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Gefahr der Strahlenbelastung in Deutschland

Es treten vermehrt Medienberichte auf in denen berichtet wird, dass in auch Deutschland vermehrt Jodtabletten von besorgten Bürgern gekauft werden. Da die Gefahr von Strahlenbelastung in Deutschland durch das Reaktorunglück in Japan verschwindend gering ist, wie von allen Experten einstimmig betont wird, wird dringend davon abgeraten, Jodtabletten in Deutschland zu sich zu nehmen, da die hohen Konzentrationen gesundheitsschädlich sind und nur bei akuter Gefahr durch radioaktives Jod eingenommen werden sollen. Da radioaktives Jod-131 eine sehr kurze Halbwertszeit von ca. 8 Tagen hat, ist bereits seit der Abschaltung die Hälfte der radioaktiven Jod-Isotope in den Reaktoren zerfallen. Eine größere Freisetzung von Kernbrennstoff und Spaltprodukten hat es zudem in den Anlagen von Fukushima noch nicht gegeben. Daher wurde selbst in Japan noch keine Einnahme der Jodtabletten angeordnet.

Über die aktuelle Strahlenbelastung in Deutschland informiert das Bundesamt für Strahlenschutz. Über dessen Internetseite kann die aktuelle Gamma-Ortsdosisleistung für hunderte Messstationen in Deutschland online abgerufen werden: http://odlinfo.bfs.de/. Die zur Zeit gemessene Hintergrundstrahlung von unter einem µSv/h ist kosmischen und terristrischen Ursprungs.

Die aktuellen Dosisraten an 47 Messstellen in Japan werden vom japanischen Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie auf folgender Webseite veröffentlicht: http://www.mext.go.jp/english/radioactivity_level/detail/1303962.htm. Zur Zeit liegt die Dosisleistung an allen Messpunkten unter 0,2 µSv/h und ist daher unbedenklich.

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Entspannung der Lage in den Unglücks-Reaktoren in Sicht

Die nach der Abschaltung eines Reaktors anfallende Nachzerfallswärme aus radioaktivem Zerfall klingt mit der Zeit ab. Direkt nach dem Abschalten des Reaktors entstehen noch ca. 7% der Nennleistung an Nachzerfallswärme, was bei einem 2 GWth-Reaktor ca. 150 MW entspricht (Leistung von 50 großen Windkraftanlagen). Diese Nachzerfallswärme muss über eine ausreichende Kühlung des Reaktors abgeführt werden, da sich sonst die Brennelemente erwärmen und bei komplett ungekühltem Reaktor der Kern schmelzen kann.

Die Nachzerfallsleistung nimmt aber mit der Zeit ab und lässt sich empirisch berechnen. In diesem Moment (26.09.16 12:25 Uhr) beträgt sie ca. 0,0047% der Nennleistung, also 0,112 MW (Fukushima I Daiichi, Blöcke 2 und 3), was einer Leistung von ca. 0,0 Windrädern entspricht. Die Höhe der Nachzerfallswärme hängt von der Betriebsdauer seit der letzten Betriebsunterbrechung ab. Bei der Berechnung wurde vom ungünstigsten Fall ausgegangen, dass die letzte Revision bereits ein komplettes Jahr zurückliegt, die tatsächliche Nachzerfallsleistung sollte also etwas darunter liegen. Diese Leistung muss abgeführt werden, um ein Schmelzen des Kerns zu verhindern. Da die Leistung schon relativ gering ist, sind die zur Zeit unternommenen Maßnahmen (Einspeisung von Meerwasser in den Reaktordruckbehälter) vielversprechend.

Dies gilt ausdrücklich nicht für die Lage in den Abklingbecken, die vor allem im Block 4 der Anlage Fukushima I Daiichi dramatisch ist. Da in den Brennelemente schon längere Zeit keine Kernspaltung stattgefunden hat, sind kurzlebige Radioisotope bereits zerfallen und die Nachzerfallsleistung hat sich auf einem konstanten niedrigen Niveau eingestellt. Mit einem weiteren schnellen Abnehmen der Nachzerfallsleistung ist nicht zu rechnen, sie nimmt erst über Jahre hinweg weiter kontinuierlich ab.

