Fragen und AntwortenWie schlimm ist der Reaktorunfall in Japan?
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Welche radioaktiven Stoffe werden frei? Was passiert bei einer Kernschmelze?

Welche radioaktiven Stoffe sind besonders gefährlich?

Sehr schädlich sind die Jod-Isotope 131 und 133 sowie die Radionuklide des Cäsiums. Radioaktives Jod ist in den Tagen nach einem Strahlenunfall wesentlich für Gesundheitsschäden verantwortlich. Von den radioaktiven Jod-133-Teilchen ist bereits nach einem Tag die Hälfte zerfallen. Bei Jod-131 beträgt die Halbwertszeit acht Tage. Deutlich länger, bis zu 30 Jahre  dauert es, bis sich die Menge an radioaktiven Cäsium-Isotopen halbiert hat. Im Gegensatz zu Jod kann die Aufnahme von Cäsium nicht durch Tabletten abgemildert werden. Die Radionuklide gelangen in die Körperzellen und können vor allem Muskeln und das Nervensystem schädigen. Kommt es zu einer Explosion eines Reaktorbehälters, der Kernbrennstäbe enthält, werden vor allem Strontium- und Plutonium-Partikel in die Atmosphäre geschleudert. Beide Stoffe können sich in Knochen und Leber anreichern. Hier können sie Jahrzehnte überdauern und bereits in geringen Mengen Gesundheitsschäden verursachen.

Wie wirken Jodtabletten?

Künstlich zugeführtes Jod schützt vor der Aufnahme des radioaktiven Isotops Jod 131 . Die Schilddrüse benötigt von Natur aus Jod. Der Mensch nimmt das Element mit dem Trinkwasser und der Nahrung auf. Atmet er jedoch Jod 131 ein, kann dies die Schilddrüse akut schädigen und Krebs auslösen. Wer allerdings in Wasser aufgelöste Jodtabletten schluckt, kann den Bedarf der Schilddrüse an dem Element für einige Tage decken. "Das Organ ist dann gesättigt und nimmt kein radioaktives Jod mehr auf." Gegen zahlreiche weitere radioaktive Stoffe in der Luft gibt es praktisch keinen Schutz. Ein einfacher Atemschutz ist kaum in der Lage, das Einatmen flüchtiger radioaktiver Stoffe zu verhindern. Lebensmittel aus belasteten Regionen können auch langfristig kontaminiert sein. In Deutschland raten Ärzte derzeit dringend von der Einnahme von Jodtabletten ab. Wenn keine akute Strahlenbelastung vorliegt ist die Einnahme nicht nur sinnlos, sondern kann auch Gesundheitsschäden verursachen. Die Einnahme von Jod kann zum Beispiel eine Überfunktion der Schilddrüse auslösen.

Aufbau der Reaktoren
Wie sind die Reaktorblöcke von Fukushima-1 aufgebaut? Klicken Sie auf das Bild für eine Großansicht

Wie sind die Reaktorblöcke von Fukushima-1 aufgebaut? Klicken Sie auf das Bild für eine Großansicht  |  © Golden Section Graphics

Die Atomkraftwerke in Fukushima arbeiten mit Siedewasser-Reaktoren. Wie funktionieren sie?

In einem Reaktordruckgefäß wird bei dieser Technik mithilfe von Kernenergie Wasser verdampft. Darin befindet sich der Reaktorkern, durch den Wasser strömt. Darin lagern Brennstäbe – das eigentliche radioaktive Material –, die durch eine Metallhülle aus Zirkonium geschützt sind. Durch die Kernspaltung wird Wärmeenergie erzeugt, die das Wasser zum Sieden bringt. Der Dampf hat einen Druck von rund 70 Bar und treibt eine Turbine an, die dann einem Generator die nötige Energie zur Stromerzeugung liefert.

Warum steigen auch die Temperaturen in den abgeschalteten Reaktorblöcken 4, 5 und 6 in Fukushima-1?

Bereits einige Zeit vor dem Erdbeben am 11. März wurden die Reaktoren 4 bis 6 abgeschaltet. "Das Problem ist, dass in den Blöcken zumindest noch die letzte Kernbeladung liegt", sagt Christoph Pistner, Nuklearexperte vom Öko-Institut in Darmstadt . Die zuvor im Reaktordruckgefäß befindlichen Kernbrennstäbe lagern wohl seit der Abschaltung in Abklingbecken. "Die Brennstäbe sind natürlich noch sehr heiß und müssen dauerhaft gekühlt werden", sagt Pistner. Ein Ausfall der Wasser- oder einer Luftkühlung könnte also die Ursache für den Anstieg der Temperaturen in den Blöcken sein. Mitunter müssen ausrangierte Brennstäbe noch über Jahre hinweg gekühlt werden, da sie viel Hitze abgeben. "Im Prinzip kann es noch dazu kommen, dass die Brennstäbe Schaden nehmen und auch schmelzen", sagt der Nuklearexperte. Allerdings sind die Brennelemente in den Blöcken 1 bis 3 weitaus reaktiver und damit gefährlicher als bereits genutzte Brennstäbe, die in Abklingbecken lagern.

