Täglich gibt es neue Meldungen über Kühlversuche und Radioaktivität . Die Bilder der Reaktorruinen laufen als Endlosschleife durch die Nachrichtensendungen. Aber wie wird es weitergehen?

Es ist die zentrale Frage, die seit Tagen Menschen in aller Welt beschäftigt: Wie geht der nukleare Unfall in den Reaktoren des japanischen Atomkraftwerks Fukushima-1 aus, wie schlimm wird es werden?

Genaue Prognosen für die Zukunft kann derzeit niemand treffen. Zu spärlich sind die Informationen über den Zustand der Anlage. Selbst die Ingenieure des AKW können nicht in die Reaktoren hineinsehen – auch sie haben nur Indizien, müssen aus den Messungen abschätzen, wie die Lage innerhalb der schützenden Hüllen um den gefährlichen Kern wirklich ist.

ZEIT ONLINE versucht mithilfe von Strahlenmedizinern, Strahlenschutzexperten und Physikern einen vorsichtigen Blick in die Zukunft. Was könnte schlimmstenfalls passieren? Wie könnte das glimpflichste Szenario aussehen?

Worst-Case – Nuklearer Fallout über Tokyo

Szenario eins: Die Kettenreaktion lässt sich nicht verlangsamen, trotz der verzweifelten Versuche, mit Hubschraubern und Wasserwerfern die Reaktorblöcke zu kühlen.Der Zirkonium-Mantel um die Brennstäbe entzündet sich aufgrund der Hitze und reagiert mit Wasser.Eine Explosion erschüttert die Überreste von Block 4 und schleudert radioaktiven Dreck in die Höhe.Die Brennstäbe in den Reaktoren 1 bis 3 sind geschmolzen und haben sich durch den Sicherheitsbehälter gefressen. Auch dort gibt esWasserdampfexplosionen, weitere radioaktive Stoffe werden verbreitet und geraten in hohe Luftschichten.Fukushima-1 muss aufgegeben werden. Der Wind dreht und weht die Partikel gen Südwesten, nach Tokyo.

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

Wäre eine solche Situation denkbar? "Das Gefährdungspotenzial der Brennelementbecken ist derzeit die dominierende Komponente", sagt Rolf Michel. Zwar hält der Vorsitzende der Strahlenschutzkommission eine Explosion für nicht sehr wahrscheinlich. Doch lassen wir uns auf ein Gedankenexperiment ein.

"Als Beispiel lässt sich hier Tschernobyl heranziehen, da erreichten radioaktive Stoffe nach der Explosion Luftschichten in etwa 1000 Metern Höhe." Es ist fraglich, dass Stoffe über Fukushima solche Höhen erreichen. Bislang gelangten sie wohl kaum 200 Meter hoch. In Tschernobyl regneten außerdem heiße Teilchen aus Plutonium, Uran und Strontium in bis zu 30 Kilometer Umgebung des Meilers vom Himmel. Weiter kamen sie nicht. "Plutonium ist ein schwerflüchtiges Element", sagt Michel. Der hochgiftige Stoff verdampft kaum und wird weniger vom Wind davon getragen. Sollte in Fukushima Plutonium entweichen, glaubt der Strahlenschutzexperte, dass es sehr nahe an den Reaktoren verbleiben würde, näher noch als in Tschernobyl.

"Die Brände in Fukushima sind nicht vergleichbar mit den Feuern in Tschernobyl", sagt der Physiker Herwig Paretzke . Die Reaktorblöcke dort enthielten Graphit als Moderator . Es war verantwortlich für die immense Explosion , die damals den Reaktorblock 4 zerfetzte. Paretzke rechnet nicht damit, dass eine ähnlich gewaltige Explosion Fukushima-1 erschüttern kann. Eine Rauchwolke aus eventuellen Zirkonbränden könnte aber in höhere Lagen aufsteigen, vermutet Rolf Michel. Und dann als Strahlenwolke nach Westen driften.

Tokyo und die Hauptinsel Japans müssten sich vor allem auf radioaktives Cäsium vorbereiten. Die flüchtigen und gefährlichen Jod-Isotope seien eher keine Gefahr, sagt Physiker Herwig Paretzke. "Reaktor 4 ist seit November abgeschaltet, da ist vieles schon zerfallen." Nach acht Tagen ist das Isotop bereits zur Hälfte abgebaut. Ausgeschlossen sei eine Freisetzung aber nicht. Dann müssten Jodtabletten an die Bevölkerung verteilt werden, um die Aufnahme der radioaktiven Isotope des Elements zu blockieren. Besonders Kinder und Jugendliche sind einem erhöhten Krebsrisiko ausgeliefert, sollten sie Jod-137 einatmen.