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Ablauf des Reaktorunglücks in der Anlage Fukushima I Daiichi

Durch das Erbeben am Freitag, 11.03.2011 um 08:15 Uhr (MEZ), wurde die Reaktorschnellabschaltung in allen in Betrieb befindlichen Blöcken der Kernkraftwerke Fukushima I Daiichi, Fukushima II Daini, Onagawa und Tokai ausgelöst. Kernreaktoren können nicht sofort komplett abgeschaltet werden. Sie produzieren nach der Abschaltung durch den radioaktiven Zerfall Nachzerfallswärme (ca. 7% der Nennleitung), die abgeführt werden muss, da sich sonst die Brennelemente stark erwärmen und schmelzen können. Die Notstromdiesel, die zur Versorgung der Kühlmittelumwälzpumpen mit elektrischem Strom vorgesehen sind, nahmen zunächst bestimmungsgemäß ihren Betrieb auf, sind jedoch in den Anlagen Fukushima I (Daiichi) und Fukushima II (Daini) durch die aufs Erbeben folgende Tsunami-Welle ausgefallen. Durch die Kühlmittelumwälzpumpen wird eine geregelte Umwälzung des Kühlmittels sichergestellt (z.B. Wärmeabführ an einen Sekundärkreislauf über einen Wärmetauscher/Kondensator). Nach dem Ausfall der Dieselaggregate wurde zunächst die Kühlung über auf der Anlage befindliche Batterien sichergestellt, allerdings konnte eine anderweitige Versorung der Anlage mit elektrischem Strom nicht schnell genug sichergestellt werden, bevor die Energie aus den Batterien aufgebraucht war und die Abfuhr der Nachzerfallswärme kam zum erliegen. Dadurch begann das Wasser, das sich im Reaktordruckbehälter befand, zu verdampfen und entwich über ein Leck im Wasserdampfkreislauf ins Containment (zunächst im Block 1 des Kraftwerks Fukushima I - Daiichi).

Ein jeder westlicher Reaktor hat allerdings auch die Möglichkeit Kühlmittel z.B. mittels Feuerwehrpumpen von außen über entsprechende Stutzen und Rohrleitungen in den Reaktordruckbehälter einzuspeißen, und so die Kühlung in einem gewissen Maße sicherzustellen, allerdings steigt dann auch der Druck im Containment, da zusätzliches Kühlmittel eingespeißt wird, das wieder verdampfen kann. So wurde versucht die Kühlung über dieses System weiterhin sicherzustellen.

Der entstandene Dampf, der aufgrund von vorhandenen überhitzungsbedingten Hüllrohrschäden an den Brennstäben radioaktiv war (kontaminiert mit Spaltprodukten aus den Uran-Pellets), führte zu dem enormen Druckanstieg im Sicherheitsbehälter. Darüber hinaus bildete sich Wasserstoff innerhalb des Reaktordruckbehälters, da die Zirkonium-Hüllrohre der Brennelemente bei hohen Temperaturen mit Wasser oxidiert werden und dabei Wasserstoff entsteht. Um die Integrität des Sicherheitsbehälters zu gewährleisten, musste Druck und damit auch Wasserstoff ins Reaktorgebäude abgelassen werden. Dieser Wasserstoff entzündete sich zunächst in Block 1, später auch in Block 3. Wegen des schlechten Designs des Containments (General Electric Mark I) wurde der obere Teil der Reaktorgebäude durch die Explosion stark beschädigt, da die Reaktorgebäude relativ schwach ausgelegt waren, was auch schon in einer amerikanische Reaktorsicherheitsstudie von 1986 bemängelt wurde. Damals wurde bereits erkannt, dass bei einem schweren Unfall das Containment mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 Prozent versagen würde. Die Reaktorgebäude der in Deutschland betiebenen Anlagen haben wesentlich dickere Betonmäntel/Containments: bei älteren Reaktoren (Isar 1, Brunsbüttel, Philippsburg 1 und Krümmel) der Baulinie 69 (KWU) beträgt sie ca. 80 cm, bei den neuen Anlagen der Bauline 72 beträgt die Dicke des Betonmantels 150 cm.

Der stählerne Sicherheitsbehälter, der sich weiter innen im Reaktorgebäude befindet und ca. 3 cm dick ist, war nach Angaben der japanischen Behörden beim Blöck 1 und 3 nach der Wasserstoffexplosion noch intakt und hielt nachwievor Brennstoff und Spaltprodukte in der Anlage zurück.

Auch in Block 2 wurde von einer Explosion berichtet, die im Bereich des Drywell Torus stattgefunden haben soll. Dieser Ring unterhalb des Reaktors ist für die Kompensierung eines Druckanstiegs im Sicherheitsbehälter verantwortlich. Bei der Explosion wurde die äußere Hülle des Reaktorgebäudes nicht beschädigt, allerdings deutete ein Anstieg der Dosisleistung in Block 2 darauf hin, dass durch die Explosion der Sicherheitsbehälter beschädigt worden sein könnte.

