden Gesellschaft am anderen Ende der Welt? Sicherlich haben diese Journalisten ihre Hausaufgaben gemacht und haben recherchiert.

Sicher?

Eigentlich könnte das Tohuku Erdbeben, der darauf folgende Tsunami und das dadurch ausgelöste Unglück von Fukushima Daiichi ein Musterbeispiel für den Journalismus darstellen. Es ist nicht schwer zu erfahren, was dieses Erdbeben zu einer solchen Katastrophe machte. Es gibt aus der Zeit vor 2011 genug Dokumente (in englischer Sprache), die im Internet leicht zugänglich sind und den Zustand der diese Katastrophe herbei führte dokumentieren. Vom ersten Tag an hätte man das tun können. Das Thema war über viele Wochen in den Medien vertreten. Jedes Jahr wird es mehrfach wieder angestoßen. Es kann niemand behaupten, es hätte nicht die Chance oder die Zeit gegeben, die notwendige Recherche zu leisten.

Diese Chance wurde verpasst. Schon der Tsunami ist in den Medien praktisch untergegangen. Von den zerstörten Städten hat man fast nichts mehr gehört. Wer kann drei dieser Städte nennen? Oder auch nur eine? Wenn jedes Jahr am 11. März der Toten gedacht wird, lauten die Überschriften in deutschen Medien “Japan gedenkt Fukushima”. Fukushima, eine Stadt im Landesinneren die weitgehend unberührt blieb.

Der Tsunami nahm über 18000 Menschen das Leben und etwa 400.000 Menschen die Heimat. Die sind vergessen. Es fragt auch niemand, wie es dazu kommen konnte. In diesem modernen Land, das angeblich auf alle Naturkatastrophen besser vorbereitet ist als alle anderen.

Aber sprechen wir über Japans Kernkraftwerke und  Fukushima Daiichi.

Die Gesetzeslage

Japan ist nicht Deutschland. Japan hat andere Gesetze als Deutschland. Das gilt auch für die Sicherheit von Kernkraftwerken. Haruo Fujimoto et al beschrieben diese 2009 in “Circumstances and Present Situation of Accident Management Implementation in Japan”.

In Japan begannen die ersten behördlichen Untersuchungen zum Accident Management bei Unfällen in Kernkraftwerken (also kurz: Katastrophenschutz) im Jahr 1992. Im Jahr 1994 schließlich begannen die Regulierungsbehörden erste Maßnahmen einzufordern. Die Betreiber sollten bis zum Jahr 2000 Pläne zum Umgang mit Unfällen erarbeiten und deren Effektivität evaluieren. Im Jahr 2001 wurde schließlich die japanische “Nuclear and Industrial Safety Agency (NISA)” gegründet und die Maßnahmen schließlich im Jahr 2002 implementiert. Schon dieser Prozess dauerte also 10 Jahre und die Ergebnisse waren äußerst dürftig.

Fukushima Daiichi besteht aus sechs Kraftwerksblöcken mit Siedewasserreaktoren (“Boiling Water Reactor” – BWR). Die ersten fünf entsprechen einer Bauweise die von General Electric 1962 entwickelt wurde, der sechste entspricht Entwürfen aus dem Jahr 1968. Diese Entwürfe entsprechen den Sicherheitsvorschriften der USA aus diesen Jahren.

An diesen Vorschriften ist an sich nichts auszusetzen. Sie waren vorbildlich für ihre Zeit und wurden mit großem Verantwortungsbewusstsein entwickelt. Aber die Zeiten ändern sich. Was vorbildlich im Jahr 1968 war, ist es heute nicht mehr unbedingt. Nur wenn Anstrengungen unternommen werden auf Höhe der Zeit zu bleiben, kann man dauerhaft von Sicherheit sprechen. Wer hingegen nur den Stand der 60er und 70er Jahre aufrecht erhält – und sei es mit noch so großer Sorgfalt – der geht der Zeit hinterher.

Viel mehr als das wurde in den älteren Kernkraftwerken Japans aber nicht getan.

Notstrom

Fujimoto nimmt die Notstromversorgung als ein Beispiel für Maßnahmen, die bis 2002 getroffen wurden:

  • Strom eines benachbarten Reaktorblöcken soll benutzt werden können, um bei Ausfall von Netz- und Notstrom die Versorgung des Blocks sicherzustellen.
  • Wo nur ein Kraftwerksblock steht, soll die Dieselgenerator der Hochdruckpumpe zur Reaktornotkühlung (HPCS-DG) auch die Stromversorgung übernehmen können.
  • Dort wo ein Dieselgenerator von zwei Reaktorblöcken gemeinsam genutzt wird, soll ein weiterer Generator installiert werden, so dass jeder Block zwei eigene Dieselgeneratoren hat.