Was passiert bei einer Kernschmelze?

Fällt die Kühlung in einem AKW aus, kann sich der Reaktorkern auf bis zu 2000 Grad Celsius erhitzen – die Brennstäbe schmelzen. Das heiße Gemisch aus Uran oder Uran-Plutonium kann sich dann durch die Stahl-Schutzhülle des Reaktorkerns fressen, im schlimmsten Fall bis in den Sicherheitsbehälter (Containment). Radioaktivität in großen Mengen gelangt ins Erdreich. Ein anderes Szenario wäre, dass die Kernschmelze auf das Meerwasser trifft, das zur Notkühlung in den Reaktor gepumpt wird. Eine gewaltige Knallgasreaktion könnte das strahlende Material dabei in die Atmosphäre schleudern. 

Gibt es nun Kernschmelzen in den Reaktoren 1 bis 4 von Fukushima-1 oder nicht?

Die Meldungen über den Zustand der Kernbrennstäbe sind widersprüchlich. "Von außen lässt sich nichts erkennen, die gesamte Steuerung der Reaktoren ist zerstört", sagt Sebastian Pflugbeil, Präsident der Gesellschaft für Strahlenschutz . Allerdings sei die Kernschmelze in den Blöcken "so sicher wie das Amen in der Kirche". Der Physiker schließt das aus dem bisherigen Ablauf des Unfalls. Nachdem die Stromversorgung infolge des Bebens abgebrochen war, konnten Techniker auch die Notaggregate nicht anwerfen. Dieselgeneratoren wurden vom Tsunami zerstört. Schließlich wechselte man auf batteriebetriebene Dampfpumpen. Nach acht Stunden war deren Leistung aufgebraucht. "Damit ist der Kühlmittelfluss im Hauptkreislauf der Anlage zum Erliegen gekommen", erklärt Pflugbeil. "Das Kühlmittel ist unweigerlich verdampft, die darin liegenden Brennstäbe lagen nach und nach blank." Eine Schmelze sei dann nicht mehr aufzuhalten. "Dies ist in allen drei Blöcken der Fall." Auch die Wasserstoffexplosionen, die die Reaktoren 1 bis 4 erschüttert haben, sind Indizien dafür. "Solche Explosionen passieren nur, wenn Kernschmelzprozesse laufen", sagt der Physiker Pflugbeil.

Wie kam es genau zu den Wasserstoffexplosionen in Reaktor 1 bis 4?

Das Kühlwasser reagierte vermutlich mit Zirkonium aus der Hülle der Brennelemente. Dabei entsteht große Hitze. "Dann spaltet sich das Wasser und es entsteht Wasserstoff", erläutert Pflugbeil. Die Atome dringen über kleinste Ventile und Dichtungen in den äußeren Reaktorraum und sammeln sich um den Behälter mit den Brennstäben. "Wenn dann noch Sauerstoff in entsprechender Konzentration vorliegt, reicht ein kleiner Funken und die Sache geht in der Luft."  Das ist bislang in drei Fällen passiert. Die Brände in Reaktor 4 sollen ebenfalls auf eine Wasserstoffexplosion zurückgehen.

Twitter, Behördenseiten und Livestreams

Erdbeben- und Wetterdienste: Meteorologischer Dienst Japans, Japanseite des Potsdamer Geoforschungszentrums, Liveübersicht des Geoforschungszentrums über neue Erdstöße,Tsunamiwarnzentrum der National Oceanic and Atmospheric Administration der USA, Erdbebenvorhersage-Institut Tokyo, Erdbebenerforschungszentrum Tokyo

Reaktorsicherheit: japanische Atomaufsichtsbehörde, internationale Atomenergiebehörde IAEA, Facebookseite der IAEA mit aktuellen Informationen, englischsprachige Seite des AKW-Betreibers Tokyo Electric Power Company (Tepco)

Nachrichtenblogs: CNN, Wall Street Journal, japanische Nachrichtenagentur Kyodo (auf englisch)

Livestream: öffentlich-rechtlicher japanischer Sender NHK

Notfallinformationen: Informationen über Evakuierungen in der Region Fukushima (englisch), Google "Person Finder" auf japanisch, Google "Person Finder" auf englisch, Google-Seite mit Nachrichten, aber auch Notfallhinweisen und Telefonnummern

Karten und Grafiken: Satellitenfotos vorher/nachher bei der New York Times, interaktive Grafik eines Siedewasserreaktors bei der NYT, Erdbebenrisiko-Karte Japans bei U.S. Geological Survey

Was sagt die internationale Bewertungsskala (INES) aus?