Was generell mit den radioaktiven Teilchen geschieht, hängt von Wind und Wetter ab. Und davon, wie hoch sie in die Atmosphäre gelangen. "Wenn der Wind die Stoffe aufs Meer treibt, können wir einigermaßen ruhig schlafen", sagt Strahlenschutzkommissionschef Michel. Wenn eine nukleare Wolke tatsächlich gen Tokyo zieht, "dann kommt es darauf an, ob es dabei regnet oder nicht". Bleibt es trocken, fällt der Cäsium-Fallout geringer aus. Bei Regen oder Schnee aber rieseln die radioaktiven Teilchen in größeren Mengen auf den Boden – sie haben eine Halbwertszeit von 30 Jahren.

Die Evakuierung der Metropolenregion Tokyos ist praktisch unmöglich

Für die Tokyoter wäre der verseuchte Niederschlag dabei sogar einigermaßen zu bewältigen. Sie müssten sich in ihre Wohnungen und Häuser zurückziehen. "Fenster und Türen gilt es dann geschlossen zu halten, Kleidung wechseln und waschen, duschen", sagt Christoph Hoeschen vom Strahlenschutzinstitut des Helmholtz-Zentrums in München . "Als nächstes muss Trink- und Leitungswasser kontrolliert werden." Cäsium lagert sich nicht sehr tief in den Bodenschichten ab, wobei dies von deren Beschaffenheit abhängt. Das Grundwasser könnte einer Verseuchung entgehen. Nach einiger Zeit, vielleicht mehreren Tagen, hätte sich das Cäsium durch Aufwirbelungen am Boden weiter verteilt, von Gebäuden könnte es abgewaschen werden.

"Die Menschen werden wohl aufgefordert werden, vorerst auf landwirtschaftliche Produkte zu verzichten", sagt der Strahlenschutzexperte Michel. Derzeit ist es noch kalt in Tokyo, es wächst nicht viel. Zwar gilt Milch als sehr anfällig für eine Kontamination. Doch in Japan ist das Produkt nicht weit verbreitet. Allerdings: "Wenn das Cäsium auf Ackerflächen und Böden liegt, könnte es ein großes Ernährungsproblem geben", sagt Michel. Und wer die Cäsium-Isotope in den Körper aufnimmt, könnte langfristig krank werden.

Eine Evakuierung der gesamten Metropolenregion von der Größe Schleswig-Holsteins gilt als praktisch unmöglich. Rund 35 Millionen Menschen müssten in Sicherheit gebracht werden. Selbst mit intakten Straßen und Autobahnen und funktionierendem Nahverkehr ist das nicht machbar. New Orleans konnte vor und während des Hurrikan Katrina nur mühselig evakuiert werden. Dort waren es gerade einmal 1,2 Millionen Menschen.

Mit welchen langfristigen gesundheitlichen Schäden die Bevölkerung rechnen müsste, darüber kann nur spekuliert werden. Der Strahlenmediziner Christoph Reiners hat sich in den vergangenen zwei Jahrzehnten intensiv mit den Folgen von Tschernobyl beschäftigt. Zudem arbeitete er mit japanischen Wissenschaftlern zusammen, die die Strahlenfolgen nach den Atombombenangriffen der Amerikaner 1945 auf Hiroshima und Nagasaki untersucht haben.

Die Zahlen über Tote und Langzeitgeschädigte, die Reiners aus dem UNSCEAR-Report der Vereinten Nationen zitiert, überraschen. Der Bericht über das Tschernobyldesaster beruft sich auf zahlreiche internationale Studien: Zwar waren bis zu 600.000 Liquidatoren, also jene Helfer, die in das Katastrophengebiet mussten, zum Teil hoher Strahlung ausgesetzt. Allerdings gibt es unter ihnen lediglich unsichere Hinweise, dass die Leukämiehäufigkeit gestiegen ist.