Keine dieser Maßnahmen ist überflüssig.  Ganz im Gegenteil, sie haben in den Tagen nach dem Tsunami ihre Wirksamkeit und Notwendigkeit in den verbliebenen Kraftwerksblöcken von Fukushima Daiichi, Fukushima Daini und Tokai bewiesen. Aber das Niveau auf dem die Verbesserungen im Jahr 2002(!) stattfanden ist erschreckend niedrig.

Insbesondere der letzte Punkt läßt tief blicken. Alles was dort getan wurde, war den Stand von 1962 wieder herzustellen, als zwei Notstromgeneratoren pro Reakor geplant wurden. Man glaubte zuvor, einen Generator einsparen zu können, wenn zwei Reaktoren nebeneinander stehen. Bis 2002 standen also in Kernkraftwerken für je 2 Reaktoren lediglich 3 Notstromgeneratoren zur Verfügung. Danach immerhin für jeden Reaktor zwei eigene.

In Deutschland besteht das 2+2 Prinzip. Für jeden Reaktor müssen zu jedem Zeitpunkt zwei funktionierende(!) Generatoren vorhanden sein. Dabei wird angenommen, dass im Fall eines Unfalls ein Generator nicht anläuft, weil er kaputt ist und niemand davon wusste. Außerdem wird angenommen, dass sich zum schlechtest möglichen Zeitpunkt ein weiterer Generator gerade in Reparatur befindet.

Für jeden einzelnen Reaktor müssen in Deutschland damit wenigstens 4 Notstromgeneratoren vorhanden sein – und diese müssen gegen Ereignisse von außen geschützt werden. In einigen Fällen werden pro Reaktor sechs Notstromgeneratoren zur Verfügung gestellt, die in Paaren im großen Abstand zueinander auf beiden Seiten des Reaktorgebäudes stehen, damit etwa ein Flugzeugabsturz nicht alle Generatoren auf einmal zerstören kann.

Das Contaiment als Schwachpunkt?

Von den sechs Reaktoren befinden sich die ersten fünf in einem heute “Mark I” genannten Containment, das speziell für die Siedewasserreakoren entwickelt wurde. Nur der sechste Reaktor ist in einem etwas verbesserten Mark II Containment.

Diese Reaktoren und ihre Containments sind sehr gut bekannt. In den USA gibt es 27 Reaktoren mit Mark I Containment und 6 mit Mark II Containment. Ihre Eigenschaften sind gut dokumentiert. Zu jedem Aspekt der Sicherheit finden sich mehrere Studien die mögliche Schwachpunkte suchten und fanden. Die Ergebnisse finden sich in jedem Bericht zur Sicherheit amerikanischer Kernkraftwerke. Einige der wichtigsten sind:

  • Wash-1400 “Rasmussen Report” oder “Reactor Safety Study – An Assessment of Accident Risks in US Commercial Nuclear Power Plants”(1975)
  • Nureg-1150 “Severe Accident Risks: An Assessment for Five US Nuclear Power Plants” (1990)
  • CR-6042 “Perspectives on Nuclear Safety” (2002)

In keinem dieser Berichte wird irgendein Zweifel gelassen, dass die Mark I und Mark II Containments von Siedewasserreaktoren im Fall einer Kernschmelze in kurzer Zeit wegen Überdruck undicht werden. (Innerhalb von etwa 30 Minuten.) Es ist selten genug, dass in der Beschreibung eines solchen Vorgangs (der bis 2011 nie stattgefunden hat!) kein Konjunktiv verwendet wird. Aber in Anbetracht der Konstruktion ist das schlicht unvermeidlich.

Dabei darf man nicht vergessen, wozu diese Containments gebaut wurden. Sie wurden in den 60er Jahren entworfen um Tote unter der Zivilbevölkerung möglichst auszuschließen. Man gab sich damit zufrieden, wenn sichergestellt wird, dass Unfälle möglichst selten passieren.

Sie wurden nicht geplant um jede Freisetzung von Radioaktivität mit Sicherheit verhindern zu können. Es reichte aus im schlimmsten Fall genug Zeit für eine Evakuierung zu haben. Dieser Anspruch möglichst jede Freisetzung von Radioktivität zu verhindern entstand erst später.

