technologyComment of air separation, xenon krypton purification (CA-QC, RER, RoW): Kr-Xe-concentrate with 99.7% O2 is obtained from a side column of large air separation plants. Processes as purification and further distillation and the achieved yield may vary. Data represents an average process.
STRAHLENSCHUTZKONKRET Nuklearer Notfallschutz | Verantwortung für Mensch und Umwelt | Ein beispielhafter UnfallhergangWas sind nukleare Notfälle? Am Morgen des 5. Januar kommt es gegen 6 Uhr in einem Kernkraftwerk zu einem Störfall, der zur Schnellabschaltung des Kraftwerks führt.Bei einem Unfall im Kernkraftwerk kann im schlimmsten Fall radio aktives Material freigesetzt werden und in die Umwelt gelangen. Ein nuklearer Notfall tritt ein. Derartige Ereignisse wirken über Länder grenzen hinaus, wie die verheerenden Unfälle in Fukushima und Tschernobyl in der Vergangenheit bereits gezeigt haben. Nukleare Notfälle können aber auch bei Unfällen in anderen kerntech nischen Anlagen wie z. B. Endlagern und Zwischenlagern für radioaktive Abfallstoffe, bei Transportunfällen, terroristischen Anschlägen oder sonstigen Zwischenfällen mit radioaktiven Strahlenquellen eintreten. Entscheidend für die Einordnung in nukleare Notfälle ist die Frei- setzung von radioaktiven Stoffen. Bei nuklearen Notfällen außerhalb 5. Januar, 8 Uhr von Kernkraftwerken gelangen ebenfalls radioaktive Stoffe und Sabine ist auf dem Weg zur Arbeit, die ca.Gase in die Umwelt. Sie breiten sich allerdings meist nur gering aus 10 km vom Kraftwerk entfernt ist. Im Laufeund wirken damit nur lokal. des Tages verschlechtert sich die Situation im Kernkraftwerk durch eine Verkettung unglücklicher Umstände und den Ausfall zahlreicher Sicherheitsmechanismen so sehr, dass die Katastrophenschutzleitung einen Voralarm aus dem Kernkraftwerk erhält. 5. Januar, 20 Uhr Daraufhin informiert die Katastrophen schutzleitung die Bevölkerung mit folgender Meldung: „Im Kernkraftwerk ist es zu einem Unfall gekommen. Es wurden bisher keine radio aktiven Stoffe freigesetzt. Zurzeit besteht für Sie keine Gefahr und damit kein Anlass für eigene Maßnahmen. Wenn es zu einer Gefahr bringenden Freisetzung kommt, werden Sie sofort informiert. Bitte beachten Sie deshalb die weiteren Meldungen auf diesem Sender.“ Als Sabine die Meldung im Radio hört, befindet sie sich wieder in ihrer Wohnung in Niederhausen, die ca. 6 km vom Kraftwerk entfernt liegt. 2 Wie gelangt die Radioaktivität in meinen Körper? Bei Unfällen in Kernkraftwerken können radioaktive Gase wie z. B. Xenon oder Krypton oder auch sehr kleine radioaktive Teilchen wie Jod und Cäsium in die Umwelt gelangen. Es bildet sich eine „radioaktive Wolke“, die durch Luftbewegungen weitertransportiert wird. Die regionale Betroffenheit ist dadurch sehr unter schiedlich. Durch die radioaktiven Teilchen in der Luft wird der Mensch von außen (extern) bestrahlt. Später lagern sich diese sogenannten Wie erfahre ich von einem Unfall?Radionuklide aus der Luft auch am Boden oderDie Bevölkerung wird in einem nuklearenanderen freien Flächen ab. Bei NiederschlägenNotfall durch Lautsprecherwagen und Sirenensind die radioaktiven Ablagerungen größeralarmiert. Bei einem einminütigen Heultonals bei der bloßen Luftbewegung. Über die Abhandelt es sich um ein Alarmsignal. Daraufhinlagerungen in der Umwelt, auf Weiden, Nutzsollte der Rundfunk eingeschaltet und auf diepflanzen und in Gewässern gelangen die radioPrognose entsprechenden Durchsagen geachtet werden.aktiven Stoffe schließlich in die Nahrungskette.Im Notfall ist es wichtig, schnell und nachvoll Radio und TV, insbesondere die lokalen Sender,In Form tierischer und pflanzlicher Lebensziehbar Prognosen zur radiologischen Lage zu informieren umfassend.mittel nimmt dann der Mensch die Radioerstellen. Dazu steht das Entscheidungshilfe Hintergrundinformationen erhält man darübernuklide auf. Auch über die Atemluft und übermodell RODOS („Realtime Online Decision hinaus auf den Internetseiten: www.bfs.de oderdie Haut kann der Mensch die radioaktivenSupport System“) zur Verfügung. Die Prognosen www.jodblockade.de. Außerdem werden aktuelleTeilchen aufnehmen. Im Falle einer solchenbilden die Grundlage für konkrete Notfall Messdaten auf www.imis.bfs.de/geoportal undinternen Belastung können die Stoffe von innenmaßnahmen, wie z. B. die Evakuierung der odlinfo.de dargestellt.noch weiter auf den Körper einwirken.Bevölkerung. Externe StrahlungInterne Strahlung aus der radioaktiven WolkeBelastung durch Einatmen Belastung durch Nahrungsmittel und Trinkwasser sowie aus im Boden abgelagerten radioaktiven Stoffen, kontaminierter Kleidung und Haut externe Strahlung vom Untergrund 3
Spurenanalyse im BfS Mit hochempfindlichen physikalischen Messsystemen ist es dem BfS möglich, geringste Spuren radioaktiver Stoffe in der Luft zu detektieren. Dabei kann unterschieden werden, ob die nachgewiesenen radioaktiven Spuren natürlichen oder künstlichen Ursprungs sind. Diese Untersuchungen werden als Spurenanalyse bezeichnet und dienen unter anderem zur Überwachung des weltweiten Stopps von Kernwaffenversuchen. Aufgaben und Ziele der Spurenanalyse des BfS sind es, geringste Mengen radioaktiver Stoffe in der Luft nachzuweisen sowie deren Herkunft, Verteilung und Transport in der Umwelt zu untersuchen und kurz- und langfristige Änderungen auf niedrigstem Aktivitätsniveau zu verfolgen. Gesetzliche Grundlagen Gesetzliche Grundlagen für die Untersuchungen im Rahmen der Spurenanalyse sind das Strahlenschutzgesetz ( StrlSchG ) mit den Messprogrammen zur AVV - IMIS , der EURATOM -Vertrag sowie der Vertrag zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens ( CTBT ). Die Messergebnisse werden von der Leitstelle Spurenanalyse im BfS zusammengefasst und an das Bundesumweltministerium ( BMUV ), die Internationale Atomenergieorganisation (International Atomic Energy Agency, IAEA ) sowie an die Europäische Union ( EU ) berichtet. Die Ergebnisse werden im Ereignisfall, wenn größere Mengen radioaktive Stoffe in die Luft gelangen (zum Beispiel bei einem Unfall in einem Kernkraftwerk) zusätzlich im System der elektronischen Lagedarstellung des Notfallschutzes ( ELAN ) bereitgestellt. Luftstaubsammler der Spurenanalyse auf dem Dach der BfS-Dienststelle in Freiburg Luftproben An der Messstation Schauinsland und in Freiburg werden Luftstaub- und Edelgasproben genommen und in den Spurenanalyselaboren am Standort Freiburg aufbereitet und gemessen. Die Luftstaub- und Edelgasproben werden kontinuierlich – in der Regel jeweils über eine Woche – gesammelt. Bei Bedarf (zum Beispiel nach dem Unfall in Fukushima ) werden zusätzlich Niederschlagsproben genommen und auf Radionuklide untersucht. Darüber hinaus werden Edelgasproben aus aller Welt im Edelgas-Labor in Freiburg analysiert. Labore Zur Spurenanalyse nutzt das BfS verschiedene Labore : Edelgas-Labor Gammaspektrometrie-Labor Radiochemie-Labor Edelgas-Labor Edelgas-Labor zur Spurenanalyse Akkreditiertes Labor nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 Aufgaben Umweltüberwachung im Rahmen der gesetzlichen Aufgaben Nachweis von verdeckten nuklearen Aktivitäten Die radioaktiven Isotope der Edelgase Xenon (zum Beispiel Xenon-133) und Krypton (Krypton-85) spielen eine wichtige Rolle bei dem Nachweis von verdeckten nuklearen Aktivitäten wie unterirdischen Kernwaffentests sowie als Indikator für die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen (auch zur Produktion von Plutonium für Kernwaffen). Das BfS unterstützt mit seinem Labor die Vertragsorganisation zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens ( CTBTO ) als " Support Labor". Das BfS nimmt wöchentlich Luftproben in Freiburg und auf dem Schauinsland. An derzeit weltweit weiteren sechs Probeentnahmestationen werden in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen wöchentlich Proben für die Analyse im Edelgas-Labor des BfS gesammelt. Hierzu werden die Proben an den Probenahmestellen so aufbereitet, dass sie in Druckdosen oder Gasbehältern an das Edelgas-Labor verschickt werden können. Verfahren Eine Edelgasprobe wird für die Aktivitätsmessung aufgearbeitet Im Edelgas-Labor wird die Luftprobe mittels eines gaschromatographischen Verfahrens analysiert; das heißt, das Gasgemisch wird in seine einzelnen chemischen Bestandteile getrennt. Die Aktivität des Kryptonanteils wird mit Hilfe von Messungen der Beta- Strahlung mit Proportionalzählrohren bestimmt. Das Gasvolumen des analysierten Kryptonanteils wird anschließend gaschromatographisch ermittelt. Für die Bestimmung der Aktivität der Xenon-Isotope betreibt das Edelgas-Labor zwei nuklidspezifische Xenon-Messsysteme. Mit diesen Systemen können die Aktivitäten und Aktivitätskonzentrationen der vier Xenon-Isotope Xenon-133, Xenon-135, Xenon-131m und Xenon-133m mit Hilfe der simultanen Messung von Beta- und Gamma-Strahlung bestimmt werden. Wird in Luftproben Xenon nachgewiesen, kann die so ermittelte Isotopenzusammensetzung Hinweise auf die mögliche Quelle des Xenons liefern. Das Verfahren wurde im März 2022 in den Akkreditierungsumfang aufgenommen. Bei erhöhtem Probenaufkommen besteht zusätzlich auch die Möglichkeit der Aktivitätsbestimmung von Xe-133 über die Betaaktivität analog zur Aktivitätsbestimmung von Kr-85. Nachweisgrenze Typische Nachweisgrenzen des Proportionalzählrohr-Messsystems liegen für die Aktivitäten von Krypton-85 bei zirka 0,03 Becquerel und bei zirka 0,01 Becquerel für Xenon-133. Für die nuklidspezifischen Xenon-Systeme liegt die Nachweisegrenze bei zirka 0,002 Becquerel . Gammaspektrometrie-Labor Gammaspektrometrie-Labor zur Spurenanalyse Akkreditiertes Labor nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 Aufgaben Umweltüberwachung im Rahmen der gesetzlichen Aufgaben Nachweis von Spuren künstlicher Radionuklide in Luftstaubproben Spuren radioaktiver Stoffe im Luftstaub werden mit Hilfe der Gammaspektrometrie nachgewiesen. Die hierfür benötigten Proben werden mit Hochvolumensammlern genommen, der Sammelzeitraum beträgt in der Regel eine Woche. Im Ereignisfall ist auch eine tägliche Probenahme möglich. Ziel der Messungen ist die Bestimmung der Aktivitäten und Aktivitätskonzentrationen der verschiedenen gammastrahlenden Radionuklide , die aus der Luft auf Filtern abgeschieden wurden. Für die Suche nach radioaktiven Spuren werden im Gammaspektrometrie-Labor der Dienststelle Freiburg Luftstaubproben gemessen, die mit Hochvolumensammlern an der Messstation auf dem Schauinsland und auf dem Dach der Dienststelle in Freiburg genommen werden. Die Hochvolumensammler saugen die Luft mit einem Durchsatz von 700 bis 900 Kubikmetern pro Stunde über großflächige Aerosol -Filter. Die Staubpartikel mit den anhaftenden Radionukliden werden auf diesen Filtern abgeschieden. Verfahren Besaugter Aerosolfilter Die Filter werden nach Ende der Sammelzeit (in der Regel eine Woche) zu Tabletten gepresst. Um auch noch kleinste Mengen von Radionukliden nachweisen zu können, werden die Tabletten mit hochempfindlichen Reinstgermaniumdetektoren über mehrere Tage hinweg gemessen. Bleiabschirmungen dienen hierbei zur Reduzierung der überall vorhandenen Umgebungsstrahlung, die die Messung stören kann. Typische Nachweisgrenzen für die Aktivitätskonzentration von Cäsium-137 liegen bei circa 0,1 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft. Nicht alle Radionuklide können anhand der Gammastrahlung identifiziert werden. Radionuklide wie zum Beispiel Strontium-90 oder Plutonium müssen zunächst radiochemisch abgetrennt und für die jeweilige Messung entsprechend aufbereitet werden. Dies erfolgt in der Regel jeweils monatsweise im Radiochemielabor der Dienststelle Freiburg. Gepresster Filter auf dem Detektor Die Überwachung von radioaktiven Spuren am Luftstaub ist unter anderem ein Bestandteil der Messprogramme nach AVV - IMIS und des EURATOM -Vertrags. Messungen außerhalb des Akkreditierungsumfangs Gasförmiges Jod Gasförmiges Jod kann nicht auf Luftstaubfiltern abgeschieden werden. Um dieses Jod nachweisen zu können, wird es an die Oberfläche eines festen Stoffes (zum Beispiel Aktivkohle) angelagert. Die dabei entstandene Probe wird gammaspektrometrisch untersucht. Niederschlagsproben Bei Bedarf (zum Beispiel nach dem Unfall in Fukushima ) werden an der Dienststelle in Freiburg sowie an der Messstelle auf dem Schauinsland zusätzlich Niederschlagsproben genommen und auf Radionuklide untersucht. Diese Proben enthalten die mit dem Niederschlag aus der Luft ausgewaschenen Radionuklide . Radiochemie-Labor Radiochemie-Labor zur Spurenanalyse Aufgabe: Umweltüberwachung im Rahmen der gesetzlichen Aufgaben Nachweis radioaktiver Elemente in Luftstaubproben: Strontium Uran Plutonium Nachweis von verdeckten nuklearen Aktivitäten An den Messstationen Schauinsland und in Freiburg gesammelte Luftstaubproben werden zunächst im Gammaspektrometrie-Labor gemessen und ausgewertet. Danach werden sie im Radiochemie-Labor mit speziellen Methoden aufbereitet, um Strontium, Uran und Plutonium einzeln abzutrennen. Verfahren Um eine möglichst niedrige Nachweisgrenze zu erreichen, werden jeweils vier bis fünf Wochenproben zu Monatsproben zusammengefasst und verascht. An der Asche dieser Proben werden die Aktivitätskonzentrationen der oben genannten Nuklide bestimmt. Hierfür wird die Probenasche in Säure aufgelöst und in einem speziell dafür vorgesehenen Mikrowellengerät aufbereitet. Anschließend werden die zu bestimmenden Nuklide mittels radiochemischem Analyseverfahren abgetrennt und auf Filtern beziehungsweise Edelstahlplättchen abgeschieden. Filterproben werden im Radiochemielabor aufgearbeitet Die Strontiumisotope werden mit einem Low-Level alpha/beta Messplatz gemessen. Dabei handelt es sich um ein Messsystem, mit dem kleinste Aktivitäten von Alpha- und Beta-Strahlern nachgewiesen werden können. Die Messung der Uran - und Plutoniumisotope erfolgt nach der elektrochemischen Abscheidung auf Edelstahlplättchen in einem Alphaspektrometer. Nachweisgrenzen Mit dem beschriebenen Verfahren werden Nachweisgrenzen von 1 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft für Strontium-89, 0,03 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft für Strontium-90 sowie 0,0005 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft für die Isotope Uran -234, Uran -235, Uran -238, Plutonium -238, Plutonium -239 und Plutonium -240 erreicht. Stand: 24.07.2024
