Ein Seebeben der Stärke 9 und die nachfolgende Flutwelle (Tsunami) haben in Süd- und Südostasien verheerende Schäden an Menschenleben (230.000), Existenzgrundlagen und natürlicher Umwelt ausgelöst. Ein Mitgrund für die hohe Zahl der Opfer liegt in der Rodung der natürlichen Mangroven-Schutzwälder und der dichten Besiedlung der Küstenzone infolge des Tourismus. Die World Conservation Union (IUCN, http://www.iucn.org) fordert daher, bei zukünftigen Bebauungsplänen mehr Wert auf ökologische Richtlinien zu setzen.
Der vorliegende Bericht setzt sich ausführlich mit dem TŌHOKU-CHIHOU-TAIHEIYOU-OKI Erdbeben vom 11. März 2011 und dem dadurch ausgelösten Unfallgeschehen im Kernkraftwerk Fukushima Dai-ichi auseinander. Er beschäftigt sich auf der Grundlage des Berichts der japanischen Regierung an die Internationale Atomenergieagentur (IAEA) sowie einer Vielzahl weiterer Quellen ausführlich mit den Unfallabläufen, den Freisetzungen radioaktiver Stoffe in die Umgebung, der sicherheitstechnischen Auslegung der Anlage und den Maßnahmen zur langfristigen Eingrenzung der Unfallfolgen. Ergänzend wird auf die Auswirkungen der Freisetzungen für die Umgebung der Anlage sowie auf Aspekte des Sicherheitsmanagements und der Sicherheitskultur eingegangen. Der Bericht gibt erste Antworten auf die Fragen, warum es nach dem Seebeben und dem dadurch ausgelösten Tsunami zu der Katastrophe im Kernkraftwerk Fukushima Dai-ichi gekommen ist, wie die Abläufe bis zu den Kernschmelzen und den Zerstörungen der Blöcke 1 - 4 zu erklären sind und was dabei noch nicht abschließend geklärt werden kann, welche Schwächen und Fehler in der Auslegung der Anlage und im regulatorischen System dazu wesentlich beigetragen haben und was zu den Freisetzungen radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre und ins Meer gesagt werden kann. // ABSTRACT // This report discusses the TŌHOKU-CHIHOU-TAIHEIYOU-OKI earthquake of March 11, 2011 and the resulting nuclear accident in the Fukushima Dai-ichi nuclear power station. Based on the report of the Japanese government to the International Atomic Energy Agency (IAEA) and on numerous additional sources it examines in considerable detail the accident progression, the emission of radioactive material to the environment, the technical design basis of the plants and the measures taken to mitigate the consequences of the accident. In addition it covers the radiological consequences for the vicinity of the station and aspects of safety management and safety culture. The report provides answers as to why the nuclear catastrophe following the earthquake and ensuing tsunami in the Fukushima Dai-ichi nuclear power station could occur, how the accident progression to core melting and destructions in units 1 - 4 can be explained and what cannot be explained yet, which weaknesses and failures in the design of the plant and within the regulatory system contributed significantly to the accident and which information can be provided on the emission of radioactive material to the atmosphere and to the ocean.