Nach einer erneuten Explosion in Block 3 und dem Austritt von weißem Dampf lag die Vermutung nahe, dass auch der Sicherheitsheitbehälter dieses Blockes beschädigt sein könnte. Mit dem Dampf ist auch die Strahlen-Dosisleitung im Bereich des Blockes zunächst massiv angestiegen, was auch Löscharbeiten am Block 4 beeinträchtigte. Einige Stunden danach ist die Dosisleistung allerdings auf ein moderates Maß gesunken, sodass stabilisierende Arbeiten an den Reaktoren fortgesetzt werden konnten. Später wurde berichtet, dass der Sicherheitsbehälter intakt sei und dass der Dampf aus dem Abklingbecken des Blockes 3 stammte.

Zum Zustand der Kerne lässt sich nach den vorliegenden Informationen nichts konkretes sagen: Es ist denkbar, dass nur Hüllrohre zum jetztigen Zeitpunkt versagt haben. Medienberichten zufolge sind ca. 70% der Hüllrohre in Block 1 und 30% der Hüllrohre in Block 2 beschädigt. Eine (partielle) Kernschmelze ist jedoch ebenfalls möglich, wenn die Kühlung der Kerne nicht ausreichend sichergestellt werden konnte. Jedoch könnte selbst bei einer Kernschmelze die freigesetzte Aktivität auf die Anlage und die nähere Umgebung beschränkt bleiben, wenn eine Kühlung sichergestellt werden kann und der ca. 15-20 cm dicke stählerne Reaktordruckbehälter intakt bleibt.

Der Reaktor in Block 3 ist nach Medienberichten zufolge mit MOX-Brennelemente bestückt. Bei MOX handelt es sich um Mischoxid mit Plutonium- und Uran-Anteilen. Aufgrund der hohen toxischen Eigenschaften stellt Plutonium bei der Freisetzung aus einem Reaktorkern schon bei sehr kleinen Mengen besondere Gefahren dar. MOX wird seit ca. 5 Jahren auch in deutschen und europäischen Reaktoren eingesetzt. In einem Uran Brennelement werden im Laufe der drei Jahre, indem es sich im Reaktor befindet ebenfalls Plutonium-239 und Plutonium-240 erbrütet, das zum Teil auch unter Energiegewinn wieder gespalten wird. So sind in einem Uran-Brennelement auch ca. 1,5% Plutonium am Ende seiner Nutzungsdauer enthalten. Plutonium-239 kann bei der Wiederaufarbeitung abgetrennt und mit frischem Uran zu neuen Brennelementen verarbeitet werden, da es in thermischen Leichtwasserreaktoren spaltbar ist. Ein Großteil des verwendeten Plutoniums in MOX-Brennelementen stammt allerdings aus Kernwaffen, damit trägt die Verwendung von MOX-Brennelementen zur nuklearen Abrüstung bei. Zur Zeit stammt 40% des verwendeten Kernbrennstoffs aus Kernwaffen (Plutonium und hoch angereichertes Uran).

Zunächst wurde versucht die Kühlung der Reaktordruckbehälter von außen sicherzustellen, indem die Sicherheitsbehälter mit Meerwasser gemischt mit Borsäure als Neutronenabsorber geflutet wurde. Dies ist als letzte Maßnahme bei einem auslegungsüberschreitenden Störfall, wie er in den Blöcken 1 bis 3 der Anlage Fukushima I Daiichi derzeit mit Gewissheit vorliegt, eine durchaus vorgesehene Maßnahme um den Störfall zu beherrschen. Wenn der Sicherheitsbehälter mit Wasser geflutet wird, sind große Mengen an Wasser um den Reaktor herum vorhanden und die Nachzerfallswärme kann an diesen großen Wärmespeicher abgegeben werden und somit der Kern heruntergekühlt und ein weiteres aufschmelzen (auch des Reaktordruckbehälters) verhindert werden.

Zur Zeit wird Meerwasser direkt über Feuerwehrschleuche und -pumpen in die Reaktordruckbehälter der Blöcke 1 bis 3 eingespeist und die Abklingbecken periodisch mit Wasser vom Boden aus besprüht oder mit einer Betonpumpe befüllt. Eine Versorgung mit elektrischem Strom von Verbundnetz wurde für alle Blöcke aufgebaut und die Instrumentierung in den Kontrollräumen in Betrieb genommen. Zur Zeit wird an der Inbetriebnahme der einzelnen Komponenten gearbeitet. Dabei werden die Systeme auf Beschädigungen überprüft und an der Inbetriebnahme der Redundanz gearbeitet, die sich im besten Zustand befindet.