Leitstellen für die Überwachung radioaktiver Stoffe in der Umwelt Die radioaktiven Stoffe in der Umwelt werden zum einen von den Ländern, zum anderen von Einrichtungen des Bundes überwacht. In diesem Zusammenhang wurden Leitstellen eingerichtet, die jeweils für die Überwachung bestimmter Umweltbereiche verantwortlich sind. Die Aufgaben der Leitstellen sind im Strahlenschutzgesetz bzw. der IMIS -Zuständigkeitsverordnung, der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Integrierten Mess- und Informationssystem zur Überwachung radioaktiver Stoffe in der Umwelt ( AVV - IMIS ) und in der Strahlenschutzverordnung festgeschrieben. Der radioaktive Fallout durch die atmosphärischen Kernwaffenversuche in den 1950er und 1960er Jahren machte eine Überwachung der Belastung von Mensch und Umwelt durch Radioaktivität erforderlich. Wegen der Verpflichtungen durch den Artikel 35 des EURATOM -Vertrages von 1957 und der großtechnischen Nutzung der Kernenergie zur Energieproduktion wurde die Überwachung ausgeweitet und gesetzlich geregelt. Die radioaktiven Stoffe in der Umwelt werden zum einen von den Ländern, zum anderen von Einrichtungen des Bundes überwacht. Leitstellen: Einrichtungen des Bundes Gleichzeitig mit der amtlichen Überwachung wurden Leitstellen eingerichtet, die für bestimmte Umweltbereiche verantwortlich sind. Diese Leitstellen sind eingerichtet beim Bundesamt für Strahlenschutz , beim Deutschen Wetterdienst, bei der Bundesanstalt für Gewässerkunde, beim Max-Rubner-Institut, beim Bundesamt für Schifffahrt und Hydrographie, beim Thünen-Institut. Die Aufgaben Die Aufgaben der Leitstellen sind im Strahlenschutzgesetz ( StrlSchG ) mit der IMIS -Zuständigkeitsverordnung ( IMIS -ZustV) und in der Strahlenschutzverordnung ( StrlSchV ) festgeschrieben. Dies sind unter anderem: Überprüfung der Messdaten, die im Rahmen der Umweltüberwachung ( AVV - IMIS ) nach StrlSchG sowie im Rahmen der Emissions- und Immissionsüberwachung ( REI ) nach StrlSchV erhoben werden (Datenerzeuger sind unter anderem die amtlichen Messstellen der Länder, Bundesinstitute sowie die unabhängigen Messstellen zur Überwachung kerntechnischer Einrichtungen und die Betreiber kerntechnischer Einrichtungen), Zusammenfassung und Dokumentation der Daten der Umweltüberwachung nach StrlSchG sowie der Emissions- und Immissionsüberwachung, Überprüfung, Weiterentwicklung und Dokumentation von Probenahme- und Analyseverfahren (Messanleitungen) , Vergleichsanalysen zur externen Qualitätskontrolle (Ringversuche, Messvergleiche), Beratung der zuständigen Ministerien des Bundes und der Länder in fachlichen Fragen. Das BfS nimmt die Funktion einer Leitstelle in folgenden Bereichen wahr: Die Leitstellen des BfS Leitstelle Gesetzliche Grundlage Bemerkungen Leitstelle für Bodenoberflächen (In-situ-Gammaspektrometrie), Ortsdosis und Ortsdosisleistung ( ODL ) StrlSchG , IMIS -ZustV, AVV - IMIS , StrlSchV , REI ODL -Messnetz Leitstelle für Spurenanalyse StrlSchG , IMIS -ZustV, AVV - IMIS Spurenanalyse von radioaktiven Edelgasen (Krypton, Xenon) und luftstaubgebundenen Radionukliden Leitstelle für Trinkwasser, Grundwasser, Abwasser, Klärschlamm, Abfälle und Abwasser aus kerntechnischen Anlagen StrlSchG , IMIS -ZustV, AVV - IMIS , StrlSchV , REI Leitstelle für Arzneimittel und deren Ausgangsstoffe sowie Bedarfsgegenstände StrlSchG , IMIS -ZustV Leitstelle für Fortluft aus kerntechnischen Anlagen StrlSchG , IMIS -ZustV, REI Leitstelle für Fragen der Radioaktivitätsüberwachung bei erhöhter natürlicher Radioaktivität (ENORM) StrlSchG , IMIS -ZustV, StrlSchV Natürliche Radioaktivität in Umweltmedien, wie zum Beispiel Böden, Baustoffen sowie in industriellen Rückständen (zum Beispiel bei der Gewinnung von Erdgas) Qualitätssicherung von Messergebnissen durch die Leitstellen Die Leitstellen prüfen die Messergebnisse auf ihre Plausibilität und übernehmen die Qualitätssicherung der Daten. Korrekte Messergebnisse sind eine maßgebliche Voraussetzung, um in einem nuklearen Ereignisfall mögliche radiologische Auswirkungen richtig einschätzen zu können und die richtigen Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung zu treffen. Die Leitstellen entwickeln die anzuwendenden Probenahme- und Analyseverfahren, prüfen die Messdaten auf Plausibilität, führen Maßnahmen zur Qualitätssicherung durch, bereiten die verfügbaren Daten auf und erstatten Bericht an entscheidungsbefugte Stellen. Ringversuche und Laborvergleichsanalysen und -messungen als externe Qualitätskontrolle Die Leitstellen organisieren regelmäßig Ringversuche bzw. Laborvergleichsuntersuchungen zur externen Qualitätskontrolle. Dazu versendet die verantwortliche Leitstelle standardisierte Proben mit bekannter Zusammensetzung an die teilnehmenden Institutionen. Die Proben werden von den Teilnehmern mit den von ihnen üblicherweise verwendeten Verfahren analysiert. Ergebnisse: Vergleich liefert Informationen über Qualität von Analyse- und Auswertungsmethoden In Fachgesprächen und Workshops werden die angewendeten Methoden und Verfahren sowie die Ergebnisse von Ringversuchen bzw. Laborvergleichsanalysen und -messungen mit den Teilnehmern diskutiert. Im Bedarfsfall unterstützt die jeweilige Leitstelle teilnehmende Institutionen bei der Einführung neuer Mess- oder Analyseverfahren. Internationale Zusammenarbeit Die Mitwirkung der Leitstellen des BfS in internationalen Arbeitsgruppen dient dem Erfahrungsaustausch, der Harmonisierung von Analyse- und Messverfahren im internationalen Rahmen, der Qualitätssicherung der verfügbaren Daten. Die internationale Zusammenarbeit beim Fukushima-Unfall hat gezeigt, wie wichtig qualitätsgesicherte Daten auch auf internationaler Ebene sind. Durch das internationale Messnetz der CTBTO konnte sowohl die Ausbreitung der freigesetzten Radioaktivität als auch ihre Abschwächung bei der Verteilung in der Atmosphäre genau beobachtet werden. Die Entscheider erhielten so frühzeitig zutreffende Prognosen auf zu erwartende radiologische Auswirkungen im jeweiligen Land – eine wichtige Voraussetzung, um über mögliche nationale Schutzmaßnahmen zu entscheiden. Stand: 22.07.2024
Die Luft ist ein die Erdatmosphäre umgebendes Gasgemisch, das sich im trockenen Zustand aus den Hauptbestandteilen Stickstoff (78,08 Vol.-%) und Sauerstoff (20,95 Vol.-%) zusammensetzt. Daneben gibt es noch Edelgase (wie z. B. Argon, Helium, Krypton und Xenon) sowie andere Spurenstoffe (wie z. B. Kohlendioxid, Methan, Wasserstoff, Distickstoffmonoxid und Kohlenmonoxid), deren Anteil zusammen unter 1 Vol.-% liegt. Die Luft enthält neben den genannten Gasen zudem noch: Die Anteile der natürlich vorkommenden Gase ändern sich nur geringfügig und sind mit Ausnahme von Wasserdampf und Ozon aufgrund der guten Durchmischung der Atmosphäre bis zu einer Höhe von ca. 100 km (Homosphäre) weitgehend gleichmäßig verteilt. Es können allerdings Schwankungen der einzelnen Komponenten (insbesondere der Spurengase) zeit- und gebietsweise auftreten, die durch beispielsweise Vulkanausbrüche oder Fäulnisprozesse bedingt sind. Neben den natürlichen Bestandteilen der Luft, können die menschlich (anthropogen) verursachten Luftbeimengungen (z. B. Stickstoffoxide, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid) zu langfristigen Änderungen der entsprechenden Anteile führen. Die zu den Treibhausgasen zählenden und vor allem langlebigen Spurenstoffe, wie z. B. Methan und Kohlendioxid, können zudem klimarelevante Auswirkungen haben.
Ukraine: Informationen zur nuklearen Situation Der russische Angriff auf die Ukraine und die sich immer wieder neu entwickelnde Situation im Land werfen viele Fragen auf – auch zu Gefahren, die durch Atomkraft und Radioaktivität entstehen können. Erinnerungen an Tschernobyl oder Fukushima werden wach und beschäftigen die Öffentlichkeit in dieser Zeit mehr denn je. Das BASE stellt Ihnen auf dieser Seite und den weiterführenden Links das breite Informationsangebot unseres Bundesamtes sowie der weiteren kompetenten Einrichtungen zusammen, die sich mit der Sicherheit nuklearer Anlagen in der Ukraine beschäftigen. Aktuelle Entwicklungen in der Ukraine Stellungnahme des BASE zur Situation in der Ukraine Informationen über Atomkraftwerke in der Ukraine Fragen und Antworten zur Sicherheit von Atomkraftwerken und Zwischenlagern Weiterführende Informationen von Bundeseinrichtungen und internationalen Organisationen Rückblick: Die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl Pressekontakt Für Ihre darüber hinaus gehenden Fragen wenden Sie sich bitte gern direkt an die BASE-Pressestelle sowie an die genannten Institutionen. Aktuelle Entwicklungen in der Ukraine Aktuelle Entwicklungen zur nuklearen Sicherheit der ukrainischen Nuklearanlagen Zur aktuellen Situation in der Ukraine 21.01.2025 Nach einer aktuellen Meldung der IAEA musste die Leistung des ukrainischen Kernkraftwerks Riwne am 15.01.2025 vorübergehend reduziert werden. Dies sei als Vorsichtsmaßnahme aufgrund von in der Umgebung verübten Luftangriffen geschehen. Auch von allen anderen ukrainischen KKW-Standorten seien zuletzt verstärkte militärische Aktivitäten gemeldet worden. Demnach sei das KKW Chmelnyzkyj ebenfalls am 15.01.2025 von einem Luftalarm betroffen gewesen, die IAEA-Beobachter am KKW Saporischschja meldeten täglich mehrere Explosionen, wovon sich einige auch in geringer bis mittlerer Entfernung vom Kraftwerk ereignet hätten. Weiterhin wurden Sichtungen von Drohnen über der Sperrzone des KKW Tschernobyl sowie in der Nähe des KKW Südukraine gemeldet. (Quelle: IAEA ) Chronik der Ereignisse: Nukleare Sicherheit der ukrainischen Nuklearanlagen Stellungnahme des BASE zur Situation in der Ukraine BASE stellt behördenübergreifende Informationen zur nuklearen Situation der Ukraine zur Verfügung Kategorie: Nukleare Sicherheit | Datum: 10.03.2022 Im Konflikt in der Ukraine sind erstmals Atomanlagen zum Ziel kriegerischer Auseinandersetzungen geworden. Das BASE stellt auf seiner Webseite ein unabhängiges und breites Informationsangebot zu Themen der nuklearen Sicherheit zu Verfügung. Zudem verlinken wir auf weitere kompetente Einrichtungen, die sich mit dem Thema Atomkraft und Radioaktivität beschäftigen. © BASE Informationen über Atomkraftwerke in der Ukraine Atomkraftwerke in der Ukraine Kategorie: Nukleare Sicherheit | Datum: 21.01.2025 Seit dem russischen Angriff auf die Ukraine zeigen sich internationale Organisationen wie die IAEO besorgt um die Sicherheit der ukrainischen Atomkraftwerke. Die wichtigsten Hintergrundinformationen zur Nutzung der Atomenergie in der Ukraine und zu Aspekten der nuklearen Sicherheit finden Sie in unserem Überblick. © picture alliance / REUTERS | GLEB GARANICH FAQ - Fragen und Antworten zur Sicherheit von Atomkraftwerken und Zwischenlagern Zur Zeit erreichen uns vermehrt Fragen zur Sicherheit von Atomkraftwerken. Ihnen hier Auskunft und Möglichkeiten der eigenen weiteren Einschätzung zu geben, ist eine zentrale Aufgabe und Herausforderung für uns. Antworten auf die wichtigsten Fragen (FAQ) finden Sie hier: Schutz vor Radioaktivität Unter welchen Umständen können radioaktive Stoffe aus Atomkraftwerken austreten? Atomkraftwerke sind prinzipiell gegen den Austritt von radioaktiven Stoffen geschützt. Gegen mögliche Störungen, die zu einer Gefährdung für Mensch und Umwelt führen können, müssen Vorsorgemaßnahmen getroffen werden, so dass vorgegebene Grenzwerte der Strahlenbelastung eingehalten werden können. Beispielsweise werden gegen Stromausfall oder Einwirkungen von außen (Erdbeben, extreme meteorologische Bedingungen u.a.) Maßnahmen getroffen, die den sicheren Betrieb gewährleisten sollen. Für den Fall, dass Ereignisse eintreten, die nicht vorausbedacht wurden und gegen die das Kernkraftwerk nicht ausgelegt ist, sind Notfallschutzmaßnahmen vorgesehen. Maßnahmen des anlageninternen Notfallschutzes sollen auslegungsüberschreitende Ereignisse beherrschen und erhebliche Auswirkungen auf die Umgebung verhindern oder zumindest verzögern und mindern. Können Auswirkungen auf die Umgebung auch mit den Maßnahmen des anlageninternen Notfallschutzes nicht verhindert werden, sollen Maßnahmen des anlagenexternen Notfallschutzes die Strahlenbelastung der Menschen reduzieren. Grundsätzlich können aus einem Atomkraftwerk größere Mengen radioaktiver