Die Reaktorkatastrophe von Fukushima und ihre Folgen

Jannis Wüster ist Physiker. Er ist Teil der VCP-Kontingentsleitung für das Jamboree 2015 in Japan. Am Rande einer Dienstreise nach Japan hat er den Ort Fukushima besucht und sich ein Bild von der Lage vor Ort gemacht. Auf der Basis von öffentlich zugänglichen Quellen hat er ein umfassendes Lagebild erstellt.

 

Was ist passiert?

Erdbeben

Am 11. März 2011 ereignete sich um 14:46 japanischer Zeit ein schweres Erdbeben der Magnitude 9.0 im Pazifik etwa 130 km vor der nordjapanischen Küste. Die Erdbewegung versetzte Japan um einige Meter nach Osten und führte zu einer Absenkung des Niveaus an der Nordküste um einen halben Meter.

Die seismischen Wellen trafen 30 Sekunden später auf das an der Küste stehende Atomkraftwerk Fukushima Dai-ichi und lösten in den 3 von 6 Kernreaktoren, die dort zu dem Zeitpunkt in Betrieb standen, die Schnellabschaltung aus. Das Erdbeben führte auch zum Ausfall des Kühlungssystems eines Reaktors und unterbrach die externe Stromversorgung des Kraftwerks, so dass die Kühlungssysteme der anderen Reaktoren nun mit Strom aus dieselbetriebenen Notstromaggregaten laufen mussten.

Tsunami

Wegen der geringen Tiefe (24 km) und der vertikalen Richtung des Bruches baute sich im Ozean oberhalb der Bruchzone eine Tsunamiwelle auf, die die gesamte japanische Nordostküste auf einer Länge von 500 km traf, eine Fläche von 590 Quadratkilometern überschwemmte und dabei über 19.000 Menschen tötete und 130.000 obdachlos machte.

Kernschmelze

Die Tsunamiwellen erreichten das Atomkraftwerk 50 Minuten nach dem Beben, sie hatten dort eine maximale Höhe von 14 Metern und überfluteten damit die Schutzmauern, drangen in die Gebäude ein und führten zum Defekt der Notstromaggregate und somit zum Gesamtstromausfall. Außerdem wurden die Wärmetauscher beschädigt. Es versagte also die gesamte Kühlung und die Reaktorkerne begannen sich aufzuheizen. Denn auch im abgeschalteten Zustand erzeugen die benutzten Brennelemente noch reichlich Wärme, verformen sich und beginnen schließlich oberhalb von 2500 Grad Celsius zu schmelzen, wenn es der Bedienmannschaft nicht gelingt, diese Nachzerfallswärme abzuführen. Eine solche sogenannte Kernschmelze ist deswegen gefürchtet, weil dabei die hochradioaktiven Spaltprodukte, die beim Normalbetrieb des Reaktors entstehen, aber in den Brennstäben eingeschlossen bleiben, nunmehr frei werden. In Fukushima Dai-ichi kam es in allen 3 betroffenen Reaktoren innerhalb der ersten 3 Tage zur Kernschmelze. Mindestens in einem Reaktor wurden auch das Reaktordruckgefäß und der Sicherheitsbehälter durchschmolzen, und die glühende Masse drang 65 cm tief in den Boden des Reaktorgebäudes aus Stahlbeton ein.

Knallgasexplosionen

Innerhalb der überhitzten Reaktordruckgefäße entstand durch chemische Reaktion des Wasserdampfes mit dem Zirkonium der Brennstabhüllen Wasserstoff. Um die Reaktorkerne mit einfachen Feuerwehrpumpen kühlen zu können (die Hochdruckpumpen waren durch Stromausfall und Defekte alle ausgefallen), musste Druck abgelassen werden. Beim Druckablassen entwich mit dem Wasserdampf auch Wasserstoff, er bildete mit dem Luftsauerstoff explosives Knallgas. Es kam zu Knallgasexplosionen in 4 Reaktorgebäuden (den dreien mit notabgeschaltetem Reaktor und einem mit Reaktor in der Wartungspause, in das der Wasserstoff durch Rohrleitungen eingedrungen war.) Die Explosionen durchbrachen die Dächer der Reaktorgebäude und richteten im Inneren schwere, auch strukturelle Schäden an. Diese Explosionen sind allerdings nicht mit der Explosion bei der Katastrophe von Tschernobyl 1986 zu vergleichen: bei dieser war die Kernreaktion selbst außer Kontrolle geraten, und die Hitze des Großbrandes des dort im Reaktorkern enthaltenen Graphits hatte radioaktive Gase und Staub bis in große Höhe aufsteigen lassen, von wo sie sich mit dem Wind über weite Teile Europas verbreiteten.