Stand: 24.03.2011 um 17:51 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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Chronologie der Ereignisse in Block 1 Fukushima I Daiichi

Block 1 wurde - wie alle anderen Reaktoren im Erdbebengebiet - durch den Reaktorschutz automatisch abgeschalten. Bereits Freitag Abend, 12.03.2011, waren die Dieselgeneratoren durch den nachfolgenden Tsunami ausgefallen und das Kühlsystem kam zum Erliegen.

Am Samstag, 12.03.2011, begann das Niveau des Wasserspiegels im Reaktordruckbehälter zu fallen und der Druck im Sicherheitsbehälter zu steigen. Trotz der Versuche boriertes Meerwasser in den Reaktordruckbehälter über Feuerwehrschleuche und -pumpen einzuspeisen, fiel der Wasserspiegel und die Brennelemente waren im oberen Teil von ca. 1,70 m nicht mehr mit Wasser gekühlt, sodass die Zirkonium-Hüllrohre bei hohen Temperaturen durch Oxidation mit Wasser Schaden nahmen. Dabei entstand auch Wasserstoff. Späteren Berichten zufolge wurden 70% der Hüllrohre beschädigt.

Der Druckanstieg im Sicherheitsbehälter musste durch Ablassen von radioaktivem Dampf und entstandenem Wasserstoff ins Reaktorgebäude gestoppt werden, um die Integrität des Sicherheitsbehälters zu gewährleisten. Dadurch sammelte sich der Wasserstoff im oberen Teil des Reaktorgebäudes an und entzündete sich. Bei der Explosion wurde das Dach des Reaktorgebäudes stark beschädigt und vier Kraftwerksmitarbeiter verletzt.

Nachdem sichergestellt wurde, dass der Sicherheitsbehälter des Reaktors noch intakt war, setzten die Techniker die Einspeisung von Meerwasser in den Reaktordruckbehälter fort und konnten den Wasserspiegel wieder anheben.

Am Sonntag, 13.03.2011, musste die Kühlung des Reaktorkerns wegen niedrigem Wasserstand im Meerwassereinlaufbecken kurzzeitig unterbrochen. Es wurden mobile Dieselgeneratoren installiert, die Block 1 mit elektrischem Strom versorgten.

Nach fortgesetzter Einspeisung von Meerwasser in den Reaktordruckbehälter konnte am Samstag, 19.02.2011, die Instrumentierung für die Druckmessung im Sicherheitsbehälter wiederhergestellt werden.

Der Anschluss von Block 1 ans Verbundnetz gestaltete sich als schwieriger und brauchte daher mehr Zeit als in Block 2 weil das Reaktorgebäude mehr beschädigt war. Bis Mittwoch, 23.03.2011, konnte die Stromversorgung für einige Instrumentierungen in Betrieb genommen werden, welche einen hohen Druck und hohe Temperatur im Reaktordruckbehälter sowie im Sicherheitsbehälter anzeigen. Daher wurden zusätzlich zur Einspeisung über die Feuerwehrpumpen auch das Speisewassersystem genutzt, um Meerwasser einzuspeisen, wodurch die Temperatur etwas gesenkt werden konnte.

Japanische Behörden bewerten die Schäden am Reaktorkern und die Freisetzung von Radioaktivität durch Ausfall der Kühlung im Block 1 der Anlage Fukushima I Daiichi mit der Stufe 5 auf der INES Skala.

Stand: 24.03.2011 um 17:51 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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Chronologie der Ereignisse in Block 2 Fukushima I Daiichi

Auch Block 2 schaltete sich - wie alle anderen Reaktoren im Erdbebengebiet - direkt nach dem Erbeben automatisch ab. Die Notstromgeneratoren gingen zunächst bestimmungsgemäß in Betrieb, wurden allerdings durch den auf das Erdbeben folgenden Tsunami zerstört, sodass zunächst Batterien die Versorgung der Anlage mit elektrischen Strom übernehmen mussten. Am Sonntag, 13.03.2011, kam das Kühlsystem zum Erliegen, der Druck im Reaktor begann zu steigen und der Kühlmittelstand zu sinken. Um ein Bersten des Sicherheitsbehälters zu verhindern, wurde Druck und damit auch Radioaktivität ins Reaktorgebäude abgelassen.

Trotz der erfolgreichen Installation von mobilen Dieselgeneratoren für Block 2 und den Bemühungen den Druck im Sicherheitsbehälter zu senken stieg der Druck am Montag, 14.03.2011, weiter an und das Wasser-Niveau im Reaktordruckbehälter sank. Am Montag Nachmittag wurde auch in Block 2 mit der Einspeisung von boriertem Meerwasser über Feuerwehrschleuche und -pumpen in den Reaktordruckbehälter begonnen, allerdings ging der Treibstoff für die Pumpen aus und das Niveau im Reaktor sank, sodass über 2 Stunden und 20 Minuten die Brennelemente im Kern komplett unbedeckt von Wasser waren. Späteren Berichten zufolge wurden dabei 30% der Hüllrohre beschädigt.