Stoffe austreten, wenn die getroffenen Maßnahmen nicht oder nicht ausreichend wirksam sind und es im schlimmsten Fall zu einem Unfall mit einer sogenannten Kernschmelze kommt. Nach dauerhaftem Ausfall der Kühlung des Reaktorkerns, kann das im Reaktordruckbehälter vorhandene Wasser nach und nach durch die Nachzerfallswärme verdampfen. In Folge kann sich der Brennstoff bis auf Schmelztemperatur erhitzen und eine Kernschmelze eintreten. Durchschmilzt die Kernschmelze die Wand des Reaktordruckbehälters, gelangt sie in den Sicherheitsbehälter. Falls der Sicherheitsbehälter nicht gegen eine Kernschmelze ausgelegt ist, versagt er ebenfalls. Damit wäre ein Weg für eine Freisetzung radioaktiver Stoffe aus dem geschmolzenen Kern in die Umgebung geschaffen. Auch die bei der Reaktion der heißen Kernschmelze mit Wasser und Beton freigesetzten Gase können durch Druckaufbau oder Explosionen – wie in Fukushima – den Sicherheitsbehälter beschädigen, so dass ein Weg für die Freisetzung radioaktiver Stoffe geschaffen wird. Infolge einer Kernschmelze können die in den zerstörten Brennelementen enthaltenen radioaktiven Stoffe (Uran, Plutonium und Spaltprodukte wie zum Beispiel Krypton, Jod, Strontium und Caesium) zunächst in den Reaktordruckbehälter, bei dessen Beschädigung (zum Beispiel durch den geschmolzenen Kern) in den Sicherheitsbehälter und bei dessen Beschädigung in die Umgebung der Anlage freigesetzt werden. Bei einer Freisetzung verhalten sich die Stoffe je nach ihrer chemischen Natur und den Temperatur- und Druckverhältnissen unterschiedlich. Gasförmige Stoffe, (zum Beispiel 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, 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 und wie weit diese transportiert werden, hängt vom konkreten Verlauf des Unfalls ab. Die aktuellen Wetterbedingungen vor Ort wie Windstärke, Windrichtung und Niederschläge sind dann bestimmend für die Ausbreitung der radioaktiven Stoffe außerhalb der Anlage und dafür, wo welche Schutzmaßnahmen für die Bevölkerung notwendig wären. Bei internationalen Ereignissen überwachen die IAEA und in Deutschland insbesondere das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) die radiologische Lage. Das BfS betreibt etwa in Deutschland ein umfassendes Messnetz mit Sonden, die die Radioaktivität in Echtzeit erfassen. Dadurch wird die Umwelt kontinuierlich überwacht, um schnell und zuverlässig bereits geringfügige Änderungen der Radioaktivität in der Umwelt flächendeckend erkennen sowie langfristige Trends erfassen zu können. Welche technischen Vorkehrungen gibt es in einem Kernkraftwerk, um die dort enthaltenen radioaktiven Stoffe einzuschließen? Für den sicheren Betrieb von Atomkraftwerken müssen die Kühlung der Brennelemente, die Kontrolle der Radioaktivität und der Einschluss von radioaktiven Stoffen zu jeder Zeit sichergestellt sein. Hierfür sind die im Atomkraftwerk vorhandenen radioaktiven Stoffe durch technische Barrieren bzw. Rückhaltefunktionen mehrfach eingeschlossen, um deren Strahlung ausreichend abzuschirmen. Der Einschluss radioaktiver Stoffe wird durch ein Mehrbarrierenkonzept realisiert. Dabei sind die Barrieren derart auszulegen, dass sie, soweit technisch möglich, so voneinander unabhängig sind. So wird sichergestellt, dass bei Störfällen oder Einwirkungen von innen oder außen eine Barriere nicht als Folge des Ausfalls einer anderen Barriere versagt. Technische Barrieren sind als passive Sicherheitseinrichtung ein zentraler Baustein der Reaktorsicherheit. Mehrere ineinander gestaffelte, technische Barrieren (Mehrfachbarrierensystem) sollen die radioaktiven Stoffe im Normalbetrieb und auch bei Störfällen zurückhalten. Die Barrieren wirken unabhängig voneinander und auf allen Ebenen des geltenden Sicherheitskonzeptes. Folgende technische Barrieren sind vorhanden: Brennstofftabletten Der Brennstoff befindet sich in einer festen keramischen Substanz, den Brennstofftabletten, auch Pellets genannt. Der größte Anteil der bei der Kernspaltung entstehenden radioaktiven Stoffe (Aktivierungs- und Spaltprodukte) bleibt unter normalen Betriebsbedingungen im hitzebeständigen Kristallgitter der Brennstofftabletten eingeschlossen. Brennstabhülle In den Brennstäben sind die Brennstofftabletten in Hüllrohren aus einer Zirkonlegierung "Zirkaloy" eingeschweißt. Die Brennstabhülle ist dicht und druckfest. Sie verhindert, dass radioaktive Spaltprodukte in das Kühlmittel gelangen. Mehrere Brennstäbe sind mit einer Tragstruktur zu Brennelementen gebündelt. Abhängig vom Reaktortyp werden unterschiedlich viele Brennelemente im Reaktorkern eingesetzt. Druckführende Umschließung Die Brennelemente befinden sich in einem dickwandigen Reaktordruckbehälter aus Stahl, in dem die nukleare Kettenreaktion gesteuert stattfindet. Die Wärme wird durch Wasser unter Druck ohne Sieden (Druckwasserreaktor) oder als Dampf (Siedewasserreaktor) abgeführt. Der Reaktordruckbehälter und die zugehörigen Rohrleitungen für Kühlwasser und Wasserdampf bilden die so genannte „druckführende Umschließung“. Sie hält hohen Temperaturen und Drücken stand und schließt bei allen normalen und gestörten Betriebszuständen das radioaktive Inventar ein. Biologischer / Thermischer Schild Der biologische / thermische Schild dient dem Schutz vor aus dem Reaktorkern austretender Direktstrahlung. Er umgibt den unmittelbaren Bereich des Reaktors und schirmt andere Bereiche im Kernkraftwerk vor dessen Strahlung ab. Reaktorsicherheitsbehälter (Containment) Der Reaktordruckbehälter befindet sich in einer gasdichten Sicherheitshülle aus Stahl, dem Reaktorsicherheitsbehälter (englisch: Containment). Diese Hülle hat die Aufgabe, das radioaktive Inventar auch bei Störfällen sicher einzuschließen. Reaktorgebäude Der Reaktorsicherheitsbehälter befindet sich im Reaktorgebäude, das kontrolliert belüftet und entlüftet wird. Das Gebäude soll außerdem gegen äußere Einwirkungen schützen, zum Beispiel gegen Wettereinflüsse und Explosionsdruckwellen. Warum ist Deutschland aus der Atomenergie ausgestiegen? Der Streit um die Verantwortbarkeit der Kernenergie hat in der Bundesrepublik Deutschland über Jahrzehnte hinweg zu Diskussionen und Auseinandersetzungen in der Gesellschaft geführt. Vor diesem Hintergrund verständigten sich Bundesregierung und Energieversorgungsunternehmen im Juni 2000 erstmalig darauf, die Stromerzeugung aus Kernenergie geordnet zu beenden. Im April 2002 beschloss daraufhin der Deutsche Bundestag den schrittweisen Ausstieg aus der Atomenergie. Im Herbst 2010 wurden die Laufzeiten der AKW im Rahmen des Energiekonzepts der damaligen Bundesregierung kurzzeitig um durchschnittlich 12 Jahre verlängert. Diese Verlängerung wurde unter dem Eindruck der verheerenden Reaktorkatastrophe in Fukushima im März 2011 zurückgenommen. Im Juni 2011 wurde der Ausstieg aus der Atomenergie bis Ende 2022 durch den Gesetzgeber festgelegt. Dieser Beschluss basierte u.a. auf den Ergebnissen einer hochkarätig besetzten Ethikkommission der Bundesregierung. Diese wurde direkt nach dem Reaktorunfall in Japan durch die damalige Bundeskanzlerin Angela Merkel eingesetzt und sprach sich nach zwei Monaten Beratungszeit für den Atomausstieg aus. Die entscheidenden Gründe für den Ausstieg aus dieser Technik sind die mit der Nutzung verbundenen Sicherheitsrisiken: Die Gefahr von großen Unfällen mit einem erheblichen Austritt an Radioaktivität, z.B. durch Störfälle in der Anlage oder durch terroristische und kriegerische Angriffe von Außen, sowie die Anforderungen im Betrieb und bei der späteren Lagerung radioaktiven Materials. Darüber hinaus ist die zivile Nutzung von Atomkraft in vielen Staaten eng mit der Option verbunden, diese auch militärisch nutzen zu können. Der fraktionsübergreifende Bundestagsbeschluss für den Atomausstieg im Jahr 2011 hat zur Befriedung eines jahrzehntelangen gesellschaftlichen Großkonflikts beigetragen und Planungssicherheit erzeugt: Zum einen sind die Mengen der zu entsorgenden radioaktiven Abfälle begrenzt worden, zum anderen konnten die Energieversorger verlässlich die geordnete Abschaltung der Atomkraftwerke vorbereiten und ihren Fokus auf die Transformation der Energieerzeugung hin zu Erneuerbaren Energien richten. Der Beschluss ebnete zudem den Weg für den Neustart bei der Suche nach einem Endlager für hochradioaktive Abfälle in Deutschland. Weitere Informationen zum Atomausstieg in Deutschland. Verfügbares Personal in Krisenzeiten Welchen Einfluss hat die Personalverfügbarkeit auf die Sicherheit eines Atomkraftwerks? Die Sicherheit eines Atomkraftwerks wird nicht nur durch technische Maßnahmen gewährleistet, sondern hängt in hohem Maße auch vom Bedienpersonal ab, das in ausreichender Anzahl vorhanden sein und über die nötige Fachkunde verfügen muss. Der sichere Betrieb der Anlage wird beeinflusst durch ein Zusammenspiel von menschlichen Faktoren ( z.B. Wissen, Entscheidungen, Denken, Emotionen und Handlungen), technischen Faktoren ( z.B. vorhandene Technologie und Ausrüstung für Produktion und Betrieb) und organisatorischen Faktoren ( z.B. Managementsysteme, Wissensmanagement, organisatorische Strukturen, Governance sowie menschliche und finanzielle Ressourcen). Die Analyse des Unfalls von Fukushima 2011 hat gezeigt, dass weitreichende Ereignisse bzw. Unfälle in der Regel nicht auf das Versagen eines einzigen Faktors oder einer einzelnen Komponente reduziert werden können. Vielmehr entstehen Ereignisse/Unfälle aus dynamischen Interaktionen innerhalb und zwischen menschlichen, technischen und organisationalen Faktoren. Das System „Sicherheit“ ist ein sozio-technisches System, d.h. ein Atomkraftwerk ist nicht nur eine technische Einheit, sondern umfasst ebenfalls Individuen und soziale Strukturen. So ist z.B. neben einer Mindestbesetzung qualifizierten Personals im Regelbetrieb – aber insbesondere zur Beherrschung komplexer Ereignisse – auch eine eindeutige Festlegung von Aufgaben- und Verantwortungsbereichen in der Organisation wichtig. Weshalb äußern sich internationale Organisationen wie die IAEO besorgt über die Personalverfügbarkeit in den ukrainischen Atomkraftwerken? In der derzeitigen Situation bezüglich der Atomkraftwerke in der Ukraine können Situationen entstehen, die die Personalverfügbarkeit in den Anlagen – und damit die Betriebssicherheit der Kraftwerke – beeinflussen. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn die Mindestbesetzung an Personal nicht mehr sichergestellt werden kann, sei es durch Fluchtbewegungen, Zugangsbeschränkungen oder andere Gründe. Schwierigkeiten können auch entstehen, wenn zwar Personal in der Anlage vorhanden ist, dieses jedoch unter psychischem Druck steht oder moralisch und körperlich erschöpft ist. In solchen Fällen kann es zu Fehlhandlungen bei der Bedienung der Kraftwerke kommen. Diese können – je nachdem, wie schnell sie erkannt und wie umsichtig sie korrigiert werden – die Betriebssicherheit der Anlage insgesamt gefährden. In solchen Fällen ist es wichtig, auch darüber nachzudenken, wie Kraftwerke in einen sichereren Zustand überführt werden können. Dies könnte erfolgen, wenn die Anlagen z.B. durch ein Herunterfahren in einen Zustand überführt werden, indem weniger Personal oder weniger Schalthandlungen erforderlich sind. Wie ist die Personalsituation am AKW Tschernobyl? Das Personal am Kraftwerksstandort Tschernobyl war seit der Besetzung durch russische Truppen am 24. Februar 2022 fast vier Wochen lang ununterbrochen vor Ort. Am 20./21. März 2022 konnte das Personal erstmals ausgewechselt werden. Ein weiterer Personalwechsel konnte am 10. April 2022 stattfinden. Die ukrainische Aufsichtsbehörde und die Internationale Atomenergiebehörde ( IAEO ) sahen unter diesen Bedingungen die physische und psychische Gesundheit der Mitarbeitenden gefährdet und ihre sicherheitsrelevante Arbeit unzulässig eingeschränkt. Am Standort Tschernobyl ist das Atomkraftwerk zwar nicht mehr in Betrieb. Aber zur Gewährleistung des Schutzes von Mensch und Umwelt muss das Personal die dortigen Arbeiten sorgfältig und sicherheitsgerichtet erledigen können. Nach Angaben der Ukraine gegenüber der IAEA findet seit 21. April 2022 der Personalwechsel im A KW Tschernobyl regel- und planmäßig statt. Wie ist die Personalsituation am AKW Saporischschja? Bereits seit 4. März 2022 ist das AKW Saporischschja unter Kontrolle russischer Streitkräfte. Das ukrainische Bedienpersonal ist weiterhin vor Ort tätig und stellt die Funktionalität und Sicherheit sicher. Folgende Faktoren beeinflussen das Personal und damit die Sicherheit des AKW Saporischschja: Anwesenheit russischer Nuklearspezialisten Seit Mitte März 2022 sind neben den Streitkräften auch Vertreter der russischen staatlichen Atomenergiegesellschaft Rosatom am Standort. Der Druck auf das ukrainische Personal durch die Anwesenheit von leitendem russischem Personal sowie der Beschuss der Anlage rufen seither Befürchtungen hervor, dass es in dieser Stresssituation vermehrt zu Fehlhandlungen des Personals und somit zu Auswirkungen auf die Sicherheit der Anlage kommen könnte. Eingeschränkter Zugang und erhöhte Arbeitsbelastung Laut Bericht des IAEO-Expertenteams gibt es regelmäßige Schichtwechsel und eine ausreichende Besetzung der Hauptwarte. Allerdings gab es auch Hinweise, die die Besorgnis der IAEO bestärkte, wie beispielsweise eingeschränkter Zugang des