Eine Internationale Bewertungsskala von Atomunfällen (Ines) soll den Atomsicherheitsbehörden und Betreibergesellschaften von Kernkraftwerken helfen, den Schweregrad eines Unfalls zu bewerten. Die Skala reicht von 0 bis 7, von einem Ereignis mit geringer sicherheitstechnischer Bedeutung bis hin zu einem katastrophalen Unfall. Einen Tag nach dem Beben vor Japans Küste stuften die Behörden in Japan die Lage in Fukushima-1 als einen "Unfall mit lokalen Konsequenzen" ein (4). Zu diesem Zeitpunkt war es nur in Block 1 zu einer Wasserstoffexplosion gekommen. Stufe 4 bedeutet eine geringe Freisetzung von radioaktiven Elementen. Die Belastung für die Bevölkerung sei in etwa doppelt so hoch wie sonst. Für die Arbeiter am Kraftwerk kann der Unfall allerdings tödliche Folgen haben. Eine Woche nach dem verheerenden Unfall hat die japanische Atomsicherheitsbehörde den Unfall auf heraufgestuft, auf einen "ernsten Unfall" der Stufe 5 . Das heißt, es kommt zu einer "begrenzten" Freisetzung von Radioaktivität und dem Einsatz einzelner Katastrophenschutzmaßnahmen.

Einrichtungen außerhalb Japans, wie das Institut für Wissenschaft und Internationale Sicherheit (Isis) in Washington und die französische Atomsicherheitsbehörde (ASN) stuften das Ereignis in Fukushima-1 anhand von Satellitenbildern und den verfügbaren Informationen aber mittlerweile in die Kategorie 6 ein: ein Unfall mit erheblicher Freisetzung von Radioaktivität, infolge dessen alle Katastrophenschutzmaßnahmen ergriffen werden müssen. Sogar die Stufe 7 sei möglich. Diese ist bisher lediglich einmal bei dem Unfall in Tschernobyl 1986 ausgerufen worden.

Leserkommentare
  1. [...]

    Entfernt. Bitte bleiben Sie sachlich. Danke. Die Redaktion/er

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    hoffentlich werden sie nicht recht behalten; doch ist das was sie schreiben wesentlich näher an der realität, als das was uns die verharmloser glauben machen wollen...

    ...so ist es. Anstatt die wirklich BESORGNISERREGENDE Ruhe der japanischen Bevölkerung während dieser Stunden und Tage ernsthaft in Frage zu stellen (die meines Erachtens nichts als ein Indiz dafür ist, in welch verheerender Art und Weise die japanische Regierung und vor allem deren Medien, die Sachlage entweder völlig falsch beurteilen oder dies aus welchen Gründen auch immer bewusst tun), wird diese hierzulande medial schon bald neidvoll glorifiziert.
    Verantwortungsvolles Handeln einer Regierung eines Landes und einer Insel in einer derartigen Situation müsste meiner Auffassung nach anders aussehen. Eine jetzige Evakuierung der kompletten Insel Japan mag teilweises Chaos mit sich bringen...das zweifle ich nicht an. Doch welches Chaos entsteht, wenn die Kontamination Tokio erreicht und die Menschen DANN anfangen, die Flucht zu ergreifen? Der totale Gau steht nach Ansicht der meissten authentischen Atomexpertendoch nun unmittelbar bevor und ist so gut wie nicht mehr abwendbar.
    [...]...heute bete ich für die armen Menschen!
    Bitte argumentieren Sie sachlich. Danke, die Redaktion/vv

    [...]

    Entfernt. Bitte bleiben Sie sachlich. Danke. Die Redaktion/er

    Sollte es wirklich so kommen wie es von ihnen beschrieben wird, wird Japan so wie wir es kennen aufhören zu existieren. Das ganze erinnert mich an einen schlechten Film so wie "Sinking of Japan".

