Beschreibung der Veranstaltung
Kernkraftwerke versorgen viele Gebiete der Welt mit Energie. Während nur etwa 20% des US-Stroms nuklear erzeugt wird, erzeugen die Franzosen etwa 75% ihrer Energie auf dem nuklearen Weg. Kernkraftwerke lieferten 2012 etwa 11 Prozent der weltweiten Stromerzeugung, gegenüber etwa 14% im Jahr 2009.1,1a Kernkraftwerke haben das unwahrscheinliche, aber reale Potenzial, sowohl durch Unfälle als auch durch terroristische Ereignisse massive Katastrophen zu verursachen. Eine katastrophale Kernschmelze würde viele Bedrohungen mit sich bringen, von verschiedenen Arten von Strahlung, die in die Atmosphäre entweicht, bis hin zu konventionelleren Gefahren wie Dampf und Feuer. Kommerzielle US-Atomreaktoren wurden in den Medien mehrfach als potenzielle Ziele für Terroranschläge zitiert.
Das Risiko für Strahlenlecks und -expositionen besteht an vielen Stellen. Abbildung 109-1 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Kernkraftwerks. In der gefährlichsten Situation könnte ein Feuer, ein Kühlmittelversagen, ein Steuerstabversagen oder Sabotage dazu führen, dass ein Reaktor überhitzt und schmilzt. Wenn sich der Reaktor selbst zerstört, können radioaktive Feststoffe und Gase in die Umwelt freigesetzt werden. Flüchtige radioaktive Isotope können auch aus dem Kern freigesetzt werden, einschließlich der von Jod und den Edelgasen. Die gefährlichsten und langlebigsten Isotope sind Jod, Strontium, und Cäsium, die Halbwertszeiten von besitzen 8 Tage, 29 Jahre, und 30 Jahre, beziehungsweise.
In den letzten 50 Jahren gab es mehrere Fälle von Kernkraftwerkskatastrophen und Beinahe-Katastrophen. Im Jahr 1952 erlitt der Kernreaktor Chalk River in der Nähe von Ottawa, Ontario, eine teilweise Kernschmelze des Uranbrennstoffkerns, nachdem vier Steuerstäbe versehentlich entfernt worden waren. Millionen Gallonen radioaktives Wasser sammelten sich im Reaktor an, es kam jedoch zu keinen Verletzungen. Im Jahr 1957 spuckte ein Feuer in einem graphitgekühlten Reaktor nördlich von Liverpool, England, Strahlung über die Landschaft. Im Jahr 1976, in der Nähe von Greifswald, Ostdeutschland, schmolz der radioaktive Kern eines Reaktors aufgrund des Ausfalls von Sicherheitssystemen während eines Brandes fast zusammen. Bei Three Mile Island, in der Nähe von Harrisburg, Pennsylvania, Kühlmittelverlust erlaubt Überhitzung und teilweise Kernschmelze des Urans in einem von zwei Reaktoren, und einige radioaktive Wasser und Gase freigesetzt wurden.
Am 26.April 1986 ereignete sich im Kernkraftwerk Tschernobyl in der Nähe von Kiew, UDSSR (heute Ukraine), der schlimmste Atomunfall der Geschichte. Während einer Abschaltung zur routinemäßigen Wartung wurde getestet, ob genügend Energie für den Betrieb von Notfallausrüstungen und Kühlpumpen aufrechterhalten werden kann. Als die Arbeiter versuchten, dies zu kompensieren, verursachten sie versehentlich einen Stromstoß, der auf das 100-fache der Nennleistung geschätzt wurde. Dieser Anstieg führte dazu, dass ein Teil der Brennstäbe brach und mit Wasser reagierte, wodurch eine Dampf- und Wasserstoffgasexplosion und ein nachfolgendes Graphitfeuer entstand, das den Kern zerstörte. Das Fehlen einer Eindämmungsanlage und eines thermischen Lofts führte zur Freisetzung enormer Mengen radioaktiven Materials in die Atmosphäre. Das Versäumnis der Beamten, den Vorfall gegenüber der Öffentlichkeit anzuerkennen, führte in den Tagen unmittelbar nach der Kernschmelze zur Einnahme kontaminierter Lebensmittel. Die geschätzte Zahl der Todesopfer betrug 31, aber die Gesamtzahl der Opfer ist unbekannt. Über 100 radioaktive Elemente wurden während des Kernbrandes in die Atmosphäre geschickt, der durch explodierende Gase im Reaktor Nummer 4 in Tschernobyl verursacht wurde. Die überwiegende Mehrheit dieser Isotope zerfiel ziemlich schnell; einige der langlebigsten Isotope von Jod, Strontium und Cäsium verbleiben jedoch in der Umwelt und stellen ein Risiko für viele Jahre dar.2
Eine neuere nukleare Krise ereignete sich im Atomkomplex Fukushima Daiichi in Japan. Eine Naturkatastrophe führte zu mehreren Kernschmelzen. Am 11. März 2011 ereignete sich vor der Ostküste der Insel Honshu ein Erdbeben der Stärke 9,0. Kurz nach dem Beben überschwemmte eine Reihe massiver Tsunami-Wellen die Insel und die Atomanlage. Während mehrere der in Betrieb befindlichen Reaktoren beim Auftreten des Erdbebens automatisch wie programmiert abgeschaltet wurden, überfluteten die nachfolgenden Tsunamis die Dieselgeneratoren des Komplexes, die die Kühlsysteme aufrechterhielten. Mehrere Reaktorkerne erlitten eine Brennstabschmelze, die die Produktion von Wasserstoffgas auslöste und zu strukturellen Schäden an der Anlage führte. Radioaktives Jod und Cäsium traten aus den beschädigten Reaktoren aus, und in einigen Fällen wurde die absichtliche Abgabe von radioaktivem Wasser und Dampf zugelassen, um die Reaktoren vor einer weiteren Verschlechterung zu schützen. Bemerkenswert ist, dass eine Reihe von Werksmitarbeitern erhebliche Strahlendosen erhielten und aufgrund der Ausbreitung von Radioaktivität in die Umwelt große Evakuierungszonen rund um die Anlage erforderlich waren.3,4
Neben Kernkraftwerken gibt es viele TRIGA-Kernreaktoren (Training Research Isotopes, General Atomics, ein Markenname), die für die Forschung verwendet werden, hauptsächlich an Universitäten auf der ganzen Welt. Sie befinden sich oft in dicht besiedelten städtischen Gebieten mit relativ geringer Sicherheit. TRIGA-Reaktoren gelten als „inhärent sicher.“ Ihr Sicherheitsprofil basiert auf der Konstruktion ihrer Brennstäbe, die überhitzten Brennstoff zwingen, den Spaltprozess zu begrenzen und die Kernreaktion zu stoppen. Selbst wenn alle Steuerstäbe gleichzeitig versehentlich oder absichtlich entfernt werden, kann der Reaktor nicht genug Wärme erzeugen, um ein Problem zu verursachen.5