"Der einzige gesicherte Langzeit-Effekt in der Bevölkerung ist die Häufung von Schilddrüsenkrebs bei Kindern und Jugendlichen durch die Belastung mit radioaktivem Jod", sagt der Mediziner Reiners. Hier ist die gefürchtete Leukämie ausgeblieben. "Die echte Katastrophe von Tschernobyl war, dass kontaminierte Nahrung und Milch nicht aus dem Verkehr gezogen worden sind." Zudem wurden keine Jodtabletten an die Bevölkerung ausgegeben. Die Menschen konnten sich vor den radioaktiven Isotopen des Elements nicht schützen. Letztlich haben diese Versäumnisse wohl bis zu 6000 Schilddrüsenkrebsserkrankungen ausgelöst.

"Diese Epidemie ist noch nicht am Ende", sagt Reiners. Menschen, die damals erhöhten Strahlenwerten ausgesetzt waren, könnten auch noch nach 30 oder 40 Jahren Schilddrüsenkrebs erkranken. Derzeitige Schätzungen rechnen schlimmstenfalls mit insgesamt bis zu 20.000 Krebsfällen als Folge von Tschernobyl. Der überwiegende Teil der Erkrankten stirbt allerdings nicht an den Tumoren. Schilddrüsenkrebs gilt als sehr gut behandelbar: "Die Wahrscheinlichkeit mit der Diagnose die nächsten 20 Jahre zu überleben, liegt bei etwa 90 Prozent – über alle Altersgruppen hinweg." Die Gesamtzahl der Todesfälle, die sich unmittelbar auf den Tschernobyl-GAU zurückführen lässt, liegt schlimmstenfalls bei geschätzt 4000 Menschen.

Diese Daten verblüffen und sie werden auch immer wieder kritisiert. "Doch ich bin selbst im Feld gewesen und habe 250 erkrankte Kinder in Deutschland erfolgreich behandelt", erzählt Reiners. Die im UNSCEAR-Report ausgewerteten Daten wurden von einer Gruppe internationaler Wissenschaftler zusammengetragen, auch von Experten aus den betroffen Ländern wie Weißrussland oder der Ukraine. Das ist der Stand nach 25 Jahren intensiver Untersuchungen und Beobachtungen von tausenden Menschen. Natürlich weisen diese Daten Lücken auf, sie sind dennoch das Beste, was man derzeit hat. Wenngleich sie politisch nicht unumstritten sind, da sich die gesundheitliche Situation der Bevölkerung zweifellos nach Tschernobyl in den betroffenen Ländern massiv verschlechtert hat. "Das gehäufte Auftreten etwa von Herz-Kreislaufkrankheiten oder Diabetes ist aber nicht strahlenbedingt, sondern ein sozio-ökonomisches Problem, das durchaus als indirekte Folge der Katastrophe von Tschernobyl verstanden werden kann", sagt Reiners.

Best-Case: Die Kühlung der Reaktoren gelingt langfristig

  Best-Case – die Kühlung gelingt, das Schlimmste wird verhindert

Szenario zwei: Die Sicherheitsbehälter halten die teilweise geschmolzenen Kernbrennstäbe auf. Dank der reparierten Stromleitung läuft der Kühlkreislauf wieder. Die Abklingbecken mit den ausrangierten Brennstäben können rasch mit Wasser gefüllt werden, die Temperatur in ihnen sinkt auf unkritische Werte. Monate, wenn nicht länger, müssen die beschädigten Reaktoren nun gekühlt werden, aber die Radioaktivität sinkt. Auch wenn die Strahlenwerte in Fukushima-1 noch Jahrzehnte lang erhöht bleiben. Für die Bevölkerung hat der Unfall wenige Auswirkungen.

Wie wahrscheinlich dieser Ablauf ist, kann ebenfalls niemand prognostizieren. "Gut wäre es, wenn es in den Reaktoren von Fukushima so aussähe, wie in Three Mile Island", sagt der Vorsitzende der Strahlenschutzkommission, Rolf Michel. Bei dem Reaktorunfall 1979 im amerikanischen Harrisburg kam es zur teilweisen Kernschmelze, die Reaktordruckbehälter verhinderten aber ein Austreten des hoch radioaktiven Gemischs. Gelingt es, die Reaktoren in Fukushima dauerhaft zu kühlen, "bleiben die signifikanten Strahlenerhöhungen im Radius von 20 bis 30 Kilometern", sagt Michel. "Damit könnte man umgehen."