Ein Containment tut wozu es entworfen wird …

Diese Containments sind nur in der Lage den größten Teil der Radioaktiven Bestandteile im Reaktor zurück zu halten. Der Grund ist das kleine Volumen dieser Containments, das nur etwa 5-10% der Größe anderer Containments hat. Es ist schlicht unvermeidlich, dass der Druck bei einer Kernschmelze in kurzer Zeit zu groß wird. (Kleine wie große Containments werden bei etwa 5 Bar Überdruck undicht.) Insbesondere der entstehende Wasserstoff trägt dazu bei.

In einem größeren Containment wäre dieser Effekt relativ unbedeutend, weshalb diese auch nach einer Kernschmelze und ohne weitere Eingriffe noch viele Stunden oder Tage dicht bleiben.

Man mag fragen: spielt es denn eine Rolle, ob ein Containment schnell undicht wird oder nicht? Die Antwort ist ja. Eine sehr große sogar. Das gilt nicht nur für die Einleitung von Notfallmaßnahmen.

Wenn ein Brennstab schmilzt, verdampfen die Stoffe mit niedriger Siedetemperatur und entweichen. Das sind im wesentlichen alle Edelgase, Iod und Cäsium (mit einer Siedetemperatur von etwa 400 Grad). Das Cäsium kühlt kurz darauf ab. Es bildet Aerosole die in der Luft schweben und sich langsam absetzen. In einem Containment dauert es ohne weiter Maßnahmen etwa 8-12 Stunden, bis sich 90% der Aerosole in der Luft abgesetzt haben. Weitere 8-12 Stunden später sind es dann 99% und so weiter. Der gleiche Prozess führt im freien zum Fallout und der Contaminierung der Umgebung.

Wenn ein BWR Containment nach nur 30 Minuten undicht wird, haben sich diese Aerosole kaum abgesetzt. Das undichte Containment setzt die Aerosole frei, was die Contaminierung großer Gebiete zur Folge hat. Bereits der WASH-1400 gab 1975 die Fläche mit einigen 1000km² an, was der Erfahrung in Fukushima Daiichi entspricht (wobei sich dort nur knapp 1000km² an Land befinden).

Mit einem Containmentspray, wie es in Containments von Druckwasserreaktoren (PWR) vorhanden ist, braucht es nur etwa 15-20 Minuten bis 90% der Aerosole ausgewaschen sind. Die älteren BWR Containments von General Electric bieten aber zu wenig Volumen und eine ungünstige Geometrie für effektive Sprays.

Das ist der Grund, weshalb die Kernschmelze von Three Mile Island  kaum Auswirkungen auf die Umwelt hatte. Das Containment hielt über mehrere Tage dicht und das Containment Spray kam mehrfach zum Einsatz.

… aber man kann Nachrüsten

Als der WASH-1400 Bericht 1975 veröffentlicht wurde, führte das zu großen Bedenken und Protesten, insbesondere weil damals keine Vorschriften erlassen wurden um gegen die Folgen einer solcher Kernschmelze etwas zu unternehmen. Stattdessen stellte man in den USA die Ursachenbekämpfung und die geringe Wahrscheinlichkeit eines solchen Falls in den Vordergrund.

In Europa änderte sich das im Lauf der 80er Jahre. 1980 schrieb man zuerst in Schweden den Einbau von gefilterten Containmententlüftungen vor. Damit kann man den Druck reduzieren, indem man die Luft (mit Wasserdampf, Wasserstoff und den Aerosolen) durch einen Filter aus dem Containment entlässt. Im Fall der BWR mussten diese in der Lage sein 99,99% der Aerosole auszufiltern und mit Katalysatoren ausgestattet werden, die den Wasserstoff kontrolliert mit Sauerstoff reagieren lassen, um die Explosionsgefahr zu vermeiden.

Diese Vorschrift war die Konsequenz, die man in Schweden aus der Kernschmelze in Three Mile Island von 1979 gezogen hat. Der Unfall in Tschernobyl war ausschlaggebend für ähnliche Vorschriften in Deutschland und Frankreich 1988. Details zu diesen Systemen lassen sich beispielsweise in den Proceedings einer Konferenz der OECD in Paris von 1988 nachlesen. (“Specialist Meeting on Filtered Containment Venting Systems”)

Auch Japan führte solche Vorschriften ein – im Jahr 2013.

Hätte eine solche Vorrichtung in Fukushima Daiichi existiert, selbst eine sehr einfache die nur 90% der Aerosole ausgefiltert hätte, gäbe es heute kein Gebiet in Japan mit einer Strahlenbelastung über 20mSv pro Jahr. Stattdessen liegt sie in einigen Gegenden noch immer über 100mSv pro Jahr.

Nein, Fukushima ist nicht in Deutschland, sondern in einem Land voller Widersprüche am anderen Ende der Welt.

One thought on “Fukushima ist nicht in Deutschland

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