    Ich habe als Filmfan viele der Japanischen B-Movies gesehen und war oftmals verwundert bzw amüsiert wie die Japanischen Filmemacher immer und immer wieder genüsslich die Zerstörung ihrer Heimat zelebrierten, wenn ich mir nun die aktuellen Bilder anschauen hoffe ich darauf das endlich Werbung eingeblendet wird oder der Film endlich zu ende ist, aber das geschieht einfach nicht.

    Ich hoffe nur das es irgendwie gelingt die Reaktoren zu sichern und es nicht zu zum Worst Case kommt.

    • ztc77
    • 14. März 2011 20:56 Uhr

    Dank an Antieuphemist dass er die Mox-Brennelemente erwähnt. Es ist nicht seriös von der ZEIT, dieses zusätzliche Risiko nicht zu benennen.

    Ich finde es schade dass mit der Situation in den japanischen AKW's so polemisch umgegangen wird. Wenn der Verfasser auc nur über annähernd technischen Sachverstand verfügen würde wüßte er, dass das so nicht passieren kann. Aber Polemik statt fundierter Information ist leider allgegenwärtig momentan in der Berichtserstattung. Jeder ist ein "Experte - d.h. er hat keine fundierten Sachkenntnisse.
    Und ich zähle mich wahrhaftig nicht zu den "Berufsverharmlosern" noch bin ich bei einem Energieverosrger tätig. Aber ich glaube ich verstehe etwas von Physik.

    • vb187
    • 14. März 2011 22:52 Uhr

    Wieso ist denn dieser Kommentar entfernt worden!?! Ich hab da keine Unsachlichkeit feststellen können!

    Entfernt. Bei Kritik an unserer Moderation wenden Sie sich bitte an community@zeit.de. Danke. Die Redaktion/ew

  2. hoffentlich werden sie nicht recht behalten; doch ist das was sie schreiben wesentlich näher an der realität, als das was uns die verharmloser glauben machen wollen...

    2 Leserempfehlungen
    Antwort auf "Die Wolke kommt!"
  3. ...so ist es. Anstatt die wirklich BESORGNISERREGENDE Ruhe der japanischen Bevölkerung während dieser Stunden und Tage ernsthaft in Frage zu stellen (die meines Erachtens nichts als ein Indiz dafür ist, in welch verheerender Art und Weise die japanische Regierung und vor allem deren Medien, die Sachlage entweder völlig falsch beurteilen oder dies aus welchen Gründen auch immer bewusst tun), wird diese hierzulande medial schon bald neidvoll glorifiziert.
    Verantwortungsvolles Handeln einer Regierung eines Landes und einer Insel in einer derartigen Situation müsste meiner Auffassung nach anders aussehen. Eine jetzige Evakuierung der kompletten Insel Japan mag teilweises Chaos mit sich bringen...das zweifle ich nicht an. Doch welches Chaos entsteht, wenn die Kontamination Tokio erreicht und die Menschen DANN anfangen, die Flucht zu ergreifen? Der totale Gau steht nach Ansicht der meissten authentischen Atomexpertendoch nun unmittelbar bevor und ist so gut wie nicht mehr abwendbar.
    [...]...heute bete ich für die armen Menschen!
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    Sie fordern eine komplette Evakuierung Japans. Japan hat laut Statistischem Bundesamt fast 130 Millionen Einwohner. Haben sie eine Brücke zum Festland entdeckt oder wie wollen sie die Japaner evakuieren?

    • vb187
    • 14. März 2011 22:50 Uhr

    dass eine Evakuierung auch nur ansatzweise möglich ist! Japan hat schon genug damit zutun, die "paar" Leute aus dem Umkreis von 20km herauszuschaffen und soll nun 130 Mio Menschen über das Wasser hieven?? Wie - Haben Sie 50 Mio Zelte im Keller? Wohin? Schon Europa hat Probleme damit, einige Tausend Afrikaner aufzunehmen. Leider nicht ganz zu Ende gedacht, dieser hilfsbereite Ansatz.
    Ruhe und Tabletten ist wahrscheinlich das einzige, was man aktuell tun kann. Naja und hoffen; für Japan und die anderen 5000 Krisengebiete auf der Erde.

    • tronco
    • 14. März 2011 23:04 Uhr

    Auch als Atheist sollten Sie sich von pervers-idiotischen Prophezeiungen fernhalten und sich stattdessen eine Scheibe der "besorgniserregenden Ruhe" der bewundernswerten Japanern abschneiden! Das, was Sie hier tun, verabscheuen Sie vermutlich an den christlichen Religionen - Sie predigen und zwar Unheil -, wem hat das jemals geholfen?

