Was passiert bei einer Kernschmelze in einem Atomkraftwerk?

Im Normalbetrieb befindet sich der Reaktorkern eines Atomkraftwerks in einem dickwandigen Reaktordruckbehälter. Bei einer Kernschmelze (Brennstoff erhitzt sich bis auf Schmelztemperatur infolge der ausgefallenen Kühlung) sammelt sich die geschmolzene Masse aus den zerstörten Brennelementen im unteren Teil des Reaktordruckbehälters.

Kommt genügend Masse zusammen, schmilzt sich die Kernschmelze durch die Wand des Reaktordruckbehälters und gelangt dadurch in den Sicherheitsbehälter (der Teil des Reaktorgebäudes, der die Aufgabe hat, das radioaktive Inventar auch bei Störfällen sicher einzuschließen). Ist der Sicherheitsbehälter nicht gegen eine Kernschmelze ausgelegt, versagt er ebenfalls. Damit wird dann ein Weg für eine Freisetzung radioaktiver Stoffe aus dem geschmolzenen Kern in die Umgebung geschaffen.

Welche radioaktiven Stoffe können austreten?

Bei einer Kernschmelze werden in den zerstörten Brennelementen enthaltene radioaktive Stoffe (Uran, Plutonium und Spaltprodukte wie zum Beispiel Krypton, Strontium und Caesium) zunächst in den Sicherheitsbehälter und bei dessen Zerstörung in die Umgebung der Anlage freigesetzt.

Allerdings unterscheidet sich die Freisetzung in die Atmosphäre je nachdem, welche Stoffe betrachtet werden. Gasförmige Stoffe, (z.B. Edelgase wie Krypton und Xenon) werden bei einer Zerstörung des Sicherheitsbehälters vollständig oder nahezu vollständig freigesetzt. Dies gilt auch für leicht flüchtige Stoffe wie Jod und Cäsium. Weniger flüchtige Stoffe wie Strontium, Antimon, Uran und Plutonium liegen als Staubteilchen (Aerosole) vor oder sind an Staubteilchen gebunden. Ob von diesen Stoffen ebenfalls das gesamte im Reaktor enthaltene Inventar oder nur Teile freigesetzt werden, hängt vom konkreten Verlauf der Kernschmelze ab.

Die wenigen Informationen zu Radioaktivitätsmessungen, die bisher aus Japan mitgeteilt worden sind, reichen nicht aus, um konkrete Aussagen über die Höhe der Freisetzungen aus dem beschädigten Kraftwerk treffen zu können. Die Tatsache, dass von Messungen radioaktiven Jods und Cäsiums berichtet wird, ist allerdings ein eindeutiger Hinweis darauf, dass ein Reaktorkern erheblich beschädigt ist.

Die für den 12. und 13.03.2011 bekannt gewordenen Messdaten der Strahlung (Gamma-Ortsdosisleistung) weisen darauf hin, dass bei den Maßnahmen zur Druckentlastung neben Edelgasen auch längerlebige Radionuklide in die Umgebung freigesetzt wurden. Über ggf. erfolgte Freisetzungen ins Meer liegen  derzeit keine Erkenntnisse vor.

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