Ärzte Zeitung online, 26.04.2011

Die dramatischen Stunden von Tschernobyl

Tschernobyl, ein kleiner Ort im Norden der Ukraine, hat es zu trauriger Berühmtheit gebracht: Sein Name steht seit nunmehr einem Vierteljahrhundert für die bislang schwerste nukleare Katastrophe mit weltweiten Auswirkungen. Am 26. April 1986 kam es dort zum Super-GAU. Eine Chronik des Schreckens und der Folgen.

Die dramatischen Stunden von Tschernobyl

Block 4 aus der Luft: Der Katastrophenort rund einen Monat nach dem Unglück.

© ITAR-TASS / imago

Freitagmorgen, kurz nach 1 Uhr, am 25. April 1986, herrscht Betriebsamkeit im "Tschernobyler Kernkraftwerk Wladimir Iljitsch Lenin". Im Block 4 des AKW, das einen erheblichen Teil des Strombedarfs des Gebiets der heuten Ukraine und Weißrusslands deckt, steht eine Notfallübung auf dem Plan.

Doch aus der Übung wird eine Katastrophe. Der Reaktor explodiert, Unmengen radioaktiver Teilchen gelangen ins Freie. Der Wind treibt sie später in einer Giftwolke hinaus in die Welt. Lesen Sie nach, was wann geschah.

Freitag, 25. April 1986

01.00 Uhr

Arbeiter beginnen damit, den Reaktor herunterzufahren. Sie wollen testen, ob bei einem Stromausfall die auslaufenden Turbinen noch so viel Strom produzieren, dass es reicht, den Reaktor zu kühlen, bis die Notstromaggregate in Betrieb sind.

03.47 Uhr

Nach knapp vier Stunden haben die Techniker die Leistung auf rund 50 Prozent der thermischen Nennleistung reduziert. Im vollen Betrieb leistet der Reaktor 3200 Megawatt (MWth).

07.10 Uhr

Zwischenzeitlich kommt es durch die verringerte Leistung zu einer Xenonvergiftung des Reaktors. Durch die Kernspaltung des Spaltproduktes Jod-135 (Nuklidkaskade) entsteht mehr Xenon-135, als durch freie Neutronen gespalten und somit abgebaut werden kann.

Xenon-135 ist ein Neutronengift mit einer Halbwertzeit von rund neun Stunden. Ist ein Kernreaktor damit vergiftet, muss er abgeschaltet werden und kann erst ein bis zwei Tage später wieder hochgefahren werden. Das geschieht in Tschernobyl nicht, der Betrieb läuft weiter.

Schlimmer noch: Die Mannschaft reagiert darauf mit einem Herausziehen der Steuerstäbe. Die sogenannte Reaktivitätsreserve sinkt unter den minimal zulässigen Schwellenwert von 15 Steuerstäben. Die Reaktivitätsreserve (ORM) drückt - vereinfacht dargestellt - aus, wie viele Steuerstäbe noch aus dem Reaktor ausgefahren werden können, um bei Bedarf den Neutronenfluss zu erhöhen.

13.05 Uhr

Der Reaktor läuft weiter auf der Hälfte seiner Nennleistung. Die Reaktivitätsreserve erreicht wieder den zulässigen Wert. Eine der beiden Turbinen zur Stromerzeugung wird abgeschaltet.

14.00 Uhr

Das Notkühlsystem wird abgeschaltet. Diese Maßnahme ist für den Test vorgesehen. Die Betriebsmannschaft will dadurch verhindern, dass bei Notkühlsignalen aus der Steuerautomatik Wasser zur Kühlung eingespeist würde.

Weil aber aus der Leitzentrale Kiew wieder Strom verlangt wird, unterbricht die Mannschaft das Experiment. Sie vergisst, die Notkühlsysteme wieder zu aktivieren.

15.20 Uhr

Noch immer befinden sich nur 17 Steuerstäbe im Reaktor. Diese geringe Reaktivitätsreserve (unter 26) hätte vom Hauptingenieur genehmigt werden müssen.

23.10 Uhr

Aus Kiew kommt das Signal, dass der Strombedarf wieder gedeckt ist. Die Mannschaft setzt ihren Versuch fort, der Reaktor wird weiter heruntergefahren. Ziel ist es, eine Leistung von rund 25 Prozent zu erreichen (zwischen 700 und 1000 MWth).

Samstag, 26. April 1986

00.00 Uhr

Eine neue Schichtmannschaft übernimmt den Reaktor und führt die Übung fort.