ukrainischen Personals zu einigen Bereichen des AKWs oder erheblich erhöhte Arbeitsbelastung aufgrund von Engpässen bei der Personalausstattung. IAEO-Bericht zur Mission (in Englisch) . Inhaftierung von hochrangigen Mitarbeitern Im Oktober 2022 wurden der Generaldirektor Ihor Murashov und später auch der stellvertretende Generaldirektor, Valeriy Martynyuk, festgenommen und nach einiger Zeit wieder freigelassen. Die IAEO zeigte sich über die psychologischen Auswirkungen und den Druck auf den Rest des Personals äußerst besorgt. Geplante Betriebsübernahme durch Russland Am 5. Oktober 2022 erließ Russlands Präsident Putin ein Dekret, um das ukrainische AKW Saporischschja zu russischem Eigentum zu erklären und eine russische Verwaltung des Kraftwerks anzuordnen. Laut IAEO verschärfen sich die Schwierigkeiten für das Personal durch die Aufforderung an die ukrainischen Mitarbeiter, einen neuen Arbeitsvertrag mit dem russischen Staatsunternehmen Rosatom zu unterzeichnen. Der ukrainische Betreiber Energoatom fordere hingegen das Personal auf, dies nicht zu tun und stattdessen seinen Anweisungen zu folgen. Damit werden die Mitarbeiter einem enormen Druck ausgesetzt. Zudem entstehen Unklarheiten, wer die Verantwortung trägt, und welche Befehls- und Kontrollketten in der Anlage gelten. Die IAEO fordert schon länger, dass für das ukrainische Personal am AKW Saporischschja wieder ein angemessenes Arbeitsumfeld einschließlich familiärer Unterstützung geschaffen werde. Um die Sicherheit des AKW Saporischschja zu stärken, fordert die IAEO die Errichtung einer nuklearen Sicherheits- und Sicherungsschutzzone um die Anlage herum. Stromversorgung in Atomkraftwerken Wie funktioniert die Stromversorgung bei einem Atomkraftwerk? Für den sicheren Betrieb von Atomkraftwerken müssen die Kühlung der Brennelemente, die Kontrolle der Radioaktivität und der Einschluss von radioaktiven Stoffen zu jeder Zeit sichergestellt sein. Atomkraftwerke verfügen über zahlreiche elektrisch betriebene Systeme, wie Pumpen, Ventile, Lüftung, usw. Daher sind sie auf eine Versorgung mit elektrischer Energie ("Strom") angewiesen. Atomkraftwerke in Deutschland können sich in der Regel über drei unterschiedliche Wege mit Strom versorgen: Eigene Produktion Während des normalen Betriebs versorgen sich die Kraftwerke selbst mit dem für den eigenen Bedarf erforderlichen Strom. Der restliche produzierte Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Über Hauptnetzanschluss aus öffentlichem Stromnetz Wenn das Kraftwerk sich im Stillstand befindet oder abgeschaltet wurde (zum Beispiel bei einer Revision oder nach einem Störfall), erfolgt die Versorgung für den Eigenbedarf des Kernkraftwerkes mit Strom aus dem öffentlichen Stromnetz über den Hauptnetzanschluss. Über Reservenetzanschluss aus öffentlichem Stromnetz Fällt der Hauptnetzanschluss aus, wird auf einen Reservenetzanschluss umgeschaltet, der mit einer anderen Spannungsebene des öffentlichen Stromnetzes verbunden und unabhängig vom Hauptnetzanschluss ist. Für den Fall, dass die externe Stromversorgung eines Kernkraftwerkes ausfällt, sind vorsorgliche Maßnahmen getroffen. Was passiert, wenn bei einem Atomkraftwerk die externe Stromversorgung ausfällt? Fällt die Anbindung an die externe Stromversorgung komplett aus, kann ein Kernkraftwerk seine erzeugte elektrische Leistung nicht mehr an das Netz abgeben. Dann reduziert das Kernkraftwerk seine Leistung drastisch auf einen Wert, der dem eigenen Bedarf an elektrischer Leistung entspricht. So kann das Kernkraftwerk sich im Inselbetrieb abgekapselt vom restlichen Stromnetz selbst mit Strom versorgen. Diesen Vorgang nennt man "Lastabwurf auf Eigenbedarf". Sollte der Lastabwurf auf Eigenbedarf fehlschlagen, wird das Kernkraftwerk automatisch heruntergefahren und deckt seinen Bedarf an elektrischer Leistung stufenweise über Notstromdiesel In deutschen Kernkraftwerken sind mehrere Notstromdiesel vorhanden, die alle für die Sicherheit notwendigen Systeme versorgen (z.B. Kühlwasserpumpen, Leittechnik). Ihre Zahl und Leistungsfähigkeit ist in den verschiedenen Anlagen unterschiedlich. In der Regel sind auf den Anlagen Treibstoffvorräte für mehrere Tage vorhanden. Diese können bei Bedarf ergänzt werden. Benachbartes Kraftwerk Ein benachbartes Kraftwerk (z.B. Gasturbinen- oder Wasserkraftwerk) oder ein benachbarter Kernkraftwerksblock (bei Anlagen mit mehreren Kraftwerksblöcken auf dem Anlagengelände) können Strom liefern. Bei manchen Anlagen ist eine direkte Verbindung vorhanden. Welche Auswirkungen hatte der Stromausfall vom 9. bis 14. März 2022 im stillgelegten Kernkraftwerk Tschernobyl? Auch am Standort des Kernkraftwerks Tschernobyl mit seinen abgeschalteten Reaktoren gibt es zahlreiche elektrische Einrichtungen, deren Funktionieren von einer stabilen Versorgung mit elektrischer Energie abhängt. So müssen z.B. die Beleuchtung und Belüftung der Gebäude sichergestellt, die Strahlenwerte auf dem Gelände überwacht und die Kühlbecken, in denen noch immer ca. 20.000 strahlende Brennelemente lagern, mit Wasser bespeist werden. Im Gegensatz zu einem Kernkraftwerk im Betrieb wird in Tschernobyl kein Strom mehr produziert, sodass der ungestörte Betrieb der elektrischen Einrichtungen maßgeblich von einer externen Stromversorgung abhängig ist. Kriegerische Handlungen beschädigen externe Stromversorgung Aufgrund von Beschädigungen an mehreren Überland-Hochspannungsleitungen infolge kriegerischer Handlungen war der Standort Tschernobyl vom 9. bis 14. März 2022 vom Stromnetz abgeschnitten. In dieser Zeit konnte die Stromversorgung der wichtigsten Systeme mithilfe von Notstromdieselaggregaten sichergestellt werden. Nach übereinstimmender Einschätzung von Fachleuten des BASE sowie der Internationalen Atomenergieorganisation ( IAEO ) und der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit ( GRS ) hat sich durch den Ausfall der Stromversorgung kurzfristig kein erhöhtes sicherheitstechnisches Risiko ergeben. Aufgrund der Lagerung der abgebrannten Brennelemente in Abklingbecken seit mehr als 20 Jahren hat sich deren Aktivität bereits so weit verringert, dass eine wirksame Wärmeabfuhr auch ohne Zwangsumwälzung und ständige aktive Kühlwasser-Einspeisung aufrechterhalten werden kann. Folgen eines länger anhaltenden Stromausfalls Bei einem länger anhaltenden Stromausfall und Ausfall der Notstromversorgung – bspw. aufgrund von Treibstoffmangel – würde das Kühlwasser langsam verdunsten und die im Kühlbecken lagernden Brennelemente nach und nach trockenfallen. Da das Wasser die radioaktive Strahlung sehr wirksam abschirmt, wäre dadurch insbesondere das Betriebspersonal gefährdet. Es könnte das Lager nicht mehr ohne weiteres betreten, um notwendige Arbeiten vorzunehmen. Auch in diesem Fall würde sich jedoch für die Umgebung des Kraftwerks sowie alle weiter entfernten Regionen keine sicherheitstechnisch bedenkliche Situation ergeben. Vorsorge und Notfallmaßnahmen Gegen welche Einwirkungen von außen wird ein Atomkraftwerk normalerweise ausgelegt? Unter „Einwirkungen von außen“ werden Einwirkungen definiert, die durch Umgebungsbedingungen, Naturereignisse oder sonstige zivilisatorisch bedingte Einwirkungen von außerhalb des Anlagengeländes hervorgerufen werden. Naturbedingte Einwirkungen von außen können Erdbeben oder Überflutungen sein. Auch extreme meteorologische Bedingungen und deren Folgen, wie Sturm einschließlich Tornado und Blitzschlag werden hier betrachtet. Atomkraftwerke werden auch gegen zivilisatorisch bedingte Einwirkungen (Notstandsfälle) ausgelegt. Dies sind zum Beispiel unbeabsichtigte Flugzeugabstürze, anlagenexterne Explosionen oder anlagenexterne Brände. Für Atomkraftwerke in Deutschland ist festgelegt, dass solche Einwirkungen von außen bei der Sicherheit der AKWs entweder bereits bei der Auslegung (im Design) zu berücksichtigen sind oder mittels Maßnahmen beherrschbar sein sollen. Dies bedeutet auch, dass Sicherheitssysteme und Notstandseinrichtungen bei Einwirkungen von außen wirksam bleiben sollen. Analoge Anforderungen gelten auch für Atomkraftwerke in anderen Staaten. Weitere Informationen: Vorsorge- und Notfallmaßnahmen bei Atomkraftwerken Sind Atomkraftwerke gegen mutwillige Beschädigungen geschützt? Viele Maßnahmen und Vorkehrung bei einem Atomkraftwerk dienen dem sicheren Betrieb der Anlage. Dabei werden auch Vorkehrungen gegen Einwirkungen von außen, wie Brände, Blitzeinschätze oder auch unbeabsichtigte Flugzeugabstürze, getroffen. Darüber hinaus muss jedes Atomkraftwerk auch gegen u.a. mutwillige Beschädigung, gezieltes Eindringen oder Entwendung von Kernbrennstoffen geschützt sein. Hierzu dienen das sogenannte Sicherungskonzept und die zugehörigen Sicherungsmaßnahmen. Welche konkreten Bedrohungslagen, Waffentypen und -stärken unterstellt werden und welche Vorkehrungen gegen diese Bedrohungen getroffen werden, unterliegt der Geheimhaltung, damit potentielle Täter ihre kriminellen Absichten und Handlungen nicht optimieren können. Teilweise bieten aus Gründen der Anlagensicherheit notwendige Sicherheitsmaßnahmen – beispielsweise Erdbeben- und hochwasserfeste Gebäude - ebenfalls einen Schutz gegen solche Einwirkungen Dritter. In Deutschland ist u.a. im Atomgesetz sowie im dazugehörigen Regelwerk geregelt, dass für kerntechnische Anlagen ein Schutz gegen Störmaßnahmen oder sonstige Einwirkungen Dritter – bspw. gegen terroristische Angriffe – gewährleistet sein muss. Demnach muss ein integriertes Sicherungs-und Schutzkonzept vorhanden sein, bestehend aus Sicherungsmaßnahmen des Genehmigungsinhabers (erforderlicher Schutz gegen Störmaßnahmen oder sonstige Einwirkungen Dritter) und Schutzmaßnahmen des Staates. Die Maßnahmen werden aufeinander abgestimmt. Die Maßnahmen des Betreibers entfalten ihre Wirkung gemeinsam mit entsprechenden Handlungen der Sicherheitsbehörden des Staates, die nach Alarmierung ebenfalls gegen einen solchen Angriff vorgehen. Eine vollständige Vorsorge gegen terroristische Angriffe ohne dass staatliche Kräfte unterstützend eingreifen, ist nicht möglich. Dadurch wird allerdings auch deutlich, dass die umfassende Sicherheit von Atomanlagen, wie sie das Atomgesetz fordert, nur in einem funktionierenden Staat und bei gegebener innerer Sicherheit gewährleistet werden kann. Hinsichtlich kriegerischer Auseinandersetzungen gilt: Welche Maßnahmen ein Staat gegen gezielte Angriffe auf kerntechnische Anlagen getroffen hat, liegt zunächst in der Verantwortung des Staates, in dem sich das betreffende Atomkraftwerk befindet. Sie unterliegen der Geheimhaltung. Grundsätzlich bieten die oben beschriebenen Maßnahmen einen gewissen Schutz bei kriegerischen Auseinandersetzungen. Einen vollständigen Schutz gegen jeglichen denkbaren Angriff mit Kriegswaffen durch die Armee eines anderen Staates können allerdings weder ein Staat noch ein Betreiber einer atomaren Anlage vornehmen oder gewährleisten. In der Geschichte der zivilen Nutzung der Kernenergie gab es in der Vergangenheit keinen Präzedenzfall, in dem ein Kernenergie betreibender Staat einem umfassenden Angriffskrieg eines anderen Staates ausgesetzt war. Es ist dementsprechend auch nicht realistisch bewertbar, welche Folgen dabei im Einzelfall eintreten können. Angesichts der Verwundbarkeit von Atomanlagen und den potenziell gravierenden Folgen eines Angriffes hat die Internationalen Atomenergieorganisation IAEO schon 2009 festgestellt, dass solche Anlagen weder Ziel einer Drohung noch Ziel der Anwendung militärischer Gewalt werden dürfen. Was passiert beim Abschalten eines Atomkraftwerks bei Störfällen? Verlässt ein Kernreaktor infolge einer Störung oder eines Störfalls seine zulässigen Betriebsparameter, wird durch ein besonderes Schutzsystem (Reaktorschutz) die Reaktorschnellabschaltung ausgelöst. Dabei werden alle Steuerstäbe in den Reaktorkern eingeworfen (Druckwasserreaktor) bzw. eingeschossen (Siedewasserreaktor). Die Steuerstäbe fangen die im Reaktor erzeugten Spaltneutronen ein und beenden damit die nukleare Kettenreaktion (Unterkritikalität). Solange die geometrische Form und die Anordnung der Brennelemente mit Brennstäben und Steuerstäben intakt bleibt, ist ein Wiederaufleben der Kettenreaktion physikalisch nicht mehr möglich. Bei heutigen Druckwasserreaktoren ist zusätzlich noch das Einbringen eines Neutronengiftes (Bor-10, meist in Form von Borsäure) in das Kühlmittel erforderlich, um sie auch in kaltem Zustand sicher abgeschaltet zu halten. Was ist die wichtigste Aufgabe nach der Abschaltung eines Reaktors? Radioaktive Stoffe, die u. a. bei der Kernspaltung von Kernbrennstoffen gebildet worden sind, geben auch nach Abschaltung des Reaktors für einen gewissen Zeitraum weiterhin Wärme ab (sog. Nachwärme). Wird diese Wärme nicht über eine Kühlung abgeführt, können die Brennstäbe mit den Brennstoffpellets derart erhitzen, dass sie schmelzen und einzelne darin enthaltene radioaktive Stoffe flüchtig werden. Deshalb ist eine Kühlung auch nach dem Abschalten des Reaktors unbedingt erforderlich. Die Wärmeentwicklung ("Nachzerfallswärme") klingt in den ersten Tagen zwar bedeutend ab, bleibt aber für längere Zeit sicherheitstechnisch von großer Bedeutung. Eine ausreichende Kühlung muss deshalb sichergestellt werden. Was unterscheidet ukrainische AKW mit Druckwasserreaktoren von deutschen AKW mit Druckwasserreaktoren? Die in der