"Bei 3.000 Grad ist alles geschmolzen"
Auch wenn es in den nächsten Tagen gelingen sollte, die Lage unter Kontrolle zu bringen - der Reaktor im AKW Fukushima I sei auf jeden Fall eine Ruine, deren strahlende Teile nach einer Wartefrist geborgen und sicher verwahrt werden müssen, schildert Villa im Interview.
Mario Villa ist Leiter des Forschungsreaktors am Atominstitut der Technischen Universität Wien
science.ORF.at: Was ist eine Kernschmelze?
Mario Villa: Grob gesagt schmelzen die im Reaktor verbauten Materialien - allerdings hat jedes Material einen anderen Schmelzpunkt. Regelstäbe haben einen Schmelzpunkt von 800 bis 1.000 Grad Celsius, Hüllenmaterialien wie Zirkalloy verflüssigen sich bei rund 1.800 Grad, der Brennstoff selbst, also Urandioxid, schmilzt erst bei 2.850 Grad. Die Kernschmelze passiert also nicht auf einmal, sondern stufenweise - außer, man spricht von Temperaturen um 3.000 Grad Celsius. Dann ist alles geschmolzen.
Dringen die geschmolzenen Materialien immer in den Boden?
Nein. Beim Reaktorunfall von Three Mile Island 1979 - damals war ein ähnlicher Reaktortyp betroffen wie derzeit in Japan - ist ein Teil des Kerns geschmolzen. Die Schmelze wurde allerdings vom unteren Teil des Druckbehälters aufgefangen.
Wie ist ein Reaktor nach unten hin abgesichert?
Grundsätzlich gibt es den Druckbehälter, eine durchschnittlich 25 Zentimeter dicke Stahlschicht, der auch den Austritt von radioaktivem Material in den Boden verhindern soll. Reaktoren neuerer Bauart sehen weitere bauliche Maßnahmen für den Fall vor, dass der Kern durch den Druckbehälter nach unten schmilzt. Der European Pressurized Reactor verfügt an der Unterseite über einen "Core Catcher" und weitere Flächen, auf denen das flüssige Material abgekühlt werden kann. Der Reaktor in Japan ist ein älterer Typ, er ging schon 1971 in Betrieb. Da ist so eine weitere Schutzschicht nicht vorgesehen.
Warum gelangt Radioaktivität schon vor der Kernschmelze in die Umwelt?
Auch bei geringeren Temperaturen können beispielsweise die Brennelemente bereits beschädigt sein - etwa durch einen Riss im Hüllenmaterial, durch den radioaktive Edelgase wie Xenon und Krypton austreten können. Cäsium und Jod wurden schon in der Umgebung von Fukushima gemessen, man kann also davon ausgehen, dass die Hüllen der Brennelemente beschädigt sind.
Wie wird ein Reaktor abgeschaltet?
Ein Reaktor wird mit Kontrollstäben geregelt, die aus Materialien mit stark absorbierender Wirkung bestehen. Sie wirken wie eine Bremse, weil sie einen Teil der durch die Kernspaltung freigesetzten Neutronen aufnehmen, damit sie nicht für weitere Spaltungen zur Verfügung stehen. Bei Abweichungen vom Normalbetrieb wie etwa einer Erdbebenmeldung werden die Regelstäbe in den Kern eingefahren und verringern dort sofort die Leistung des Reaktors. In Japan waren die Kernkraftwerke schon abgeschaltet, als die Erdbebenwirkung zu spüren war. Das große Problem ist entstanden, weil das Erdbeben Teile des Kühlkreislaufes zerstört hat. Es wurde auf Notstromkühlung umgeschaltet, allerdings wurden jene Bereiche, in denen sich die Notstromdiesel befanden, durch den Tsunami überspült. Angeblich erhielt man das System dann mit Batterien noch fünf Stunden am Leben. Seitdem wird anscheinend versucht, den Reaktor durch das Einspeisen von Wasser immer wieder zu kühlen.
Sendungshinweise:
Die Informationssendungen des ORF berichten laufend über die Ereignisse nach dem Beben in Japan.
Ist das Wasser radioaktiv verseucht, wenn es den Reaktor verlässt?
Das durch den Kern gepumpte Wasser ist natürlich radioaktiv verseucht. Derzeit kann man allerdings nicht beurteilen, ob und wie viel solches Wasser tatsächlich entsteht, denn es könnte sein, dass der innere Kühlkreislauf noch intakt ist. Wie genau die Betreiberfirma des AKW die Kühlung bewerkstelligt, kann momentan nicht gesagt werden.
Was passiert mit dem Reaktor, wenn die Situation entschärft ist? Kann man ihn noch einmal "reparieren"?
Der Reaktor ist nicht mehr einsetzbar. Sollte es gelingen, den Kern abzukühlen und die Kettenreaktion zu stoppen, muss nach einer Abklingphase das geschmolzene Material aus dem Reaktor geholt und sicher verwahrt werden.
Das heißt, der Reaktor wird zu einer Ruine, die man entsorgen muss?
Richtig. Beim Unfall in Three Mile Island wurde fünf Jahre gewartet, bis der Reaktor erstmals geöffnet wurde. Man lässt die kurzlebigen radioaktiven Materialien abklingen, nach einer gewissen Zeit bringt das Warten aber nichts mehr, weil die anderen Elemente ohnehin viel zu lange zum Zerfallen brauchen. Dann wird der Rest herausgeholt und sicher gelagert.
Elke Ziegler, science.ORF.at