Freisetzung von Radionukliden

Stark radioaktiv kontaminiert wurden zunächst die Reaktorgebäude und das Betriebsgelände, was die Rettungsarbeiten (zusätzlich zu den Zerstörungen durch Erdbeben und Tsunami) stark behinderte. Weiterhin flossen grössere Mengen an Radioaktivität ins Meer, da man das zum Kühlen eingesetzte Frischwasser und später Seewasser anfangs nicht auffangen konnte. Für die Bewohner der Umgebung des Kraftwerks katastrophal konnte aber vor allem die Freisetzung von leichtflüchtigen Radionukliden in die Luft sein. Von besonderer Bedeutung sind dabei Jod-131 und Cäsium-137. Jod-131 sammelt sich, wenn es eingeatmet wird, in der Schilddrüse an, und kann dort zu Schilddrüsenkrebs führen. Ein Mittel dagegen ist die Einnahme von reichlich nicht-radioaktivem Jod in Tablettenform, was dem Einbau des Jod-131 entgegenwirkt. Jod-131 hat eine Halbwertszeit von nur 8 Tagen, so dass seine Konzentration und damit die Gefahr nach der Erzeugung und Freisetzung schnell absinkt). Cäsium-137 sammelt sich in keinem Körperteil verstärkt an. Aber es hat eine Halbwertszeit von 30 Jahren, so dass es ein Menschenalter lang gefährlich bleibt. Wird es in den Körper aufgenommen (z.B. durch Kontakt mit kontaminiertem Boden oder durch Essen von auf dem kontaminierten Boden gewachsenen Feldfrüchten), so bleibt es durchschnittlich 70 Tage im Körper und kann Krebs erregen. Die Gesamtmenge an aus Fukuschima Dai-ichi freigesetzter Radioaktivität aus Cäsium-137 war etwa ein Fünftel derjenigen aus Tschernobyl, diese schlug sich aber vor allem in der weiteren Umgebung des Kraftwerks (10-30 km) nieder, und zwar wegen der in den Tagen der meisten Freisetzung (14.-16.3.) vorherrschenden Windrichtung vor allem in ihrem Nordwesten.

Evakuierung

In Japan gibt es anhaltend viel Kritik an den Aktionen der Behörden und des Anlagenbetreibers Tepco, aber aus der Außenseiterperspektive muss man sagen, dass es mit einer (insbesondere angesichts der gleichzeitig hereingebrochenen, ungleich größeren Tsunamikatastrophe) bewundernswerten Disziplin gelang, die in der Umgebung des Kraftwerks wohnenden etwa 160,000 Menschen zu evakuieren, und zwar bevor es zur Freisetzung von Radioaktivität in die Luft kam. Es wurde zunächst eine Sperrzone von etwa 30 km Durchmesser eingerichtet, in der niemand wohnen darf. Manche Gebiete werden wohl auf Jahrzehnte hinaus unbewohnbar bleiben. Die Menschen kamen zunächst in Notquartieren wie Schulen, Gemeindesälen u.ä. unter und harrten dort zum Teil wochenlang aus.

Gesundheitsschäden

Es wurden keine Symptome von Strahlenkrankheit gemeldet. 167 Kraftwerksarbeiter haben eine Strahlendosis von mehr als 100 milli-Sievert (mSv) erhalten, die höchste gemessene Dosis betrug 678 mSv. (das Sievert ist eine Maßeinheit für die biologische Schadenswirkung radioaktiver Strahlung, zum Vergleich, die maximal gesetzlich erlaubte Jahresdosis für beruflich strahlenexponierte Personen beträgt in Deutschland 20 mSv. In Japan wurde diese erlaubte Jahreshöchstdosis nach dem Unfall in Fukushima von 100 mSv auf 250 mSv erhöht.) In der Stadt Fukushima, 60 km vom Kraftwerk entfernt, wurden am 4.April 2011 0,06 mSv pro Tag gemessen, was hochgerechnet aufs Jahr zu 22 mSv führen würde. Ganzkörperzählungen verschiedener Bevölkerungsgruppen haben entweder nicht-messbare oder sehr geringe Strahlenbelastungen ergeben. Im Mai 2013 wird ein großer Bericht (UNSCEAR Fukushima Report) über die gesundheitlichen Folgen der Katastrophe von Fukushima erwartet, zu dem verschiedene UN-Organisationen beigetragen haben. Ich werde ihn mir beschaffen und auswerten. Es gibt Zwischenberichte, die eher beruhigend sind.