Ukraine in Betrieb befindlichen Atomkraftwerke ( AKW ) sind Druckwasserreaktoren ( DWR ). In AKW mit Druckwasserreaktoren wird die im Reaktor erzeugte Wärme von einem unter Druck stehenden Kühlkreislauf (kein Sieden) über einen Wärmetauscher (Dampferzeuger) auf einen zweiten Kreislauf übertragen, in dem der für die Turbine benötigte Dampf erzeugt wird. Auch bei den in Deutschland zuletzt in Betrieb befindlichen Reaktoren handelte es sich um Druckwasserreaktoren, jedoch von einem anderen Hersteller und in etwas anderer Ausführung. In der Ukraine sind zwei Baureihen von Kernkraftwerken (KKW) mit Druckwasserreaktoren im Einsatz: 2 Blöcke des Typs WWER 440 / W 213 (2. Generation der Baureihe WWER 440) 13 Blöcke der neueren Baureihe WWER 1000. Sie unterscheiden sich von deutschen Atomkraftwerken mit DWR hauptsächlich durch: Reaktortyp der Baureihe WWER 440 / W 213: Die Leistung dieses Reaktortyps beträgt 440 MW elektrisch und liegt somit deutlich unterhalb der Leistung von deutschen AKW mit DWR mit 1440 MW elektrisch. AKW vom Typ WWER 440 unterscheiden sich von deutschen AKW mit DWR insbesondere durch die unterschiedliche Gestaltung des Reaktorgebäudes. Es besitzt kein Volldruck- Containment als Sicherheitseinschluss radioaktiver Stoffe, sondern ist als Druckraumsystem für einzelne Teile des Reaktorkühlkreises (Reaktor, Kühlschleifen) ausgeführt. Zudem resultiert aus der Bauweise des Reaktorgebäudes ein geringerer Schutz gegen äußere Einwirkungen, insbesondere gegen zivilisatorische Einwirkungen wie Flugzeugabsturz. Durch die gegenüber der 1. Generation WWER 440 vorgenommene bauliche Ergänzung um ein sog. Nasskondensationssystem ist bei der Baureihe WWER 440/ 213 auch die Rückhaltung radioaktiver Stoffe im Falle eines doppelendigen Bruchs einer Hauptkühlmittelschleife gegeben. Gegenüber deutschen DWR verfügen WWER -440-Reaktoren über 6 Kühlschleifen anstatt 4 Kühlschleifen. Weitere konstruktive Unterschiede bestehen insbesondere hinsichtlich der Gestaltung der Hauptkomponenten des Reaktorkühlkreislaufes wie z. B. des Dampferzeugers (liegend statt stehend) und des Reaktorkerns (sechseckiger statt quadratischer Brennelementquerschnitt). Die beiden Reaktorblöcke Riwne 1 und 2 in der Ukraine sind WWER 440 der 2. Generation. Sie weisen gegenüber der 1. Generation des WWER 440 deutliche Verbesserungen insbesondere hinsichtlich der Störfallauslegung auf. Insgesamt besitzen die Reaktoren vom Typ WWER 440/ 213 noch sicherheitstechnische Defizite, sie sind jedoch grundsätzlich mit den Auslegungsprinzipien westlicher Anlagen vergleichbar. Reaktortyp der Baureihe WWER 1000: AKW dieses Typs gleichen in der Gesamtgestaltung westlichen AKW mit DWR. Ihre Leistung ist mit 1000 MW elektrisch mit denen der deutschen AKW mit 1440 MW elektrisch annähernd vergleichbar. Wie in deutschen Atomkraftwerken besitzen die Reaktoren 4 Kühlschleifen. Im Gegensatz zu den WWER -440-Anlagen ist bei WWER-1000-Anlagen das Reaktorgebäude als Volldruck-Containment ausgeführt. Es gewährleistet den sicheren Einschluss radioaktiver Stoffe z. B. für den Auslegungsstörfall eines doppelendigen Bruchs einer Hauptkühlmittelschleife. Konstruktive Unterschiede bestehen wie bei den WWER-440-Anlagen bei Komponenten des Reaktorkühlkreislaufs. Die Auslegungsprinzipien der Baureihe WWER 1000, insbesondere hinsichtlich der Störfallauslegung und der grundsätzlichen Gestaltung des Sicherheitssystems, sind mit denen westlicher Anlagen vergleichbar. Sicherheit der Zwischenlager für hochradioaktive Abfälle Sind Zwischenlager für den Kriegsfall ausgelegt? Im Kriegsfall bleiben atomrechtliche Behörden und Betreiber – wie aktuell in der Ukraine – soweit möglich arbeitsfähig. Gleichzeitig gehen wichtige Teile der Verantwortung auf andere staatliche Stellen über. Diese müssen dann relevante Risiken ermitteln und wenn diese Risiken zu groß werden Maßnahmen ableiten. Grundsätzlich bieten die vorgeschriebenen Maßnahmen auch einen gewissen Schutz bei kriegerischen Auseinandersetzungen. Einen vollständigen Schutz gegen jeglichen denkbaren Angriff mit Kriegswaffen durch die Armee eines anderen Staates können allerdings weder ein Staat noch ein Betreiber einer atomaren Anlage vornehmen oder gewährleisten. Präzedenzfall Ukrainekrieg In der Geschichte der zivilen Nutzung der Kernenergie gab es in der Vergangenheit keinen der heutigen Situation in der Ukraine vergleichbaren Präzedenzfall, in dem ein Kernenergie betreibender Staat einem umfassenden Angriffskrieg eines anderen Staates ausgesetzt war. Es ist dementsprechend auch nicht realistisch bewertbar, welche Folgen dabei im Einzelfall eintreten können. Angesichts dieser grundsätzlichen Verwundbarkeit von Atomanlagen und den gravierenden möglichen Folgen eines Angriffes hat die Internationalen Atomenergieorganisation IAEO 2009 festgestellt, dass solche Anlagen weder Ziel einer Drohung noch Ziel der Anwendung militärischer Gewalt werden dürfen. Zwischenlager nur Übergangslösung Der beste langfristige Schutz für Mensch und Umwelt im Umgang mit radioaktiven Stoffen ist es, diese dauerhaft von Mensch und Umwelt zu isolieren. In Deutschland hat 2017 eine neue Suche nach einem Standort für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle begonnen. Zwischenlager müssen bis dahin einen möglichst umfassenden Schutz gegen denkbare Einwirkungen bieten, langfristig muss es das Ziel sein, Abfälle in tiefen geologischen Schichten zu lagern. Wie werden abgebrannte Brennelemente aus den Atomkraftwerken gelagert? Nasslagerung Nach ihrer Nutzung in Atomkraftwerken müssen abgebrannte Brennelemente zwischengelagert werden. Nach der Verwendung werden sie in sogenannte Abklingbecken gebracht, die mit Wasser gefüllt sind, um die von den Brennelementen ausgehende Strahlung abzuschirmen und durch die Kühlung der Brennelemente eine Freisetzung der Strahlung zu verhindern. Während der Lagerzeit im Abklingbecken sinkt die Wärmeleistung des Brennelements. Diese sogenannten Nasslager müssen kontinuierlich mit Wasser und mit Strom versorgt werden. Ein Schutz gegen Auswirkungen von außen muss im Wesentlichen durch die das Lager umgebenen Gebäudestrukturen sowie durch eine durchgängige Stromversorgung gewährleistet werden. Weltweit lagert der überwiegende Anteil der zwischenlagernden Brennelemente aktuell und bis zur späteren Endlagerung in solchen sogenannten Nasslagern. Trockenlagerung Deutschland hat beschlossen, die Abfälle während der Zeit der Zwischenlagerung mithilfe einer sogenannten trockenen Lagerung zusätzlich zu sichern. Nach einigen Jahren Abklingzeit (ca. fünf Jahren) in einem Nasslager werden die Abfälle daher in Transport- und Lagerbehälter (sog. Castor-Behälter) verpackt, die in eigens dafür gebauten Zwischenlagern gelagert werden. Von dort sollen sie später abtransportiert werden, damit die Brennelemente konditioniert und in ein sogenanntes Endlager gebracht werden, in dem die Abfälle dann langfristig von Mensch und Umwelt isoliert werden sollen. Weitere Informationen: Nachbetriebsphase von Atomkraftwerken Vor welchen Einwirkungen von außen sind Zwischenlager geschützt? Zwischenlager müssen in Deutschland gegen unterschiedliche denkbare Belastungen ausgelegt werden. Dabei werden auch Vorkehrungen gegen Einwirkungen von außen, wie Erdbeben, Brände, Blitzeinschläge oder unbeabsichtigte Flugzeugabstürze, getroffen. Darüber hinaus muss jedes Zwischenlager auch gegen u.a. gezieltes Freisetzen und Entwenden von Kernbrennstoffen geschützt sein (z.B. durch terroristische Absichten). Je nach den Gegebenheiten des Standortes muss die Sicherheit der Zwischenlager gegenüber möglichen naturbedingten Einwirkungen wie Erdbeben, Überflutungen, Sturm oder Blitzschlag nachgewiesen werden. Ebenfalls entsprechend den Gegebenheiten am Standort ist dann auch Vorsorge gegen sogenannte zivilisatorisch bedingte Risiken zu treffen wie zum Beispiel ein Absturz eines Flugzeugs oder Explosionsdruckwellen. Um solchen Belastungen sicher zu widerstehen werden für die Sicherheit relevante Komponenten – das sind hier insbesondere die Behälter – sehr massiv ausgeführt. Weitere Informationen: Sicherheit und Sicherung Sind Zwischenlager vor terroristischen Angriffen geschützt? Die Betreiber von Zwischenlagern müssen den Schutz gegen mutwillige Angriffe mit dem Ziel der Freisetzung oder Entwendung von hochradioaktiven Stoffen nachweisen. Dazu weist der Betreiber nach, dass er gegen in Friedenszeiten denkbare Angriffe – zum Beispiel durch Terroristen – Vorkehrungen getroffen hat. Welche Mittel bei einem solchen Angriff zum Einsatz kommen können, wird durch Expert:innen von Bund und Ländern regelmäßig bewertet und entsprechende Anforderungen festgelegt. Diese entwickeln die Anforderungen also bei Bedarf weiter und das kann bei bestehenden Anlagen Nachrüstungen erforderlich machen. Dies ist bei Zwischenlagern in der Vergangenheit bereits der Fall gewesen. Nach dem 11. September 2001 wurden in den Sicherheitsbetrachtungen der Zwischenlager beispielsweise auch gezielt herbeigeführte Flugzeugsabstürze berücksichtigt. Um 2010/2011 wurden alle Betreiber von Zwischenlagern zu weiteren Maßnahmen aufgefordert. Sowohl die zugrunde liegenden Annahmen als auch die konkreten Vorschriften für Sicherungsmaßnahmen werden geheim gehalten, da diese Informationen zur Vorbereitung eines Angriffs verwendet werden könnten und ihr Bekanntwerden damit die Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen einschränken könnte. Auch der Staat schützt Zwischenlager Die Maßnahmen des Betreibers gegen terroristische Einwirkungen entfalten ihre Wirkung gemeinsam mit entsprechenden Handlungen der Sicherheitsbehörden des Staates, die nach Alarmierung im erforderlichen Maß gegen einen solchen Angriff vorgehen. Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass die umfassende Sicherheit von Atomanlagen, wie sie das Atomgesetz fordert, nur in einem funktionierenden Staat und bei gegebener innerer Sicherheit gewährleistet werden kann. Weitere Informationen: Sicherheit und Sicherung Sind Zwischenlager vor IT-Angriffen geschützt? Der Schutz von Zwischenlagern gegen kriminelle Handlungen, wie z.B. Sabotageakte, schließt auch den Schutz von IT -Systemen mit ein, die beim Betrieb eines Zwischenlagers eingesetzt werden. Die damit verbundenen Anforderungen und Maßnahmen sind in der sog. SEWD -Richtlinie IT festgelegt. Sie berücksichtigt die IT -Bedrohungslage sowie den Stand von Wissenschaft, Technik und Erkenntnis. Der Betreiber eines Zwischenlagers muss u.a. durch die Vorlage eines IT -Sicherheitskonzeptes nachweisen, dass er die Vorgaben der SEWD -Richtlinie IT erfüllt. Weiterführende Informationen von Bundeseinrichtungen und internationalen Organisationen Informationen des BMUV https://www.bmuv.de/meldung/akw-sicherheit-in-der-ukraine https://www.bmuv.de/download/pruefung-des-weiterbetriebs-von-atomkraftwerken-aufgrund-des-ukraine-kriegs Informationen des BfS https://www.bfs.de/SharedDocs/Kurzmeldungen/BfS/DE/2022/0225-ukraine.html;jsessionid=AB7866AEB936EA4306B51D9FF79F1345.2_cid365 https://www.bfs.de/DE/themen/ion/notfallschutz/bfs/umwelt/imis.htm Sonstige Institutionen https://www.grs.de/de/aktuelles/Infobereich-Ukraine https://www.iaea.org/ Rückblick: Die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl Datum: 24.05.2024 Während einer Revision des Atomkraftwerkes kam es 1986 zum schwersten Unfall in der zivilen Nutzung der Atomenergie. Es wurden große Mengen radioaktiver Stoffe freigesetzt, die sich über die Nordhalbkugel verbreiteten. © picture alliance / Photoshot Unsere Themen Schutz vor Radioaktivität Unter welchen Umständen können radioaktive Stoffe aus Atomkraftwerken austreten? Atomkraftwerke sind prinzipiell gegen den Austritt von radioaktiven Stoffen geschützt. Gegen mögliche Störungen, die zu einer Gefährdung für Mensch und Umwelt führen können, müssen Vorsorgemaßnahmen getroffen werden, so dass vorgegebene Grenzwerte der Strahlenbelastung eingehalten werden können. Beispielsweise werden gegen Stromausfall oder Einwirkungen von außen (Erdbeben, extreme meteorologische Bedingungen u.a.) Maßnahmen getroffen, die den sicheren Betrieb gewährleisten sollen. Für den Fall, dass Ereignisse eintreten, die nicht vorausbedacht wurden und gegen die das Kernkraftwerk nicht ausgelegt ist, sind Notfallschutzmaßnahmen vorgesehen. Maßnahmen des anlageninternen Notfallschutzes sollen auslegungsüberschreitende Ereignisse beherrschen und erhebliche Auswirkungen auf die Umgebung verhindern oder zumindest verzögern und mindern. Können Auswirkungen auf die Umgebung auch mit den Maßnahmen des anlageninternen Notfallschutzes nicht verhindert werden, sollen Maßnahmen des anlagenexternen Notfallschutzes die Strahlenbelastung der Menschen reduzieren. Grundsätzlich können aus einem Atomkraftwerk größere Mengen radioaktiver Stoffe austreten, wenn die getroffenen Maßnahmen nicht oder nicht ausreichend wirksam sind und es im schlimmsten Fall zu einem Unfall mit einer sogenannten Kernschmelze kommt. Nach dauerhaftem Ausfall der Kühlung des Reaktorkerns, kann das im Reaktordruckbehälter vorhandene Wasser nach und nach durch die Nachzerfallswärme verdampfen. In Folge kann sich der Brennstoff bis auf Schmelztemperatur erhitzen und eine Kernschmelze eintreten. Durchschmilzt die Kernschmelze die Wand des Reaktordruckbehälters, gelangt sie in den