00.28 Uhr

Die Leistung des Reaktors fällt aus ungeklärten Gründen auf ein Prozent der Nennleistung ab. Im Nachhinein wird vermutet, dass ein Bedienungsfehler oder ein technischer Defekt in der Regelung die Ursache dafür ist.

Der Reaktor ist für so eine niedrige Leistung nicht ausgelegt, er wird instabil. Eigentlich hätte er abgeschaltet, und der geplante Test verschoben werden müssen.

Stattdessen wird der Reaktor wieder hochgefahren, die Ingenieure ziehen dazu weitere Steuerstäbe aus dem Reaktor heraus. Er erreicht schließlich eine Leistung von sieben Prozent. Der Reaktor ist immer noch mit Xenon-135 vergiftet.

00.34 Uhr

In den Dampfabscheidern kommt es zu unerwarteten Schwankungen des Wasserstandes.

00.43 Uhr

Rund 40 Minuten vor dem Start des geplanten Tests wird ein wichtiges Signal ausgeschaltet, damit der Reaktor nicht automatisch herunterfährt, wenn der Test gestartet wird.

01.03 Uhr

Zwei Reservepumpen werden zu den Hauptkühlkreisläufen zugeschaltet.

01.06 Uhr

Die Mannschaft erhöht die Zufuhr von Speisewasser in die Dampfabscheider. Damit sollen der Wasserstand und der Dampfdruck erhöht werden.

01.09 Uhr

Der Durchsatz von Speisewasser fällt plötzlich ab. Die Kühlmitteltemperatur steigt.

01.19 Uhr

Der Versuchsleiter überbrückt Warnsignale zum Stand von Wasserspiegel und Druck, die zu einer Abschaltung geführt hätten.

Unterdessen steigt der Wasserspiegel in den Dampfabscheidern. Mittlerweile fließt dreimal so viel Speisewasser durch den Kühlkreislauf, wie für die Abfuhr der Wärme benötigt wird.

Dadurch sinkt die Wassertemperatur am unteren Reaktoreintritt, der Anteil an Dampfblasen im Reaktorkern fällt gegen null. Die Reaktivität sinkt weiter, die Mannschaft fährt manuell weitere Steuerstäbe aus.

01.20 Uhr

Der Druck in den Dampfabscheidern sinkt, der Operator reagiert, indem er die Zufuhr von Frischdampf schließt.

01.22 Uhr

Der Versuchsleiter erreicht, dass die Wasserzufuhr wieder auf zwei Drittel des notwendigen Wertes sinkt. Die Regelung gestaltet sich sehr schwierig, da das Regelsystem nicht für derartige kleine Durchsätze ausgelegt ist. Kurze Zeit später stabilisieren sich die Wasserzufuhr und der Wasserspiegel in den Dampfabscheidern.

Im Reaktorkern erhöht sich die Temperatur des einströmenden Kühlmittels. Die Steuerung fährt automatisch Regelstäbe ein.

01.23 Uhr

Der vorgesehene Test beginnt, die Turbinenschnellschlussventile werden geschlossen. Weil dadurch der Kühlmitteldurchsatz verringert und die Wärmeabfuhr unterbrochen wird, steigt die Temperatur im Reaktor rapide an.

01.23:21 Uhr

Alarmleuchten blinken. Die Automatik fährt zwei Regelstabgruppen in den Reaktorkern ein. Per Hand werden weitere Regelstäbe eingefahren. Doch an dieser Stelle werden sie immer wirkungsloser.

Das erste Problem ist der zunehmende Anteil an Dampfblasen - es bildet sich ein positiver Dampfblasenkoeffizient. Immer mehr Wasser verdampft, die Kühlleistung nimmt ab. Schlimmer noch: Wasserdampf absorbiert viel weniger Neutronen als Wasser, die Reaktivität im Reaktor steigt, es kommt zur sogenannte Überkritikalität.

Das zweite Problem sind die Regelstäbe selbst. Sie enthalten zwar Borcarbid, einen leistungsfähigen Neutronenabsorber. Doch die Spitzen sind mit Graphit ummantelt - ein fataler Konstruktionsfehler, denn das Material ist ein potenter Neutronenmoderator. Er bremst schnelle Neutronen ab, so dass sie weitere Kerne spalten können. Das Resultat ist ein exponentieller Leistungsanstieg.