Wie ist die Lage nach 2 Jahren?

Die havarierten Reaktoren werden gekühlt und stabilisiert, es lagern noch teilabgebrannte Brennstäbe in einem Abklingbecken im oberen Stock von Reaktor 4, das im Falle eines neuerlichen starken Erdbebens einsturzgefährdet ist. Mit der Bergung dieser Brennstäbe wurde begonnen, sie wird aber jahrelang dauern. Mittlerweile werden Hüll- und Dachkonstruktionen für die Reaktoren vorbereitet, um weitere Freisetzungen zu verhindern. Ihr kompletter Abbau liegt in ferner Zukunft.

Es lebt immer noch eine große Zahl von Evakuierten in provisorischen Unterkünften (1 Container pro Familie), im März 2012 waren es noch etwa 100,000, eine jüngere Statistik habe ich bislang nicht gefunden. Viele von diesen sind alte Bauern, die mit ihrer tristen Situation schlecht zurechtkommen, und doch noch auf Rückkehr hoffen.

Die Strahlungsniveaus werden regelmäßig gemessen, sowohl von Landmeß-stationen als auch durch Flugmessungen, und auf Karten veröffentlicht. Sie sind schon im Abstand von 60 km am Ort der nächsten Großstadt Fukushima-Stadt sehr gering (umgerechnet ca. 6 mSv/Jahr) und in weiteren Abständen, wie beispielsweise am 930 km entfernten Jamboreelagerplatz, nicht mehr von der natürlichen Hintergrundstrahlung zu unterscheiden.

In der Stadt Fukushima und anderen Gemeinden in der Umgebung werden die obersten 15 cm des Bodens in Parks, Grünanlagen usw. abgetragen und deponiert, um die Gefahr der Kontamination zu reduzieren. Einwohner von Fukushima-Stadt importieren ihr Trinkwasser, besonders für Kleinkinder, aus Quellen in anderen Landesteilen. Reis darf ab 2013 wieder angebaut werden, Gemüse und Fische werden vor dem Verkauf gemessen, es gibt im Stadthaus auch öffentliche Messstationen, die den Bürgern zur Verfügung stehen. Dennoch wandern junge Familien in andere Landesteile ab und es gibt in Fukushima-Stadt beispielsweise zu wenig Krankenhausärzte.

Die Strahlenbelastung des Leitungswassers wird im ganzen Land regelmäßig gemessen und veröffentlicht, sie ist in Westjapan nicht nachweisbar.

Von allen 50 kommerziellen Atomreaktoren Japans laufen zurzeit nur 2, die Mehrheit der Bevölkerung ist mittlerweile sehr kritisch gegenüber der Atomindustrie und die DJP-Regierung verfolgte ein Ausstiegszenario. Die Atomaufsicht wurde neu organisiert, und die Vorschriften für Erdbeben- und Tsunamisicherheit wurden stark verschärft.

Was bedeutet das alles für das 23. Weltjamboree?

Gesundheitlich gesehen gar nichts! Der Lagerplatz liegt 930 km südwestlich von Fukushima. Dort wurde nicht einmal das Erdbeben verspürt.

Radioaktiver Fallout ist nicht bis dorthin gelangt. Es herrscht die normale Hintergrundstrahlung. Im Wasser ist keine Radioaktivität über dem Hintergrund messbar. Auch Besuche in Tokyo oder auch in Fukushima-Stadt (wo ich im Februar zu Besuch war) sind völlig risikolos.

Die dreifache Katastrophe (Erdbeben, Tsunami, Atomunfall), zusammen mit den noch monatelang andauernden Nachbeben, hat die japanische Gesellschaft stark getroffen und zum Teil demoralisiert. Die Evakuierten, besonders die betagten Landwirte, die die Mehrheit der Landbevölkerung stellen, waren und sind arm dran. Der Abschied von der Atomindustrie wird nicht einfach und auf jeden Fall teuer. Der Abbau der Ruinen von Fukushima Dai-ichi wird dauern.

120 Millionen Menschen leben in diesem Land 365 Tage im Jahr. Wenn wir sie 3 Wochen lang besuchen, setzen wir uns keiner besonderen Gefahr aus, aber zeigen unsere Freundschaft und Solidarität.

Jan Wüster (Foto: Peter Neubauer)

Jan Wüster (Foto: Peter Neubauer)

Quellen