Sicherheitsbehälter. Falls der Sicherheitsbehälter nicht gegen eine Kernschmelze ausgelegt ist, versagt er ebenfalls. Damit wäre ein Weg für eine Freisetzung radioaktiver Stoffe aus dem geschmolzenen Kern in die Umgebung geschaffen. Auch die bei der Reaktion der heißen Kernschmelze mit Wasser und Beton freigesetzten Gase können durch Druckaufbau oder Explosionen – wie in Fukushima – den Sicherheitsbehälter beschädigen, so dass ein Weg für die Freisetzung radioaktiver Stoffe geschaffen wird. Infolge einer Kernschmelze können die in den zerstörten Brennelementen enthaltenen radioaktiven Stoffe (Uran, Plutonium und Spaltprodukte wie zum Beispiel Krypton, Jod, Strontium und Caesium) zunächst in den Reaktordruckbehälter, bei dessen Beschädigung (zum Beispiel durch den geschmolzenen Kern) in den Sicherheitsbehälter und bei dessen Beschädigung in die Umgebung der Anlage freigesetzt werden. Bei einer Freisetzung verhalten sich die Stoffe je nach ihrer chemischen Natur und den Temperatur- und Druckverhältnissen unterschiedlich. Gasförmige Stoffe, (zum Beispiel 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, 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 und wie weit diese transportiert werden, hängt vom konkreten Verlauf des Unfalls ab. Die aktuellen Wetterbedingungen vor Ort wie Windstärke, Windrichtung und Niederschläge sind dann bestimmend für die Ausbreitung der radioaktiven Stoffe außerhalb der Anlage und dafür, wo welche Schutzmaßnahmen für die Bevölkerung notwendig wären. Bei internationalen Ereignissen überwachen die IAEA und in Deutschland insbesondere das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) die radiologische Lage. Das BfS betreibt etwa in Deutschland ein umfassendes Messnetz mit Sonden, die die Radioaktivität in Echtzeit erfassen. Dadurch wird die Umwelt kontinuierlich überwacht, um schnell und zuverlässig bereits geringfügige Änderungen der Radioaktivität in der Umwelt flächendeckend erkennen sowie langfristige Trends erfassen zu können. Welche technischen Vorkehrungen gibt es in einem Kernkraftwerk, um die dort enthaltenen radioaktiven Stoffe einzuschließen? Für den sicheren Betrieb von Atomkraftwerken müssen die Kühlung der Brennelemente, die Kontrolle der Radioaktivität und der Einschluss von radioaktiven Stoffen zu jeder Zeit sichergestellt sein. Hierfür sind die im Atomkraftwerk vorhandenen radioaktiven Stoffe durch technische Barrieren bzw. Rückhaltefunktionen mehrfach eingeschlossen, um deren Strahlung ausreichend abzuschirmen. Der Einschluss radioaktiver Stoffe wird durch ein Mehrbarrierenkonzept realisiert. Dabei sind die Barrieren derart auszulegen, dass sie, soweit technisch möglich, so voneinander unabhängig sind. So wird sichergestellt, dass bei Störfällen oder Einwirkungen von innen oder außen eine Barriere nicht als Folge des Ausfalls einer anderen Barriere versagt. Technische Barrieren sind als passive Sicherheitseinrichtung ein zentraler Baustein der Reaktorsicherheit. Mehrere ineinander gestaffelte, technische Barrieren (Mehrfachbarrierensystem) sollen die radioaktiven Stoffe im Normalbetrieb und auch bei Störfällen zurückhalten. Die Barrieren wirken unabhängig voneinander und auf allen Ebenen des geltenden Sicherheitskonzeptes. Folgende technische Barrieren sind vorhanden: Brennstofftabletten Der Brennstoff befindet sich in einer festen keramischen Substanz, den Brennstofftabletten, auch Pellets genannt. Der größte Anteil der bei der Kernspaltung entstehenden radioaktiven Stoffe (Aktivierungs- und Spaltprodukte) bleibt unter normalen Betriebsbedingungen im hitzebeständigen Kristallgitter der Brennstofftabletten eingeschlossen. Brennstabhülle In den Brennstäben sind die Brennstofftabletten in Hüllrohren aus einer Zirkonlegierung "Zirkaloy" eingeschweißt. Die Brennstabhülle ist dicht und druckfest. Sie verhindert, dass radioaktive Spaltprodukte in das Kühlmittel gelangen. Mehrere Brennstäbe sind mit einer Tragstruktur zu Brennelementen gebündelt. Abhängig vom Reaktortyp werden unterschiedlich viele Brennelemente im Reaktorkern eingesetzt. Druckführende Umschließung Die Brennelemente befinden sich in einem dickwandigen Reaktordruckbehälter aus Stahl, in dem die nukleare Kettenreaktion gesteuert stattfindet. Die Wärme wird durch Wasser unter Druck ohne Sieden (Druckwasserreaktor) oder als Dampf (Siedewasserreaktor) abgeführt. Der Reaktordruckbehälter und die zugehörigen Rohrleitungen für Kühlwasser und Wasserdampf bilden die so genannte „druckführende Umschließung“. Sie hält hohen Temperaturen und Drücken stand und schließt bei allen normalen und gestörten Betriebszuständen das radioaktive Inventar ein. Biologischer / Thermischer Schild Der biologische / thermische Schild dient dem Schutz vor aus dem Reaktorkern austretender Direktstrahlung. Er umgibt den unmittelbaren Bereich des Reaktors und schirmt andere Bereiche im Kernkraftwerk vor dessen Strahlung ab. Reaktorsicherheitsbehälter (Containment) Der Reaktordruckbehälter befindet sich in einer gasdichten Sicherheitshülle aus Stahl, dem Reaktorsicherheitsbehälter (englisch: Containment). Diese Hülle hat die Aufgabe, das radioaktive Inventar auch bei Störfällen sicher einzuschließen. Reaktorgebäude Der Reaktorsicherheitsbehälter befindet sich im Reaktorgebäude, das kontrolliert belüftet und entlüftet wird. Das Gebäude soll außerdem gegen äußere Einwirkungen schützen, zum Beispiel gegen Wettereinflüsse und Explosionsdruckwellen. Warum ist Deutschland aus der Atomenergie ausgestiegen? Der Streit um die Verantwortbarkeit der Kernenergie hat in der Bundesrepublik Deutschland über Jahrzehnte hinweg zu Diskussionen und Auseinandersetzungen in der Gesellschaft geführt. Vor diesem Hintergrund verständigten sich Bundesregierung und Energieversorgungsunternehmen im Juni 2000 erstmalig darauf, die Stromerzeugung aus Kernenergie geordnet zu beenden. Im April 2002 beschloss daraufhin der Deutsche Bundestag den schrittweisen Ausstieg aus der Atomenergie. Im Herbst 2010 wurden die Laufzeiten der AKW im Rahmen des Energiekonzepts der damaligen Bundesregierung kurzzeitig um durchschnittlich 12 Jahre verlängert. Diese Verlängerung wurde unter dem Eindruck der verheerenden Reaktorkatastrophe in Fukushima im März 2011 zurückgenommen. Im Juni 2011 wurde der Ausstieg aus der Atomenergie bis Ende 2022 durch den Gesetzgeber festgelegt. Dieser Beschluss basierte u.a. auf den Ergebnissen einer hochkarätig besetzten Ethikkommission der Bundesregierung. Diese wurde direkt nach dem Reaktorunfall in Japan durch die damalige Bundeskanzlerin Angela Merkel eingesetzt und sprach sich nach zwei Monaten Beratungszeit für den Atomausstieg aus. Die entscheidenden Gründe für den Ausstieg aus dieser Technik sind die mit der Nutzung verbundenen Sicherheitsrisiken: Die Gefahr von großen Unfällen mit einem erheblichen Austritt an Radioaktivität, z.B. durch Störfälle in der Anlage oder durch terroristische und kriegerische Angriffe von Außen, sowie die Anforderungen im Betrieb und bei der späteren Lagerung radioaktiven Materials. Darüber hinaus ist die zivile Nutzung von Atomkraft in vielen Staaten eng mit der Option verbunden, diese auch militärisch nutzen zu können. Der fraktionsübergreifende Bundestagsbeschluss für den Atomausstieg im Jahr 2011 hat zur Befriedung eines jahrzehntelangen gesellschaftlichen Großkonflikts beigetragen und Planungssicherheit erzeugt: Zum einen sind die Mengen der zu entsorgenden radioaktiven Abfälle begrenzt worden, zum anderen konnten die Energieversorger verlässlich die geordnete Abschaltung der Atomkraftwerke vorbereiten und ihren Fokus auf die Transformation der Energieerzeugung hin zu Erneuerbaren Energien richten. Der Beschluss ebnete zudem den Weg für den Neustart bei der Suche nach einem Endlager für hochradioaktive Abfälle in Deutschland. Weitere Informationen zum Atomausstieg in Deutschland. Verfügbares Personal in Krisenzeiten Welchen Einfluss hat die Personalverfügbarkeit auf die Sicherheit eines Atomkraftwerks? Die Sicherheit eines Atomkraftwerks wird nicht nur durch technische Maßnahmen gewährleistet, sondern hängt in hohem Maße auch vom Bedienpersonal ab, das in ausreichender Anzahl vorhanden sein und über die nötige Fachkunde verfügen muss. Der sichere Betrieb der Anlage wird beeinflusst durch ein Zusammenspiel von menschlichen Faktoren ( z.B. Wissen, Entscheidungen, Denken, Emotionen und Handlungen), technischen Faktoren ( z.B. vorhandene Technologie und Ausrüstung für Produktion und Betrieb) und organisatorischen Faktoren ( z.B. Managementsysteme, Wissensmanagement, organisatorische Strukturen, Governance sowie menschliche und finanzielle Ressourcen). Die Analyse des Unfalls von Fukushima 2011 hat gezeigt, dass weitreichende Ereignisse bzw. Unfälle in der Regel nicht auf das Versagen eines einzigen Faktors oder einer einzelnen Komponente reduziert werden können. Vielmehr entstehen Ereignisse/Unfälle aus dynamischen Interaktionen innerhalb und zwischen menschlichen, technischen und organisationalen Faktoren. Das System „Sicherheit“ ist ein sozio-technisches System, d.h. ein Atomkraftwerk ist nicht nur eine technische Einheit, sondern umfasst ebenfalls Individuen und soziale Strukturen. So ist z.B. neben einer Mindestbesetzung qualifizierten Personals im Regelbetrieb – aber insbesondere zur Beherrschung komplexer Ereignisse – auch eine eindeutige Festlegung von Aufgaben- und Verantwortungsbereichen in der Organisation wichtig. Weshalb äußern sich internationale Organisationen wie die IAEO besorgt über die Personalverfügbarkeit in den ukrainischen Atomkraftwerken? In der derzeitigen Situation bezüglich der Atomkraftwerke in der Ukraine können Situationen entstehen, die die Personalverfügbarkeit in den Anlagen – und damit die Betriebssicherheit der Kraftwerke – beeinflussen. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn die Mindestbesetzung an Personal nicht mehr sichergestellt werden kann, sei es durch Fluchtbewegungen, Zugangsbeschränkungen oder andere Gründe. Schwierigkeiten können auch entstehen, wenn zwar Personal in der Anlage vorhanden ist, dieses jedoch unter psychischem Druck steht oder moralisch und körperlich erschöpft ist. In solchen Fällen kann es zu Fehlhandlungen bei der Bedienung der Kraftwerke kommen. Diese können – je nachdem, wie schnell sie erkannt und wie umsichtig sie korrigiert werden – die Betriebssicherheit der Anlage insgesamt gefährden. In solchen Fällen ist es wichtig, auch darüber nachzudenken, wie Kraftwerke in einen sichereren Zustand überführt werden können. Dies könnte erfolgen, wenn die Anlagen z.B. durch ein Herunterfahren in einen Zustand überführt werden, indem weniger Personal oder weniger Schalthandlungen erforderlich sind. Wie ist die Personalsituation am AKW Tschernobyl? Das Personal am Kraftwerksstandort Tschernobyl war seit der Besetzung durch russische Truppen am 24. Februar 2022 fast vier Wochen lang ununterbrochen vor Ort. Am 20./21. März 2022 konnte das Personal erstmals ausgewechselt werden. Ein weiterer Personalwechsel konnte am 10. April 2022 stattfinden. Die ukrainische Aufsichtsbehörde und die Internationale Atomenergiebehörde ( IAEO ) sahen unter diesen Bedingungen die physische und psychische Gesundheit der Mitarbeitenden gefährdet und ihre sicherheitsrelevante Arbeit unzulässig eingeschränkt. Am Standort Tschernobyl ist das Atomkraftwerk zwar nicht mehr in Betrieb. Aber zur Gewährleistung des Schutzes von Mensch und Umwelt muss das Personal die dortigen Arbeiten sorgfältig und sicherheitsgerichtet erledigen können. Nach Angaben der Ukraine gegenüber der IAEA findet seit 21. April 2022 der Personalwechsel im A KW Tschernobyl regel- und planmäßig statt. Wie ist die Personalsituation am AKW Saporischschja? Bereits seit 4. März 2022 ist das AKW Saporischschja unter Kontrolle russischer Streitkräfte. Das ukrainische Bedienpersonal ist weiterhin vor Ort tätig und stellt die Funktionalität und Sicherheit sicher. Folgende Faktoren beeinflussen das Personal und damit die Sicherheit des AKW Saporischschja: Anwesenheit russischer Nuklearspezialisten Seit Mitte März 2022 sind neben den Streitkräften auch Vertreter der russischen staatlichen Atomenergiegesellschaft Rosatom am Standort. Der Druck auf das ukrainische Personal durch die Anwesenheit von leitendem russischem Personal sowie der Beschuss der Anlage rufen seither Befürchtungen hervor, dass es in dieser Stresssituation vermehrt zu Fehlhandlungen des Personals und somit zu Auswirkungen auf die Sicherheit der Anlage kommen könnte. Eingeschränkter Zugang und erhöhte Arbeitsbelastung Laut Bericht des IAEO-Expertenteams gibt es regelmäßige Schichtwechsel und eine ausreichende Besetzung der Hauptwarte. Allerdings gab es auch Hinweise, die die Besorgnis der IAEO bestärkte, wie beispielsweise eingeschränkter Zugang des ukrainischen Personals zu einigen Bereichen des AKWs oder erheblich erhöhte Arbeitsbelastung aufgrund von Engpässen bei der Personalausstattung. IAEO-Bericht zur Mission (in Englisch) . Inhaftierung von hochrangigen Mitarbeitern Im Oktober 2022 wurden der Generaldirektor Ihor Murashov und später auch der stellvertretende Generaldirektor, Valeriy Martynyuk, festgenommen und nach einiger Zeit wieder freigelassen. Die IAEO zeigte sich über die psychologischen Auswirkungen und den Druck auf den Rest des Personals äußerst besorgt. Geplante