Am Montag, 14.03.2011 um 22:41 Uhr (MEZ), wurde von einer Explosion berichtet, die im Bereich des Drywell Torus stattgefunden haben soll. Bei der Explosion wurde die äußere Hülle des Reaktorgebäudes nicht beschädigt, allerdings deutete ein Anstieg der Dosisleistung direkt nach der Explosion in Block 2 darauf hin, dass durch die Explosion der Sicherheitsbehälter beschädigt worden sein könnte.

Am Donnerstag, 17.03.2011, wurde begonnen ein Kabel zur Versorgung von Block 2 mit elektrischem Strom zu verlegen.

Am Freitag, 18.03.2011, und an nachfolgenden Tagen wurde immer wieder berichtet, dass weißer Rauch oder Dampf aus dem Gebäude von Block 2 austritt. Dabei kann es sich um einen Brand gehandelt, als wahrscheinlicher gilt allerdings, dass es sich um Dampf aus dem Abklingbecken handelt.

Am Sonntag, 20.03.2011, wurden 40 t Meerwasser ins Abklingbecken von Block 2 eingespeist (später nochmals 18 t) um das bis dahin gefallene Wasser-Niveau anzuheben und die Temperatur auf ca. 50°C zu senken. Darüber hinaus wurde die Stromleitung, das die Anlage mit elektrischem Strom aus dem Verbundnetz versorgen soll, an einen lokalen Verteiler in Block 2 um 22:46 Uhr (MEZ) angeschlossen. Von dort aus wurde die Stromversorgung für die anderen Blöcken in den nächsten Tagen aufgebaut und die einzelnen Komponenten von Block 2 mit Strom versorgt.

Instrumentierungen in Block 2 waren ab Mittwoch, 23.03.2011, wieder mit elektrischem Strom versorgt. Die Druckmessungen sind aber nicht verlässlich und geben wenig Aufschluss über den Zustand des Reaktordruckbehälters und Containments.

Japanische Behörden bewerten die Schäden am Reaktorkern und die Freisetzung von Radioaktivität durch Ausfall der Kühlung im Block 2 der Anlage Fukushima I Daiichi mit der Stufe 5 auf der INES Skala.

Stand: 24.03.2011 um 17:51 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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Chronologie der Ereignisse in Block 3 Fukushima I Daiichi

Block 3 schaltete sich - wie alle anderen Reaktoren im Erdbebengebiet - direkt nach dem Erdbeben automatisch ab. Die Notstromgeneratoren gingen zunächst bestimmungsgemäß in Betrieb, wurden allerdings durch den auf das Erdbeben folgenden Tsunami zerstört, sodass zunächst Batterien die Versorgung der Anlage mit elektrischen Strom übernehmen mussten. Am Sonntag, 13.03.2011, kam das Kühlsystem komplett zum Erliegen, der Druck im Reaktor begann zu steigen und der Kühlmittelstand zu sinken, bis ein Teil des Kerns nichtmehr mit Wasser bedeckt war und Hüllrohre und Brennstoff Schaden nehmen konnten.

Es wurde begonnen die Kühlung des Reaktorkerns durch Einspeisung von Meerwasser über Feuerwehrschleuche und -pumpen in den Reaktordruckbehälter sicherzustellen, die Operation wurde allerdings wegen niedrigem Wasserstand im Meerwassereinlaufbecken kurzzeitig unterbrochen.

Um den Druckanstieg im Sicherheitsbehälter zu begrenzen, wurde am Sonntag, 13.03.2011 um 01:40 Uhr (MEZ), damit begonnen, Druck und damit auch kontaminierten Dampf und Wasserstoff ist Reaktorgebäude zu abzulassen.

Am Montag, 14.03.2011 um 03:01 Uhr (MEZ), kam es zu einer Wasserstoffexplosion im Reaktorgebäude, der zweiten Explosion in der Anlage Fukushima I Daiichi. Dabei wurden sechs Kraftwerksmitarbeiter verletzt. Der Sicherheitsbehälter der Anlage blieb nachwievor intakt.

Am Dienstag, 15.03.2011, gab es Verwirrung um den Zustand des Sicherheitsbehälters nach einem lauten Knall mit anschließend massiven Anstieg der Radioaktivität zwischen Block 3 und Block 4 auf 400 mSv/h. Es war unklar, ob der Anstieg auf ein Versagen des Sicherheitsbehälters oder auf den Brand im Brennelemente-Lagerbecken in Block 4 zurückzuführen war. Zudem stieg weißer Dampf aus der Anlage auf. Zunächst wurde vermutet der Sicherheitsbehälter könnte versagt haben, da die Radioaktivität jedoch schnell zurückging, wurde das später dementiert. Der Sicherheitsbehälter soll nach neusten Meldungen intakt sein.

