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ERINNERUNG

Die Reaktoranlage in Tschernobyl

Die Reaktorstation Tschernobyl besteht aus vier Blocken mit einer elektrischen Leistung von je 1.000 MW vom Typ eines graphitmoderierten Druckrohren-Siedewasserreaktors (RBMK-1000), der ausschlie?lich in der Sowjetunion betrieben wird. Es handelt sich um einen Siedewasserreaktor, bei dem aber der Dampf nicht in einem Druckgefa?, sondern in etwa 1.700 separaten, die Brennelemente enthaltenden Druckrohren erzeugt wird. Die Benutzung von Graphit als Moderator fuhrt zu einem gro?volumigem Reaktorkern von 12 m Durchmesser und 7 m Hohe. Dies hat zur Folge, da? die Regelung des Reaktors neutronenphysikalisch relativ kompliziert ist und erhohte Anforderungen an die Fahrweise der Regelstabe stellt. Der Einsatz von Graphit als Moderator und Wasser als Kuhlmittel fuhrt bei bestimmten Betriebszustanden des RBMK-Reaktors zu einem instabilen Verhalten infolge des positiven Dampfblasenkoeffizienten. Er bewirkt, da? bei einem Ansteigen der Kettenreaktionsrate und dem damit verbundenen Leistungs- und Temperaturanstieg durch den sich vergro?ernden Anteil der Dampfblasen im Kuhlmittel die Reaktorleistung weiter ansteigt. Bei einem Reaktor mit positivem Dampfblasenkoeffizienten bewirkt eine Leistungs- und Temperatursteigerung eine immer schneller zunehmende Kettenreaktion und weitere Leistungs- und Temperaturerhohungen. Dieser Effekt war die Ursache fur den Reaktorunfall in Tschernobyl. In deutschen Genehmigungsverfahren fur Kernkraftwerke mu? nachgewiesen werden, da? der Dampfblasenkoeffizient immer negativ ist.

Unfallentwicklung und -ablauf

Der Unfall im Block 4 des Kernkraftwerkes von Tschernobyl ist zwar im wesentlichen auf eine Kette von falschen Entscheidungen und verbotenen Eingriffen der Bedienungsmannschaft zuruckzufuhren; das Reaktorkonzept und insbesondere das Fehlen eines druckfesten, die Reaktoranlage umschlie?enden Sicherheitsbehalters sind aber fur die Freisetzung der gro?en Mengen an radioaktiven Stoffen mitverantwortlich. Der Reaktorunfall entwickelte sich wahrend eines Experimentes mit dem Turbinen-Generatorsatz der Kraftwerksanlage. Der zeitliche Ablauf la?t sich wie folgt rekonstruieren (alle Zeiten sind Ortszeit; Ortszeit = Weltzeit + 4 Stunden).

25. April 1986, 01.00 Uhr

Beginn der Versuchsvorbereitung durch Leistungsabsenkung im Reaktorblock 4. Um 13.00 Uhr wird wegen Stromanforderung von der Zentrale in Kiew die geplante weitere Leistungsabsenkung um etwa zehn Stunden verschoben. Bei der Fortsetzung der Leistungsreduzierung mi?lingt das vorgesehene Einregeln auf 25 % der Nennleistung. Die Leistung sinkt auf 1 % der Nennleistung ab.

26. April 1986, 01.00 Uhr

Die Operateure haben Schwierigkeiten mit der Reaktorregelung. Um eine Reaktorabschaltung zu verhindern, werden zusatzliche Kontrollstabe aus dem Reaktor gezogen. Dadurch wird die vorgeschriebene Mindestzahl der Regelstabe im Reaktorkern, bei der die Bertriebsvorschrift zwingend ein Abschalten des Reaktors verlangt, weit unterschritten. Zu den sechs bereits laufenden Kuhlmittelpumpen werden zwei weitere hinzugeschaltet. Der erhohte Kuhlmitteldurchsatz fuhrt zu einer destabilisierenden Ruckwirkung auf den gesamten Primarkreislauf. Der Operateur blockiert daher Abschaltsignale, die an den Wasserstand in den Dampf-/Wasserabscheidern gekoppelt sind.

01.23 Uhr

Das Experiment wird begonnen. Damit ggf. eine Wiederholung des Versuches moglich ist, werden Schnellabschaltsignale uberbruckt. Diese Ma?nahmen sind der entscheidende Versto? gegen die Betriebsvorschriften. Sie haben letzlich den Unfall verursacht. Durch das Experiment verringert sich der Kuhlmitteldurchsatz und damit die Kuhlung des Reaktorkerns. Dadurch entsteht im Kern mehr Wasserdampf. Der Reaktor reagiert infolge des positiven Dampfblasenkoeffiezenten mit einem steilen Leistungsanstieg.

01.23 Uhr und 40 Sekunden

Durch den Schichtleiter wird die Reaktorschnellabschaltung von Hand ausgelost. Der Anstieg der Reaktorleistung kann aber wegen der zu geringen Einfahrgeschwindigkeit der Regelstabe nicht mehr gebremst werden. Die verstarkte Kuhlmittelverdampfung im Reaktor beschleunigt weiter den Leistungsanstieg.

01.23 Uhr und 44 Sekunden

Die Reaktorleistung erreicht, nachtraglich berechnet, das 100-fache der Nennleistung. Durch starke Uberhitzung des Brennstoffs bersten die Brennstabe, es kommt zu einer heftigen Brennstoff/Wasser-Reaktion mit sto?artigem Druckaufbau und als Konsequenz zu einer Zerstorung gro?erer Kernbereiche, einem Anheben der oberen Reaktorabdeckung und Zerstorung des Reaktorgebaudes. Gro?e Teile des Graphitmoderators und der Anlage werden in Brand gesetzt. Wahrend dieser Zerstorungsphase werden schatzungsweise acht Tonnen radioaktiven Brennstoffs aus dem Kern in das Gebaude und die Umgebung geschleudert. Die Verteilung der radioaktiv verseuchten Luftschichten uber Westeuropa in den folgenden Tagen.

Weitere Entwicklung

Durch die unmittelbar einsetzende Brandbekampfung gelang es, die Brande au?erhalb des Reaktorgebaudes und am Maschinenhaus in vier Stunden zu loschen. Um den Brand des Moderatorgraphits zu ersticken und zur Eindammung der Unfallfolgen wurde der Block 4 in den folgenden Tagen aus der Luft mit Bor, Blei, Sand und Lehm (insgesamt 5.000 Tonnen) zugeschuttet. Gleichzeitig wurde eine Stickstoffanlage zur Kuhlung des Reaktors installiert. Ende Juni war eine kuhlbare Betonplatte unter dem Reaktorfundament eingezogen, um ein zuerst nicht auszuschlie?endes Durchschmelzen in den Untergrund sicher zu verhindern. Bis November 1986 wurde der Reaktorblock 4 unter meterdickem Beton "begraben".

(Auszug aus "Der Reaktorunfall in Tschernobyl und seine Auswirkungen in der Bundesrepublik Deutschland", W. Koelzner, Kernforschungszentrum Karlsruhe 1991)

aktuell

Mitte Dezember 2000 wurde der letzte Reaktorblock in Tschernobyl nach langwierigen Verhandlungen zwischen der Ukraine und den westlichen Staaten endlich abgeschaltet.


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