Betriebsübernahme durch Russland Am 5. Oktober 2022 erließ Russlands Präsident Putin ein Dekret, um das ukrainische AKW Saporischschja zu russischem Eigentum zu erklären und eine russische Verwaltung des Kraftwerks anzuordnen. Laut IAEO verschärfen sich die Schwierigkeiten für das Personal durch die Aufforderung an die ukrainischen Mitarbeiter, einen neuen Arbeitsvertrag mit dem russischen Staatsunternehmen Rosatom zu unterzeichnen. Der ukrainische Betreiber Energoatom fordere hingegen das Personal auf, dies nicht zu tun und stattdessen seinen Anweisungen zu folgen. Damit werden die Mitarbeiter einem enormen Druck ausgesetzt. Zudem entstehen Unklarheiten, wer die Verantwortung trägt, und welche Befehls- und Kontrollketten in der Anlage gelten. Die IAEO fordert schon länger, dass für das ukrainische Personal am AKW Saporischschja wieder ein angemessenes Arbeitsumfeld einschließlich familiärer Unterstützung geschaffen werde. Um die Sicherheit des AKW Saporischschja zu stärken, fordert die IAEO die Errichtung einer nuklearen Sicherheits- und Sicherungsschutzzone um die Anlage herum. Stromversorgung in Atomkraftwerken Wie funktioniert die Stromversorgung bei einem Atomkraftwerk? Für den sicheren Betrieb von Atomkraftwerken müssen die Kühlung der Brennelemente, die Kontrolle der Radioaktivität und der Einschluss von radioaktiven Stoffen zu jeder Zeit sichergestellt sein. Atomkraftwerke verfügen über zahlreiche elektrisch betriebene Systeme, wie Pumpen, Ventile, Lüftung, usw. Daher sind sie auf eine Versorgung mit elektrischer Energie ("Strom") angewiesen. Atomkraftwerke in Deutschland können sich in der Regel über drei unterschiedliche Wege mit Strom versorgen: Eigene Produktion Während des normalen Betriebs versorgen sich die Kraftwerke selbst mit dem für den eigenen Bedarf erforderlichen Strom. Der restliche produzierte Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Über Hauptnetzanschluss aus öffentlichem Stromnetz Wenn das Kraftwerk sich im Stillstand befindet oder abgeschaltet wurde (zum Beispiel bei einer Revision oder nach einem Störfall), erfolgt die Versorgung für den Eigenbedarf des Kernkraftwerkes mit Strom aus dem öffentlichen Stromnetz über den Hauptnetzanschluss. Über Reservenetzanschluss aus öffentlichem Stromnetz Fällt der Hauptnetzanschluss aus, wird auf einen Reservenetzanschluss umgeschaltet, der mit einer anderen Spannungsebene des öffentlichen Stromnetzes verbunden und unabhängig vom Hauptnetzanschluss ist. Für den Fall, dass die externe Stromversorgung eines Kernkraftwerkes ausfällt, sind vorsorgliche Maßnahmen getroffen. Was passiert, wenn bei einem Atomkraftwerk die externe Stromversorgung ausfällt? Fällt die Anbindung an die externe Stromversorgung komplett aus, kann ein Kernkraftwerk seine erzeugte elektrische Leistung nicht mehr an das Netz abgeben. Dann reduziert das Kernkraftwerk seine Leistung drastisch auf einen Wert, der dem eigenen Bedarf an elektrischer Leistung entspricht. So kann das Kernkraftwerk sich im Inselbetrieb abgekapselt vom restlichen Stromnetz selbst mit Strom versorgen. Diesen Vorgang nennt man "Lastabwurf auf Eigenbedarf". Sollte der Lastabwurf auf Eigenbedarf fehlschlagen, wird das Kernkraftwerk automatisch heruntergefahren und deckt seinen Bedarf an elektrischer Leistung stufenweise über Notstromdiesel In deutschen Kernkraftwerken sind mehrere Notstromdiesel vorhanden, die alle für die Sicherheit notwendigen Systeme versorgen (z.B. Kühlwasserpumpen, Leittechnik). Ihre Zahl und Leistungsfähigkeit ist in den verschiedenen Anlagen unterschiedlich. In der Regel sind auf den Anlagen Treibstoffvorräte für mehrere Tage vorhanden. Diese können bei Bedarf ergänzt werden. Benachbartes Kraftwerk Ein benachbartes Kraftwerk (z.B. Gasturbinen- oder Wasserkraftwerk) oder ein benachbarter Kernkraftwerksblock (bei Anlagen mit mehreren Kraftwerksblöcken auf dem Anlagengelände) können Strom liefern. Bei manchen Anlagen ist eine direkte Verbindung vorhanden. Welche Auswirkungen hatte der Stromausfall vom 9. bis 14. März 2022 im stillgelegten Kernkraftwerk Tschernobyl? Auch am Standort des Kernkraftwerks Tschernobyl mit seinen abgeschalteten Reaktoren gibt es zahlreiche elektrische Einrichtungen, deren Funktionieren von einer stabilen Versorgung mit elektrischer Energie abhängt. So müssen z.B. die Beleuchtung und Belüftung der Gebäude sichergestellt, die Strahlenwerte auf dem Gelände überwacht und die Kühlbecken, in denen noch immer ca. 20.000 strahlende Brennelemente lagern, mit Wasser bespeist werden. Im Gegensatz zu einem Kernkraftwerk im Betrieb wird in Tschernobyl kein Strom mehr produziert, sodass der ungestörte Betrieb der elektrischen Einrichtungen maßgeblich von einer externen Stromversorgung abhängig ist. Kriegerische Handlungen beschädigen externe Stromversorgung Aufgrund von Beschädigungen an mehreren Überland-Hochspannungsleitungen infolge kriegerischer Handlungen war der Standort Tschernobyl vom 9. bis 14. März 2022 vom Stromnetz abgeschnitten. In dieser Zeit konnte die Stromversorgung der wichtigsten Systeme mithilfe von Notstromdieselaggregaten sichergestellt werden. Nach übereinstimmender Einschätzung von Fachleuten des BASE sowie der Internationalen Atomenergieorganisation ( IAEO ) und der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit ( GRS ) hat sich durch den Ausfall der Stromversorgung kurzfristig kein erhöhtes sicherheitstechnisches Risiko ergeben. Aufgrund der Lagerung der abgebrannten Brennelemente in Abklingbecken seit mehr als 20 Jahren hat sich deren Aktivität bereits so weit verringert, dass eine wirksame Wärmeabfuhr auch ohne Zwangsumwälzung und ständige aktive Kühlwasser-Einspeisung aufrechterhalten werden kann. Folgen eines länger anhaltenden Stromausfalls Bei einem länger anhaltenden Stromausfall und Ausfall der Notstromversorgung – bspw. aufgrund von Treibstoffmangel – würde das Kühlwasser langsam verdunsten und die im Kühlbecken lagernden Brennelemente nach und nach trockenfallen. Da das Wasser die radioaktive Strahlung sehr wirksam abschirmt, wäre dadurch insbesondere das Betriebspersonal gefährdet. Es könnte das Lager nicht mehr ohne weiteres betreten, um notwendige Arbeiten vorzunehmen. Auch in diesem Fall würde sich jedoch für die Umgebung des Kraftwerks sowie alle weiter entfernten Regionen keine sicherheitstechnisch bedenkliche Situation ergeben. Vorsorge und Notfallmaßnahmen Gegen welche Einwirkungen von außen wird ein Atomkraftwerk normalerweise ausgelegt? Unter „Einwirkungen von außen“ werden Einwirkungen definiert, die durch Umgebungsbedingungen, Naturereignisse oder sonstige zivilisatorisch bedingte Einwirkungen von außerhalb des Anlagengeländes hervorgerufen werden. Naturbedingte Einwirkungen von außen können Erdbeben oder Überflutungen sein. Auch extreme meteorologische Bedingungen und deren Folgen, wie Sturm einschließlich Tornado und Blitzschlag werden hier betrachtet. Atomkraftwerke werden auch gegen zivilisatorisch bedingte Einwirkungen (Notstandsfälle) ausgelegt. Dies sind zum Beispiel unbeabsichtigte Flugzeugabstürze, anlagenexterne Explosionen oder anlagenexterne Brände. Für Atomkraftwerke in Deutschland ist festgelegt, dass solche Einwirkungen von außen bei der Sicherheit der AKWs entweder bereits bei der Auslegung (im Design) zu berücksichtigen sind oder mittels Maßnahmen beherrschbar sein sollen. Dies bedeutet auch, dass Sicherheitssysteme und Notstandseinrichtungen bei Einwirkungen von außen wirksam bleiben sollen. Analoge Anforderungen gelten auch für Atomkraftwerke in anderen Staaten. Weitere Informationen: Vorsorge- und Notfallmaßnahmen bei Atomkraftwerken Sind Atomkraftwerke gegen mutwillige Beschädigungen geschützt? Viele Maßnahmen und Vorkehrung bei einem Atomkraftwerk dienen dem sicheren Betrieb der Anlage. Dabei werden auch Vorkehrungen gegen Einwirkungen von außen, wie Brände, Blitzeinschätze oder auch unbeabsichtigte Flugzeugabstürze, getroffen. Darüber hinaus muss jedes Atomkraftwerk auch gegen u.a. mutwillige Beschädigung, gezieltes Eindringen oder Entwendung von Kernbrennstoffen geschützt sein. Hierzu dienen das sogenannte Sicherungskonzept und die zugehörigen Sicherungsmaßnahmen. Welche konkreten Bedrohungslagen, Waffentypen und -stärken unterstellt werden und welche Vorkehrungen gegen diese Bedrohungen getroffen werden, unterliegt der Geheimhaltung, damit potentielle Täter ihre kriminellen Absichten und Handlungen nicht optimieren können. Teilweise bieten aus Gründen der Anlagensicherheit notwendige Sicherheitsmaßnahmen – beispielsweise Erdbeben- und hochwasserfeste Gebäude - ebenfalls einen Schutz gegen solche Einwirkungen Dritter. In Deutschland ist u.a. im Atomgesetz sowie im dazugehörigen Regelwerk geregelt, dass für kerntechnische Anlagen ein Schutz gegen Störmaßnahmen oder sonstige Einwirkungen Dritter – bspw. gegen terroristische Angriffe – gewährleistet sein muss. Demnach muss ein integriertes Sicherungs-und Schutzkonzept vorhanden sein, bestehend aus Sicherungsmaßnahmen des Genehmigungsinhabers (erforderlicher Schutz gegen Störmaßnahmen oder sonstige Einwirkungen Dritter) und Schutzmaßnahmen des Staates. Die Maßnahmen werden aufeinander abgestimmt. Die Maßnahmen des Betreibers entfalten ihre Wirkung gemeinsam mit entsprechenden Handlungen der Sicherheitsbehörden des Staates, die nach Alarmierung ebenfalls gegen einen solchen Angriff vorgehen. Eine vollständige Vorsorge gegen terroristische Angriffe ohne dass staatliche Kräfte unterstützend eingreifen, ist nicht möglich. Dadurch wird allerdings auch deutlich, dass die umfassende Sicherheit von Atomanlagen, wie sie das Atomgesetz fordert, nur in einem funktionierenden Staat und bei gegebener innerer Sicherheit gewährleistet werden kann. Hinsichtlich kriegerischer Auseinandersetzungen gilt: Welche Maßnahmen ein Staat gegen gezielte Angriffe auf kerntechnische Anlagen getroffen hat, liegt zunächst in der Verantwortung des Staates, in dem sich das betreffende Atomkraftwerk befindet. Sie unterliegen der Geheimhaltung. Grundsätzlich bieten die oben beschriebenen Maßnahmen einen gewissen Schutz bei kriegerischen Auseinandersetzungen. Einen vollständigen Schutz gegen jeglichen denkbaren Angriff mit Kriegswaffen durch die Armee eines anderen Staates können allerdings weder ein Staat noch ein Betreiber einer atomaren Anlage vornehmen oder gewährleisten. In der Geschichte der zivilen Nutzung der Kernenergie gab es in der Vergangenheit keinen Präzedenzfall, in dem ein Kernenergie betreibender Staat einem umfassenden Angriffskrieg eines anderen Staates ausgesetzt war. Es ist dementsprechend auch nicht realistisch bewertbar, welche Folgen dabei im Einzelfall eintreten können. Angesichts der Verwundbarkeit von Atomanlagen und den potenziell gravierenden Folgen eines Angriffes hat die Internationalen Atomenergieorganisation IAEO schon 2009 festgestellt, dass solche Anlagen weder Ziel einer Drohung noch Ziel der Anwendung militärischer Gewalt werden dürfen. Was passiert beim Abschalten eines Atomkraftwerks bei Störfällen? Verlässt ein Kernreaktor infolge einer Störung oder eines Störfalls seine zulässigen Betriebsparameter, wird durch ein besonderes Schutzsystem (Reaktorschutz) die Reaktorschnellabschaltung ausgelöst. Dabei werden alle Steuerstäbe in den Reaktorkern eingeworfen (Druckwasserreaktor) bzw. eingeschossen (Siedewasserreaktor). Die Steuerstäbe fangen die im Reaktor erzeugten Spaltneutronen ein und beenden damit die nukleare Kettenreaktion (Unterkritikalität). Solange die geometrische Form und die Anordnung der Brennelemente mit Brennstäben und Steuerstäben intakt bleibt, ist ein Wiederaufleben der Kettenreaktion physikalisch nicht mehr möglich. Bei heutigen Druckwasserreaktoren ist zusätzlich noch das Einbringen eines Neutronengiftes (Bor-10, meist in Form von Borsäure) in das Kühlmittel erforderlich, um sie auch in kaltem Zustand sicher abgeschaltet zu halten. Was ist die wichtigste Aufgabe nach der Abschaltung eines Reaktors? Radioaktive Stoffe, die u. a. bei der Kernspaltung von Kernbrennstoffen gebildet worden sind, geben auch nach Abschaltung des Reaktors für einen gewissen Zeitraum weiterhin Wärme ab (sog. Nachwärme). Wird diese Wärme nicht über eine Kühlung abgeführt, können die Brennstäbe mit den Brennstoffpellets derart erhitzen, dass sie schmelzen und einzelne darin enthaltene radioaktive Stoffe flüchtig werden. Deshalb ist eine Kühlung auch nach dem Abschalten des Reaktors unbedingt erforderlich. Die Wärmeentwicklung ("Nachzerfallswärme") klingt in den ersten Tagen zwar bedeutend ab, bleibt aber für längere Zeit sicherheitstechnisch von großer Bedeutung. Eine ausreichende Kühlung muss deshalb sichergestellt werden. Was unterscheidet ukrainische AKW mit Druckwasserreaktoren von deutschen AKW mit Druckwasserreaktoren? Die in der Ukraine in Betrieb befindlichen Atomkraftwerke ( AKW ) sind Druckwasserreaktoren ( DWR ). In AKW mit Druckwasserreaktoren wird die im Reaktor erzeugte Wärme von einem unter Druck stehenden Kühlkreislauf (kein Sieden) über einen Wärmetauscher (Dampferzeuger) auf einen zweiten Kreislauf übertragen, in dem der für die Turbine benötigte Dampf erzeugt wird. Auch bei den in Deutschland zuletzt in Betrieb befindlichen Reaktoren handelte es sich um Druckwasserreaktoren, jedoch von einem anderen Hersteller und in etwas anderer Ausführung. In