Bislang sieht es tatsächlich so aus, als kämen die Bewohner der Region glimpflich davon. "Derzeit gibt es für die japanische Bevölkerung keine kritische Strahlenbelastung", sagt der Strahlenphysiker Christoph Hoeschen. Der höchste Wert, den Messgeräte kurzzeitig in Tokyo einfingen, lag zwar über dem zehnfachen des Normalwerts, problematisch aber ist das nicht. "Selbst wenn diese Exposition über einen Tag konstant geblieben wäre – was sie nicht ist – sind die natürlichen Schwankungen auf ein Jahr gerechnet mancherorts höher."

Höchstens einzelne Personen im weiteren Umkreis um die Atomanlage haben eine Strahlendosis abbekommen, die einer sieben-Tage-Dosis von zehn Millisievert entspricht. Dabei berechnen Strahlenexperten mittels vorliegenden Messwerten, wie viel Strahlung nach sieben Tagen noch erreicht wird.

"Zehn Millisievert bekommen sie auch bei einer für Patienten nützlichen Computertomografie ab", sagt Hoeschen. Bei solchen Werten sind gesundheitsschädliche Wirkungen nicht bekannt. Einige wenige haben vielleicht eine Dosis von bis zu 100 Millisievert aufgenommen. Diese Werte gelten allerdings nur im Freien. Wer sich in Häusern und Wohnungen aufhält, ist niedrigeren Strahlendosen ausgesetzt.

Nach aktuellen Daten der Weltgesundheitsorganisation sind kürzlich in der Umgebung von Fukushima-1 rund 120 Menschen mit Kontaminationen registriert worden. "Wenn man die Bilder im Fernsehen sieht, meint man, es gehe hier um Tausende Menschen, die betroffen sind", sagt Reiners. Dem sei nicht so. "Die bislang so erfassten Menschen sind auch nicht verstrahlt", sagt der Mediziner. Bei den meisten war die Belastung belanglos, lediglich 22 wurden zur Dekontamination geschickt. Meist genüge es, dass sie ihre Kleidung ausziehen und sich waschen. Bisher gebe es keine Hinweise dafür, dass es zu einer akuten Strahlengefährdung der Bevölkerung gekommen ist. Bei den 50 Arbeitern, die noch auf der Anlage tätig sind, müsse man dies aber ernsthaft befürchten.

Mittlerweile sind nicht mehr viele Menschen in der betroffenen Region. Die Evakuierung in einem Radius von rund 30 Kilometern um die Atomanlage sei perfekt gelaufen. "Trotz der schlimmen Begleitumstände durch das Beben und den Tsunami", sagt Reiners. Aber wie sieht es in der Region langfristig aus? "Mit Sicherheit werden Menschen bald wieder in die 20-Kilometer-Zone um die Atomanlage zurückkehren können", sagt der Physiker Herwig Paretzke. Möglicherweise könnte ein Gebiet einige wenige Kilometer um Fukshima-1 dauerhaft gesperrt bleiben. Im Kernkraftwerk selbst müsste eine Hilfskonstruktion über die beschädigten Reaktoren gestülpt werden.

Derzeit ist noch offen, wie es in den Reaktoren an der japanischen Ostküste weitergeht. "Die Lage in Fukushima kann noch über Wochen kritisch bleiben", sagt Rolf Michel von der Strahlenschutzkommission. "Wir hängen absolut vom Wetter und der technischen Entwicklung am Ort ab." Derzeit gebe es nur die Chance, das Kühlsystem mit Strom zu versorgen und es wieder einzurichten. "Bei weiteren Problemen, die wir fürchten müssen, ließe sich langfristig kaum Schlimmeres verhindern", sagt der Physiker Hoeschen.

Eine Gefahr für Deutschland und Europa gilt jedoch in jedem Fall als ausgeschlossen. "Gleich was passiert: Wir werden hier keine radiologisch bedeutsamen Mengen ankommen sehen", sagt der Mediziner Reiners. Die Ausdünnungseffekte bei der Verfrachtung von radioaktiven Isotopen mit der Luft über fast 10.000 Kilometer hinweg seien zu hoch. Mit empfindlichen Geräten wird man im Laufe der Jahre dennoch geringste Mengen messen können – sie werden jedoch weit unterhalb jeglicher Grenzwerte liegen.