Der steigende Neutronenfluss sorgt außerdem für einen zunehmenden Abbrand von Xenon-135. Die Konzentration des Neutronengiftes sinkt, die Reaktivität steigt.

01.23:40 Uhr

Der Schichtleiter gibt den Auftrag für die Notabschaltung. Dadurch beginnen die verbleibenden Regelstäbe damit, einzufahren.

01.23:43 Uhr

Doch dies zeigt keine Wirkung mehr, denn binnen wenigen Sekunden schnellen Reaktorleistung und Kerntemperatur in die Höhe. Die Schnellabschaltung ist mit 40 cm/s einfach zu langsam, sie bräuchte 20 Sekunden, um komplett einzufahren.

01.23:44 Uhr

Die Zeit dafür reicht nicht, der Reaktor läuft heiß. Innerhalb von nur vier Sekunden steigt die Leistung auf das nahezu Hundertfache an. Die Hitze verformt die Kanäle der Regelstäbe, die deswegen nicht mehr vollständig einfahren können. Druckröhren bersten.

Die Katastrophe nimmt ihren Lauf: Durch die Hitze reagiert das Kühlwasser an den Zirkonium-Ummantelungen der Brennelemente, es bildet sich Knallgas. In kurzer Zeit zerstören zwei Explosionen den Reaktor. Der rund 1000 Tonnen schwere biologische Schild wird durch die Wucht vom Reaktor gestoßen.

Große Mengen an radioaktiver Stoffe werden in die Umwelt geschleudert. Die Kraft ist so groß, dass die Partikel auch obere Luftschichten erreichen. Es entsteht eine Wolke mit zahlreichen radioaktiven Nukliden, darunter Jod-131 und Cäsium-137. Sie ziehen fortan hunderte und tausende Kilometer weit. Regen bringt die radioaktiven Partikel zurück auf den Boden.

05.00 Uhr

Durch die Explosionen sind auch außerhalb des Reaktors bis zu 30 Brände entstanden. Die Werkfeuerwehr rückt aus. Dreieinhalb Stunden braucht sie, bis die Brände außerhalb des Reaktorblocks 4 gelöscht sind. Block 3 wird abgeschaltet.

Sonntag, 27. April 1986

Um den Graphitbrand und die Freisetzung von Spaltprodukten aus Block 4 zu bekämpfen, beginnt die Werkfeuerwehr damit, aus Hubschraubern Borcarbid, Blei, Dolomit, Sand und Lehm auf den zerstörten Reaktor abzuwerfen. Block 1 und Block 2 werden abgeschaltet.

Das zur Kühlung in den Block 4 eingeleitete Wasser sammelt sich aufgrund der beschädigten Leitungen in den Räumen unter dem Reaktor, wo es stark kontaminiert wird. Zeitweise soll es dort eine Dosisleistung von 10 Sievert pro Stunde (Sv/h) gegeben haben.

Die sowjetischen Behörden befehlen unterdessen, dass die 48.000 Bewohner der Arbeiterstadt Prypjat evakuiert werden - als reine Vorsichtsmaßnahme und lediglich für drei Tage, heißt es zunächst.

Prypjat liegt vier Kilometer vom Atomkraftwerk Tschernobyl entfernt. Schritt für Schritt werden bis zum 4. Mai alle Anwohner im Umkreis von 30 Kilometern in Sicherheit gebracht.

Die radioaktive Wolke breitet sich unterdessen mit dem Wind aus. In Nordfinnland wird stark erhöhte Strahlung gemessen - ohne aber genau zu wissen, wie es dazu kommt.

Montag, 28. April 1986

Ungewöhnlich hohe Radioaktivität löst bei Messstationen in Schweden und Dänemark automatisch Alarm aus. Da die eigenen Anlagen als Verursacher ausgeschlossen werden können, wird mittels der Windrichtung ermittelt, woher die Radioaktivität kommen könnte.

Schließlich wird vermutet, dass sie von einem Atomkraftwerk auf dem Gebiet der Sowjetunion stammt. Kurz darauf meldet die amtliche sowjetische Nachrichtenagentur TASS einen "Unfall" im Kernkraftwerk Tschernobyl.

Dienstag, 29. April 1986

Die UdSSR spricht erstmals von einer "Katastrophe" und von zwei Todesopfern.

Sonntag, 4. Mai 1986

Arbeiter beginnen damit, unterhalb von Reaktorblock 4 Stickstoff einzufüllen, um dadurch das Feuer zu ersticken. Aber zunächst kommt es zum gegenteiligen Effekt: Die Wärme im Kern steigt, und noch mehr radioaktive Partikel werden ins Freie befördert.