der Ukraine sind zwei Baureihen von Kernkraftwerken (KKW) mit Druckwasserreaktoren im Einsatz: 2 Blöcke des Typs WWER 440 / W 213 (2. Generation der Baureihe WWER 440) 13 Blöcke der neueren Baureihe WWER 1000. Sie unterscheiden sich von deutschen Atomkraftwerken mit DWR hauptsächlich durch: Reaktortyp der Baureihe WWER 440 / W 213: Die Leistung dieses Reaktortyps beträgt 440 MW elektrisch und liegt somit deutlich unterhalb der Leistung von deutschen AKW mit DWR mit 1440 MW elektrisch. AKW vom Typ WWER 440 unterscheiden sich von deutschen AKW mit DWR insbesondere durch die unterschiedliche Gestaltung des Reaktorgebäudes. Es besitzt kein Volldruck- Containment als Sicherheitseinschluss radioaktiver Stoffe, sondern ist als Druckraumsystem für einzelne Teile des Reaktorkühlkreises (Reaktor, Kühlschleifen) ausgeführt. Zudem resultiert aus der Bauweise des Reaktorgebäudes ein geringerer Schutz gegen äußere Einwirkungen, insbesondere gegen zivilisatorische Einwirkungen wie Flugzeugabsturz. Durch die gegenüber der 1. Generation WWER 440 vorgenommene bauliche Ergänzung um ein sog. Nasskondensationssystem ist bei der Baureihe WWER 440/ 213 auch die Rückhaltung radioaktiver Stoffe im Falle eines doppelendigen Bruchs einer Hauptkühlmittelschleife gegeben. Gegenüber deutschen DWR verfügen WWER -440-Reaktoren über 6 Kühlschleifen anstatt 4 Kühlschleifen. Weitere konstruktive Unterschiede bestehen insbesondere hinsichtlich der Gestaltung der Hauptkomponenten des Reaktorkühlkreislaufes wie z. B. des Dampferzeugers (liegend statt stehend) und des Reaktorkerns (sechseckiger statt quadratischer Brennelementquerschnitt). Die beiden Reaktorblöcke Riwne 1 und 2 in der Ukraine sind WWER 440 der 2. Generation. Sie weisen gegenüber der 1. Generation des WWER 440 deutliche Verbesserungen insbesondere hinsichtlich der Störfallauslegung auf. Insgesamt besitzen die Reaktoren vom Typ WWER 440/ 213 noch sicherheitstechnische Defizite, sie sind jedoch grundsätzlich mit den Auslegungsprinzipien westlicher Anlagen vergleichbar. Reaktortyp der Baureihe WWER 1000: AKW dieses Typs gleichen in der Gesamtgestaltung westlichen AKW mit DWR. Ihre Leistung ist mit 1000 MW elektrisch mit denen der deutschen AKW mit 1440 MW elektrisch annähernd vergleichbar. Wie in deutschen Atomkraftwerken besitzen die Reaktoren 4 Kühlschleifen. Im Gegensatz zu den WWER -440-Anlagen ist bei WWER-1000-Anlagen das Reaktorgebäude als Volldruck-Containment ausgeführt. Es gewährleistet den sicheren Einschluss radioaktiver Stoffe z. B. für den Auslegungsstörfall eines doppelendigen Bruchs einer Hauptkühlmittelschleife. Konstruktive Unterschiede bestehen wie bei den WWER-440-Anlagen bei Komponenten des Reaktorkühlkreislaufs. Die Auslegungsprinzipien der Baureihe WWER 1000, insbesondere hinsichtlich der Störfallauslegung und der grundsätzlichen Gestaltung des Sicherheitssystems, sind mit denen westlicher Anlagen vergleichbar. Sicherheit der Zwischenlager für hochradioaktive Abfälle Sind Zwischenlager für den Kriegsfall ausgelegt? Im Kriegsfall bleiben atomrechtliche Behörden und Betreiber – wie aktuell in der Ukraine – soweit möglich arbeitsfähig. Gleichzeitig gehen wichtige Teile der Verantwortung auf andere staatliche Stellen über. Diese müssen dann relevante Risiken ermitteln und wenn diese Risiken zu groß werden Maßnahmen ableiten. Grundsätzlich bieten die vorgeschriebenen Maßnahmen auch einen gewissen Schutz bei kriegerischen Auseinandersetzungen. Einen vollständigen Schutz gegen jeglichen denkbaren Angriff mit Kriegswaffen durch die Armee eines anderen Staates können allerdings weder ein Staat noch ein Betreiber einer atomaren Anlage vornehmen oder gewährleisten. Präzedenzfall Ukrainekrieg In der Geschichte der zivilen Nutzung der Kernenergie gab es in der Vergangenheit keinen der heutigen Situation in der Ukraine vergleichbaren Präzedenzfall, in dem ein Kernenergie betreibender Staat einem umfassenden Angriffskrieg eines anderen Staates ausgesetzt war. Es ist dementsprechend auch nicht realistisch bewertbar, welche Folgen dabei im Einzelfall eintreten können. Angesichts dieser grundsätzlichen Verwundbarkeit von Atomanlagen und den gravierenden möglichen Folgen eines Angriffes hat die Internationalen Atomenergieorganisation IAEO 2009 festgestellt, dass solche Anlagen weder Ziel einer Drohung noch Ziel der Anwendung militärischer Gewalt werden dürfen. Zwischenlager nur Übergangslösung Der beste langfristige Schutz für Mensch und Umwelt im Umgang mit radioaktiven Stoffen ist es, diese dauerhaft von Mensch und Umwelt zu isolieren. In Deutschland hat 2017 eine neue Suche nach einem Standort für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle begonnen. Zwischenlager müssen bis dahin einen möglichst umfassenden Schutz gegen denkbare Einwirkungen bieten, langfristig muss es das Ziel sein, Abfälle in tiefen geologischen Schichten zu lagern. Wie werden abgebrannte Brennelemente aus den Atomkraftwerken gelagert? Nasslagerung Nach ihrer Nutzung in Atomkraftwerken müssen abgebrannte Brennelemente zwischengelagert werden. Nach der Verwendung werden sie in sogenannte Abklingbecken gebracht, die mit Wasser gefüllt sind, um die von den Brennelementen ausgehende Strahlung abzuschirmen und durch die Kühlung der Brennelemente eine Freisetzung der Strahlung zu verhindern. Während der Lagerzeit im Abklingbecken sinkt die Wärmeleistung des Brennelements. Diese sogenannten Nasslager müssen kontinuierlich mit Wasser und mit Strom versorgt werden. Ein Schutz gegen Auswirkungen von außen muss im Wesentlichen durch die das Lager umgebenen Gebäudestrukturen sowie durch eine durchgängige Stromversorgung gewährleistet werden. Weltweit lagert der überwiegende Anteil der zwischenlagernden Brennelemente aktuell und bis zur späteren Endlagerung in solchen sogenannten Nasslagern. Trockenlagerung Deutschland hat beschlossen, die Abfälle während der Zeit der Zwischenlagerung mithilfe einer sogenannten trockenen Lagerung zusätzlich zu sichern. Nach einigen Jahren Abklingzeit (ca. fünf Jahren) in einem Nasslager werden die Abfälle daher in Transport- und Lagerbehälter (sog. Castor-Behälter) verpackt, die in eigens dafür gebauten Zwischenlagern gelagert werden. Von dort sollen sie später abtransportiert werden, damit die Brennelemente konditioniert und in ein sogenanntes Endlager gebracht werden, in dem die Abfälle dann langfristig von Mensch und Umwelt isoliert werden sollen. Weitere Informationen: Nachbetriebsphase von Atomkraftwerken Vor welchen Einwirkungen von außen sind Zwischenlager geschützt? Zwischenlager müssen in Deutschland gegen unterschiedliche denkbare Belastungen ausgelegt werden. Dabei werden auch Vorkehrungen gegen Einwirkungen von außen, wie Erdbeben, Brände, Blitzeinschläge oder unbeabsichtigte Flugzeugabstürze, getroffen. Darüber hinaus muss jedes Zwischenlager auch gegen u.a. gezieltes Freisetzen und Entwenden von Kernbrennstoffen geschützt sein (z.B. durch terroristische Absichten). Je nach den Gegebenheiten des Standortes muss die Sicherheit der Zwischenlager gegenüber möglichen naturbedingten Einwirkungen wie Erdbeben, Überflutungen, Sturm oder Blitzschlag nachgewiesen werden. Ebenfalls entsprechend den Gegebenheiten am Standort ist dann auch Vorsorge gegen sogenannte zivilisatorisch bedingte Risiken zu treffen wie zum Beispiel ein Absturz eines Flugzeugs oder Explosionsdruckwellen. Um solchen Belastungen sicher zu widerstehen werden für die Sicherheit relevante Komponenten – das sind hier insbesondere die Behälter – sehr massiv ausgeführt. Weitere Informationen: Sicherheit und Sicherung Sind Zwischenlager vor terroristischen Angriffen geschützt? Die Betreiber von Zwischenlagern müssen den Schutz gegen mutwillige Angriffe mit dem Ziel der Freisetzung oder Entwendung von hochradioaktiven Stoffen nachweisen. Dazu weist der Betreiber nach, dass er gegen in Friedenszeiten denkbare Angriffe – zum Beispiel durch Terroristen – Vorkehrungen getroffen hat. Welche Mittel bei einem solchen Angriff zum Einsatz kommen können, wird durch Expert:innen von Bund und Ländern regelmäßig bewertet und entsprechende Anforderungen festgelegt. Diese entwickeln die Anforderungen also bei Bedarf weiter und das kann bei bestehenden Anlagen Nachrüstungen erforderlich machen. Dies ist bei Zwischenlagern in der Vergangenheit bereits der Fall gewesen. Nach dem 11. September 2001 wurden in den Sicherheitsbetrachtungen der Zwischenlager beispielsweise auch gezielt herbeigeführte Flugzeugsabstürze berücksichtigt. Um 2010/2011 wurden alle Betreiber von Zwischenlagern zu weiteren Maßnahmen aufgefordert. Sowohl die zugrunde liegenden Annahmen als auch die konkreten Vorschriften für Sicherungsmaßnahmen werden geheim gehalten, da diese Informationen zur Vorbereitung eines Angriffs verwendet werden könnten und ihr Bekanntwerden damit die Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen einschränken könnte. Auch der Staat schützt Zwischenlager Die Maßnahmen des Betreibers gegen terroristische Einwirkungen entfalten ihre Wirkung gemeinsam mit entsprechenden Handlungen der Sicherheitsbehörden des Staates, die nach Alarmierung im erforderlichen Maß gegen einen solchen Angriff vorgehen. Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass die umfassende Sicherheit von Atomanlagen, wie sie das Atomgesetz fordert, nur in einem funktionierenden Staat und bei gegebener innerer Sicherheit gewährleistet werden kann. Weitere Informationen: Sicherheit und Sicherung Sind Zwischenlager vor IT-Angriffen geschützt? Der Schutz von Zwischenlagern gegen kriminelle Handlungen, wie z.B. Sabotageakte, schließt auch den Schutz von IT -Systemen mit ein, die beim Betrieb eines Zwischenlagers eingesetzt werden. Die damit verbundenen Anforderungen und Maßnahmen sind in der sog. SEWD -Richtlinie IT festgelegt. Sie berücksichtigt die IT -Bedrohungslage sowie den Stand von Wissenschaft, Technik und Erkenntnis. Der Betreiber eines Zwischenlagers muss u.a. durch die Vorlage eines IT -Sicherheitskonzeptes nachweisen, dass er die Vorgaben der SEWD -Richtlinie IT erfüllt.
Das Projekt "Versenkung von Krypton-85 im Meer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungsanlage Jülich GmbH, Institut für Chemische Technologie der Nuklearen Entsorgung durchgeführt. Bei der Wiederaufarbeitung von abgebrannten LWR-Brennelementen faellt gasfoermiges Krypton-85 an, das aus dem Aufloeserabgas abgetrennt und sichergestellt werden muss. Ziel der Untersuchungen ist die Entwicklung eines Konzepts zur Versenkung des in Druckbehaelter abgefuellten Kryptongases im Meer sowie die Bestimmung der radiologischen Umweltbelastung infolge von Stoerfaellen.
Das Projekt "Vergleich dreier Verfahren zur Kr-85-Abtrennung aus der WAA 350 bezueglich der Strahlenbelastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Der globale Kohlenstoffkreislauf und dessen Stoerung durch Menschen und das Klima - II die Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Two global networks estabilished by the Uni HD for 14CO2 and 85 Krypton observations shall be continued. Bi-weekly integrated samples for isotope analyses are collected at eight (14CO2) respectively ten (85Kr) background as well as continental stations distributed from 83'N to 70'S. High presicion 14CO2 analyses will be performed at the Uni HD, the 85Kr analyses are run by the BfS (subcontractor of Uni HD: Dr. W. Weiss, Bundesamt fuer Strahlenschutz, Institut fuer Atmosphaerische Radioaktivitaet, Freiburg). In addition, a new technique for 13CO2 measurements on whole air flask samples shall be developed by Uni HD with a pilot sampling to be started at the German stations Westerland and Schauinsland, and, in collaboration with the Spanish Instituto Nacional de Meteorologia (Dipl.Phys. Emilio Cuevas, subcontractor), at Izana, Tenerife. Intercalibration experiments will be performed with the LPCM (Dr. P. Monfray).
Das Projekt "Verhalten von radioaktivem Krypton-85 in der Tiefsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungsanlage Jülich GmbH, Institut für Chemische Technologie der Nuklearen Entsorgung durchgeführt. In einer 1400 jato Wiederaufarbeitungsanlage fuer abgebrannte LWR-Brennelemente fallen pro Jahr etwa 16 MCi Kr-85 an. Das Edelgas wird im Head-End der Wiederaufarbeitungsanlage aus dem Brennstoff geloest und nach momentaner Praxis in die Atmosphaere freigesetzt. Die nationalen und internationalen Bestrebungen laufen jedoch darauf hinaus, die Freisetzung von Kr-85 zu begrenzen. Fuer das aus dem Aufloeserabgas abgetrennte Kr-85 existieren verschiedene Entsorgungskonzepte, die auf einer Sicherstellung bzw. Beseitigung in gasfoermiger oder in verfestigter Form basieren. Eine der in Frage kommenden Alternativen ist die Versenkung von in Druckgasflaschen abgefuelltem Kr-85 in die Tiefsee. Ziel des vorgeschlagenen Vorhabens ist die experimentelle Untersuchung des Verhaltens von Kr-85 in der Tiefsee sowie die Beurteilung der radiologischen Folgen, die mit der moeglichen Abgabe dieses Isotops in die Tiefsee verbunden sind. Die Ergebnisse der Untersuchung sollen dazu beitragen, das globale und lokale Strahlenrisiko der Bevoelkerung durch das Eindringen von Kr-85 in die Tiefsee abzuschaetzen und somit zu klaeren, ob diese Art von Beseitigung von Kr-85 eine unter radiologischen Gesichtspunkten akzeptierbare Alternative darstellt.