Am Mittwoch, 16.03.2011, stellte sich heraus, dass der austretende Dampf aus dem Abklingbecken des Blockes 3 stammte.

Um eine ausreichende Kühlung der Brennelemente im Abklingbecken sicherzustellen, wurde zunächst am Donnerstag, 17.03.2011, Wasser aus einem Militärhelikopter über Block 3 abgeworfen. Später, von 11:05 bis 12:09 Uhr (MEZ), wurde mit Feuerwehrfahrzeugen und Wasserwerfern der Polizei vom Boden das Reaktorgebäude mit Wasser besprüht. Es stieg weißer Dampf auf, was darauf hindeutete, dass das Abklingbecken getroffen wurde. Die Dampfentwicklung hielt bis Freitag an.

Feuerwehrfahrzeuge aus Tokio zur Unterstützung der Besprühung des Reaktorgebäudes trafen am Samstag, 19.03.2011, ein und verstärkten die bis dahin andauernden Kühlversuche. Weiterhin wurde auch Meerwasser in den Reaktordruckbehälter eingespeist.

Trotz der Kühlversuche stieg der Druck im Reaktordruckbehälter in Block 3 am Sonntag, 20.03.2011, woraufhin ein Ablassen des Druckes in die Umgebung in Erwägung gezogen wurde. Dies hätte die Freisetzung von Radioaktivität zur Folge gehabt, weswegen die Druckentlastung zunächst unterlassen wurde, da der Druck sich stabilisierte.

Ab Montag, 21.03.2011, wurde mit Arbeiten zum Aufbau der Stromversorgung für Block 3 begonnen. Dabei wird der Block an die Verteilerstation in Block 2 angeschlossen.

Nach einer erneuten Rauchentwicklung und damit verbundenem Anstieg der Dosisleistung am Montag, 21.03.2011 um 07:55 Uhr (MEZ), wurden alle Arbeiter, die in den Blöcken 1 bis 4 tätig waren für einige Stunden evakuiert. Später wurde mit den Arbeiten und dem periodischen Besprühen des Reaktorgebäudes fortgesetzt - seit Beginn der Operation bis Dienstag, 22.03.2011, wurden laut IAEA-Angaben mindestens 3742 t Wasser versprüht.

Bis Mittwoch, 23.03.2011, konnte nur die Beleuchtung des Kommandoraums in Betrieb genommen werden. An der Versorgung der Instrumentierung mit elektrischem Strom wird gearbeitet. Nach einer Rauchentwicklung in Block 3 wurden erneut Arbeiter von Block 3 und 4 für einige Zeit evakuiert.

Am Donnerstag, 24.03.2011, wurde Meerwasser ins Abklingbecken über dessen Kühl- und Reinigungsanlagen eingespeißt.

Japanische Behörden bewerten die Schäden am Reaktorkern und die Freisetzung von Radioaktivität durch Ausfall der Kühlung im Block 3 der Anlage Fukushima I Daiichi mit der Stufe 5 auf der INES Skala.

Stand: 24.03.2011 um 17:51 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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Chronologie der Ereignisse in Block 4 Fukushima I Daiichi

Block 4 befand sich während des Erdbebens und der anschließenden Tsunami-Welle seit 30.11.2010 in Revision und war abgeschaltet. Der komplette Kern des Reaktors befindet sich wegen Wartungsarbeiten an den Reaktoreinbauten im Abklingbecken. Darüber hinaus befinden sich weitere abgebrannte Brennelemente aus früheren Zyklen im Abklingbecken. Da die Brennelemente aufgrund des radioaktiven Nachzerfalls Wärme entwickeln, muss das Abklingbecken gekühlt werden.

Nachdem das Kühlsystem des Abklingbeckens als Folge des Tsunamis ausgefallen war, hat sich die Temperatur des Wassers bis Montag, 14.03.2011 um 05:18 Uhr (MEZ), auf 84°C erwärmt.

Am Dienstag, 15.03.2011 um 00:54 Uhr (MEZ), kam es zu einem Brand in der Nähe des Abklingbeckens, wobei das Dach des Reaktorgebäudes beschädigt wurde. Der Brand konnte von japanischen und US-Militär bis 03:00 Uhr (MEZ) gelöscht werden. Der Füllstand des Reaktorbeckens ist vermutlich durch Sieden des Kühlmittels gefallen und die Hüllrohre der Brennelemente haben sich stark erwärmt, bis es zur Wasserstoffbildung kam. Durch das Feuer am Abklingbecken wurden große Mengen an Radioaktivität in der Anlage freigesetzt, sodass kurzzeitig Dosisleistungen von bis zu 400 mSv/h lokal zwischen den Blöcken 3 und 4 gemessen wurden. Nachdem das Feuer worden war, ging die Dosisleistung allerdings schnell zurück.