Dienstag, 6. Mai 1986

Ein Stickstoffkühlsystem wird unter dem Reaktor eingebaut.

Dienstag, 13. Mai 1986

Die Sowjetunion gibt bekannt, dass die glühende Reaktormasse in die Erdkruste durchzubrennen drohte, aber noch rechtzeitig gekühlt werden konnte.

Dienstag, 20. Mai 1986

Teile der Reaktorruine strahlen noch immer so stark, dass eine Annäherung unmöglich ist. Der Bau wird untertunnelt und mit Stickstoff gekühlt.

Sonntag, 15. Juni 1986

Ein Teil der Tschernobyl-Betriebsleitung wird wegen Versagens entlassen. Der neue Direktor kündigt an, zwei der unbeschädigten Blöcke wieder in Betrieb zu nehmen.

Samstag, 19. Juli 1986

Das Moskauer Politbüro zieht Bilanz: Unglücksursache sei grobe Fahrlässigkeit des Bedienungspersonals gewesen. 28 Menschen seien gestorben, von den 208 Verletzten seien noch 30 im Krankenhaus.

Montag, 29. September 1986

Der mit "wichtigen Änderungen" umgerüstete Block 1 des Kraftwerks Tschernobyl wird wieder eingeschaltet.

Samstag, 15. November 1986

Der Beton-Sarkophag um den Unglücksreaktor ist fertig.

Freitag, 11. Oktober 1991

In Block 2 des AKW Tschernobyl kommt es zu einer Wasserstoffexplosion. Der Reaktor wird abgeschaltet. Da nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion das Geld fehlt, wird er nicht repariert. Zwei Jahre später sollte dem Block schließlich die Betriebserlaubnis entzogen werden.

Mittwoch, 20. Oktober 1993

Die Betriebserlaubnis von Block 1 wird zum letzten Mal verlängert. Drei Jahre später, im November, wird er vom Netz gehen.

Freitag, 15. Dezember 2000

Der letzte verbleibende Reaktorblock Nummer 3 wird vom Netz genommen - auch aufgrund politischen Drucks seitens der Europäischen Union. In Tschernobyl wird seitdem kein Strom mehr produziert.

Montag, 17. September 2007

Das französische Konsortium Novarka erhält von der ukrainischen Regierung den Auftrag, einen neuen Sarkophag für Block 4 zu bauen. Zunächst heißt es, das Projekt werde rund eine halbe Milliarde Euro kosten. Beteiligt ist auch das deutsche Bauunternehmen Hochtief.

Das Stahldach soll über 100 Meter hoch, 150 Meter lang und über 250 Meter breit sein. Gebaut werden soll die knapp 30.000 Tonnen schwere Schutzhülle rund 200 Meter entfernt von Block 4. Nach der Fertigstellung soll es auf Schienen über den havarierten Block geschoben werden.

In den kommenden Jahren werden die geschätzten Kosten auf knapp 900 Millionen Euro steigen. Den größten Teil übernimmt die internationale Staatengemeinschaft.

Dienstag, 19. April 2011

Die internationale Staatengemeinschaft zückt bei einer Geberkonferenz den Geldbeutel: Weitere 550 Millionen Euro werden für den "Shelter Implementation Plan" locker gemacht, die Europäische Bank für Wiederaufbau (EBRD) gibt zusätzlich 120 Millionen Euro.

Die Gesamtkosten für das Projekt belaufen sich mittlerweile auf 1,54 Milliarden Euro. Der neue Sarkophag soll im Sommer 2015 fertiggestellt werden - ein Jahr vor dem 30. Jahrestag der Katastrophe von Tschernobyl.

Dokumentiert von Thorsten Schaff und Denis Nößler

Quellen:
Informationskreis Kernenergie 2007: Der Reaktorunfall in Tschernobyl
European Bank for Reconstruction and Development (EBRD) 2000: Shelter Implementation Plan
Gesellschaft für Anlagen und Reaktorsicherheit (GRS) 1996; 121: Tschernobyl - Zehn Jahre danach
International Atomic Energy Agency (IAEA) 1992: The Chernobyl Accident: Updating of INSAG-1, Safety Series 75-INSAG-7
United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) 1988: Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation
GRS 1986; S-40: Neuere Erkenntnisse zum Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl
GRS 1986; S-39: Der Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl

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