    Stattdessen sollten die Weltgemeinschaft nüchtern-pragmatisch versuchen zu helfen und zu tun, was getan werden muss und das ist in erster Linie Hilfe in Bezug auf die schon entstanden Schäden und Minderung des Elends und auch die weltweit beste Expertise in Sachen Physik um eine Abkühlung zu erreichen.

  4. [...]

    Entfernt. Bitte bleiben Sie sachlich. Danke. Die Redaktion/er

    Antwort auf "Die Wolke kommt!"
  5. Der Beitrag enthält gut zusammengefasstes und erklärtes Grundwissen zum Thema, was für den Laien gut verständlich ist. Ich frage mich allerdings, ob der Leser damit auf das Schlimmste vorbereitet werden soll. Ich sage das deswegen, weil ich das seit heute Morgen auch in der Berichterstattung anderer Medien festgestellt habe. Die zweite Explosion im Kraftwerk war recht deutlich, und die heutigen Pressemitteilungen der Betreibergesellschaft des Kraftwerks sprachen aus meiner Sicht auch Klartext.

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    Es weiss doch ueberhaupt keiner mehr, was in den Anlagen passiert, ob die Kernschmelze eingesetzt hat, was austritt, ob es aufgehalten werden kann oder nicht - keine unabhaengigen Wissenschaftler, Angaben nur von bekanntermassen korrupten Betreibern und Regierung mit anderen Maximen als der Wirklichkeit, wie kann die ZEIT sich da hinstellen und behaupten es sei so und so und eigentlich unter Kontrolle?

    Ich empfehle dem geneigten Leser dringend, auch andere Quellen zu nutzen, um sich ein unabhaengiges Bild machen zu koennen.

    • JUKOS
    • 14. März 2011 20:19 Uhr

    [...] Da stelle ich mir als oekologisch bewusster Mensch natuerlich die Frage: Was bringt es denn Energie zu sparen wo ich nur kann, wenn es hundere millionen anderer gibt, die mutwillig alle Energiesparanstrengungen zunichte machen, um sich ein noch bequemeres Leben mit noch weniger Verzicht leisten zu koennen. Da ist man doch doppelt bloed zu verzichten. Erstens hat man weniger spass im Leben und zweitens ist man vom radioaktiven Ausfall genau so btroffen wiel alle

    Gekürzt. Bitte bleiben Sie sachlich. Danke. Die Redaktion/ag

    Eine Leserempfehlung
  6. Sollte es wirklich so kommen wie es von ihnen beschrieben wird, wird Japan so wie wir es kennen aufhören zu existieren. Das ganze erinnert mich an einen schlechten Film so wie "Sinking of Japan".

    Ich habe als Filmfan viele der Japanischen B-Movies gesehen und war oftmals verwundert bzw amüsiert wie die Japanischen Filmemacher immer und immer wieder genüsslich die Zerstörung ihrer Heimat zelebrierten, wenn ich mir nun die aktuellen Bilder anschauen hoffe ich darauf das endlich Werbung eingeblendet wird oder der Film endlich zu ende ist, aber das geschieht einfach nicht.

    Ich hoffe nur das es irgendwie gelingt die Reaktoren zu sichern und es nicht zu zum Worst Case kommt.

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  7. Seien Sie doch alle mal ganz still und leise.

    Unser Planet will uns was sagen und keiner hört zu.

    16 Leserempfehlungen
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    • Naoh
    • 14. März 2011 21:02 Uhr

    Ich finde der Planet schreit schon - in unserem menschlichen Zeitempfinden gemessen - viel zu lange. Aber niemand hat bisher hingehört, niemand wird diesesmal hinhören. Und selbst wenn, vielleicht ist es diesesmal zu spät. Dann nützt es nämlich auch niemandem mehr, zwei Tage vor der Kathastrophe recht oder unrecht gehabt zu haben.

    ...so wäre es ihm gleichgültig, was wir tun. Warum sollte er sich um den hauchdünnen Film von Biomasse an seiner Oberfläche scheren ?
    Sein inneres ist immer noch geheizt von der Zerfallswärme seiner Radioisotope, das da ein winziger Teil von sich auf der Oberfläche ausbreitet, was solls ?

    NEIN,
    unsere Erkenntnisfähigkeit sagt uns etwas:
    - Diejenigen, die Atomenergienutzung hier in den hochtechnisierten Ländern für möglich und ausreichend sicher hielten (also auch ich) hatten unrecht.
    - Die Anti-Atomkraftbewegung und in ihrer Folge die Grünen hatten recht.

    Punkt.

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  • Schlagworte IAEA | Japan | AKW | Evakuierung | Kernkraftwerk | Reaktor
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