Am Mittwoch, 16.03.2011, kam es zu einem erneuten Brand in der Nähe des Abklingbeckens. Aufgrund der zum Brandzeitpunkt hohen Strahlendosisleistung stammend aus dem Block 3 konnten zunächst keine Löscharbeiten unternommen werden, der Brand erlosch aber nach Angaben der Behörden von selbst. Rauch war allerdings noch bis Freitag sichtbar.

Am Sonntag, 20.03.2011, würde begonnen mithilfe von Wasserwerfern der Feuerwehr Tokio, des japanischen und des US-Militärs das Reaktorgebäude mit Wasser zu besprühen und den Kühlmittelstand im Abklingbecken damit anzuheben. Damit konnte die Lage im Block 4 stabilisiert werden. Seither wird periodisch Wasser in das Abklingbecken gesprüht um ein fallen des Kühlmittelstands auf ein kritisches Niveau zu verhindern. Nach Angaben der IAEA wurden bis Dienstag, 22.03.2011, 255 t Wasser ins Reaktorgebäude gesprüht. Ab 09:17 Uhr (MEZ) wurde auch eine Betonpumpe eingesetzt, die Wasser mit einem Massenstrom von 50 t pro Stunde effektiver ins Abklingbecken befordern kann. Damit wurden nochmals 150 t Wasser ins Abklingbecken gepumpt.

Ab Montag, 21.03.2011, wurde mit Arbeiten zum Aufbau der Stromversorgung für Block 4 begonnen. Dabei wird der Block an die Verteilerstation in Block 2 angeschlossen. Diese Arbeiten wurden bis Mittwoch, 23.03.2011, abgeschlossen, sodass jetzt die Instrumentierung mit elektrischem Strom versorgt ist. An der Inbetriebnahme von einzelnen Komponenten wird gearbeitet. Über die Betonpumpe wurden nochmals 130 t Wasser ins Abklingbecken gepumpt.

Japanische Behörden bewerten den Ausfall der Kühlung und den Verlust von Kühlmittel im Abklingbecken in Block 4 der Anlage Fukushima I Daiichi mit der Stufe 3 auf der INES Skala.

Stand: 24.03.2011 um 17:51 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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Chronologie der Ereignisse in Block 5 Fukushima I Daiichi

Block 5 befand sich während des Erdbebens seit 03.01.2011 in Revision und war abgeschaltet. Der Kern ist voll mit Brennelementen beladen.

Es gab nach dem Erdbeben Probleme mit der Kühlung. Nach den Wasserstoff-Explosionen in den Blöcken 1 bis 4 wurde Elemente des Reaktorgebäudes am Freitag, 18.03.2011, entfernt, um eine Ansammlung von Wasserstoff zu verhindern.

Der Wasserstand im Block 5 sank bis Dienstag, 15.03.2011 um 13:00 Uhr (MEZ), auf ein Niveau von 201 cm über den Brennelementen. Dies war ein Rückgang von 40 cm in fünf Stunden. Daraufhin wurde ein funktionsfähiger Dieselgenerator von Block 6 benutzt um den Reaktor von Block 5 mit Wasser zu versorgen.

Am Samstag, 19.03.2011, ging ein Dieselgenerator in Block 5 in Betrieb, der Strom für die Kühlung des Reaktors sowie des Abklingbeckens liefert. Damit konnte die Temperatur im Abklingbecken (auf unter 40°C) und im Reaktor (auf unter 100°C) gesenkt werden und Block 5 befindet sich in einem sicheren, abgeschalteten, kalten Zustand.

Block 5 wird seit Montag, 21.03.2011, mit elektrischem Strom vom Verbundnetz versorgt.

Stand: 24.03.2011 um 17:51 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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Chronologie der Ereignisse in Block 6 Fukushima I Daiichi

Block 6 befand sich während des Erdbebens seit 14.08.2010 in Revision und war abgeschaltet. Der Kern ist voll mit Brennelementen beladen.

Es gab nach dem Erdbeben Probleme mit der Kühlung, da alle Dieselgeneratoren nach dem Tsunami ausgefallen waren. Nach den Wasserstoff-Explosionen in den Blöcken 1 bis 4 wurde Elemente des Reaktorgebäudes entfernt am Freitag, 18.03.2011,, um eine Ansammlung von Wasserstoff zu verhindern.

Am Donnerstag, 17.03.2011 konnte ein Dieselgenerator in Betrieb genommen werden und sorgte zuverlässig für ausreichende Kühlung im Block 6. Dieser wurde auch periodisch zur Versorgung der Kühlmittelpumpen in Block 5 herangezogen. Mit Inbetriebnahme des Dieselgenerators in Block 5 konnte die Temperatur im Abklingbecken (auf unter 40°C) und im Reaktor (auf unter 100°C) gesenkt werden und Block 6 befindet sich in einem sicheren, abgeschalteten, kalten Zustand.

Seit Mittwoch, 23.03.2011, wird Block 6 vom Verbundnetz mit elektrischem Strom versorgt.

Stand: 24.03.2011 um 17:51 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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Hintergrund zur Anlage Fukushima I Daiichi

Bei den Reaktoren der Anlage Fukushima I Daiichi handelt es sich um Siedewasserreaktoren der zweiten Generation von General Electric/Toshiba/Hitachi. In den Blöcken 2 bis 5 sind Reaktoren von Typ BWR-4 mit einer thermischen Leistung von 2381 MW verbaut. Bei dem Reaktor in Block 1 handelt es sich um den Typ BWR-3 mit 1380 MW thermischer Leistung, in Block 6 um den neueren Typ BWR-5 mit 3293 MW thermischer Leistung. Detailierte Spezifikationen können diesem Dokument entnommen werden, das von der NRC (United States Nuclear Regulatory Commission) bereitgestellt wird.

Nachfolgend ist eine Abbildung des Designs der Mark-I Containments von General Electric angefügt. Man kann den Reaktor mit Sicherheitsbehälter in der Mitte erkennen. Aufgrund des kleinen Volumens des Sicherheitsbehälters wurde unter dem Reaktor im Fundament eine ringförmige Röhre vorgesehen, die zur Hälfte mit Wasser gefüllt ist. Ihre Aufgabe ist es bei Dampfleckage aus dem Reaktor den Dampf aufzunehmen, zu kondensieren und die Entstehung eines Überdrucks zu verhindern. Dies kann so lange erfolgen, bis sich das Wasser im Torus selbst so lange erwärmt hat, bis es die Siedetemperatur erreicht. Danach verdampft das Wasser und der Aufbau eines Überducks im Sicherheitsbehälter kann nicht mehr verhindert werden. Bei zu großem Überdruck muss dieser über Ventile ins Reaktorgebäude abgebaut werden um ein Bersten des Sicherheitsbehälters zu verhindern, wobei auch Radioaktivität freigesetzt werden kann.

GE Mark I Containment

Auf der Abbildung ist auch zu erkennen, dass das Dach des Reaktorgebäudes sehr schwach ausgelegt ist und sich die Abklingbecken direkt unter dem Dach befinden. Dadurch ist die Gefahr einer Freisetzung von Radioaktivität bei Problemen mit der Kühlung des Abklingbeckens oder bei Bränden groß, wenn das Reaktorgebäude beschädigt wurde.

Quelle: http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/teachers/03.pdf

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Zustand der Anlagen Fukushima II Daini, Onagawa und Tokai

Nach Problemen mit der Notstomversorung und zeitweisem Ausfall der Kühlung in der Anlage Fukushima II Daini konnte die Kühlung der Reaktoren mittlerweile wieder gesichert werden und die Anlagen befinden sich in einem sicheren, abgeschalteten, kalten Zustand. Eine ausreichende Kühlung der Reaktoren ist sichergestellt, der Druck in den Reaktoren liegt bei atmosphärischem Druck und die Temperatur des Kühlmittels ist unter 100°C. Japanische Behörden bewerteten den zeitweisen Ausfall der Kühlfunktionen in dem Blöcken 1, 2 und 4 der Anlage Fukushima II Daini mit der Stufe 3 auf der INES Skala.

Nachdem es direkt nach dem Erdbeben zu einem Brand in einem Maschinenhaus der Anlage Onagawa gekommen war, der allerdings schnell gelöscht werden konnte, befindet sich die Anlage in einem sicheren, abgeschalteten, kalten Zustand.

Auch im Block 2 der Anlage Tokai traten nach der Abschaltung Probleme mit der Kühlung auf. In diesem Werk konnte die Kühlung allerdings über Notstromdiesel kontinuierlich sichergestellt werden und weitere Schäden an der Anlage verhindert werden. Der Reaktor befindet sich in einem sicheren, abgeschalteten, kalten Zustand.

Stand: 18.03.2011 um 21:08 Uhr (MEZ), Quelle: http://www.iaea.org/press/

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