Ministerium des Innern - Pressemitteilung Nr.: 010/05 Ministerium des Innern - Pressemitteilung Nr.: 010/05 Magdeburg, den 28. Januar 2005 Es gilt das gesprochene Wort!!! Redebeitrag von Innenminister Klaus Jeziorsky zum Antrag "Unterstützung bei der Beseitigung der Folgen des Seebebens in Südostasien durch mittel- und langfristige Patenschaften" der Fraktionen der SPD, der CDU, der PDS und der FDP - LT-Drs. 4/1999 TOP 12 der Landtagssitzung am 27./28.01.05 Anrede, mittlerweile ist es einen Monat her, dass Südostasien von einer verheerenden Flutwelle heimgesucht wurde. Das tatsächliche Ausmaß dieser Katastrophe wird nunmehr sichtbar. Wir haben die traurige Gewissheit, dass eine der schlimmsten Naturkatastrophen seit Menschengedenken über 220.000 Menschen das Leben gekostet hat. In vielen Regionen der betroffenen Länder sind die Lebensgrundlagen vollständig zerstört. Auch in Deutschland hat dieses Ereignis eine hohe Spenden- und Hilfsbereitschaft ausgelöst. Angesichts des Ausmaßes der Zerstörung und der menschlichen Tragödien gibt es zahlreiche Initiativen, den Wiederaufbau in der vom Seebeben betroffenen Region zu unterstützen. Staatlicherseits hat der Bund hierzu eine Partnerschaftsinitiative Südostasien angeregt, der die Länder und kommunalen Spitzenverbände zugestimmt haben. Dabei sollen Bund, Länder, Kommunen und Hilfsorganisationen zusammenwirken, um koordiniert und effektiv langfristige Unterstützung für den Wiederaufbau der Infrastruktur und die wirtschaftlichen Entwicklung der Krisenregion zu leisten. Auf der Ebene der Europäischen Union hat man sich verständigt, dass Deutschland in besonderer Weise Indonesien und Indonesien unterstützt. Inhaltliche Schwerpunkte der Hilfen sollen Wasserversorgung, Umwelt, Infrastruktur, Gesundheit, Kinder und Ausbildung sein. Diese Hilfen sind langfristig angelegt und benötigen einen langen Atem. Im Rahmen der bereits erwähnten Einrichtung einer "Partnerschaftsinitiative Südostasien" sollen Unterstützungsangebote gebündelt, konkrete Projekte ermittelt und gefördert werden. Diesem Gremium ist ein "Arbeitsstab Partnerschaftsinitiative" zugeordnet. Die Hilfsangebote und ¿anfragen werden von der Koordinierungsstelle, die im Auftrag des Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung tätig ist, erfasst und zur Analyse und Bewertung an den Arbeitsstab weitergeleitet. Unabhängig hiervon sind die Länder gebeten worden, die Hilfsangebote von und aus den Ländern zu bündeln. Anrede, am 21. Januar 2005 fand im Ministerium des Innern ein erster Informationsaustausch mit den Hilfsorganisationen, den kommunalen Spitzenverbänden, der Arbeitsgemeinschaft der Berufsfeuerwehren Sachsen-Anhalt und dem Landesfeuerwehrverband statt. Sowohl der Landkreistag als auch der Städte- und Gemeindebund führen derzeit in ihren Zuständigkeitsbereichen eine systematische Abfrage zu möglichen Hilfsangeboten durch. Ergebnisse werden in den nächsten Tagen erwartet. Aus Sachsen-Anhalt sind derzeit drei Einsatzkräfte des Technischen Hilfswerkes vor Ort im Einsatz. Ein Lehrer der Brandschutz- und Katastrophenschule Heyrothsberge soll das THW-Team Anfang Februar verstärken. Ein Mitarbeiter des LKA befindet sich ebenfalls vor Ort, um bei der Identifizierung der Opfer Hilfe zu leisten. Weitere Mitarbeiter des LKA stehen auf Abruf bereit und werden in naher Zukunft in die betroffenen Regionen reisen. Anrede, die Landesregierung hat in dieser Woche beschlossen, im Ministerium des Innern eine Koordinierungsstelle "Fluthilfe Südostasien" einzurichten. Sie soll als Anlaufstelle dienen, um insbesondere Hilfsangebote zu vermitteln und zu bündeln, Projektpartner zusammen zu führen und fachliche Unterstützung anzubieten. Anrede, im Interesse einer effektiven Hilfeleistung werden die übrigen Ressorts der Landesregierung eng mit der Koordinierungsstelle zusammenarbeiten. Auch sie erfassen Aktivitäten zur Fluthilfe in ihrem jeweiligen Geschäftsbereich. Dies bezieht sich sowohl auf behördliche Maßnahmen als auch auf sonstige Initiativen nichtstaatlicher Stellen und Organisationen. Diese Informationen sollen fortlaufend aktualisiert und in der Koordinierungsstelle zusammengefasst werden, um das weitere Vorgehen abzustimmen. Anrede, wir werden die uns zur Verfügung stehenden Möglichkeiten ausschöpfen, um einen Beitrag zur langfristigen und koordinierten Hilfeleistung in den von der Naturkatastrophe betroffenen Regionen zu leisten. Ich bin gerne bereit, dem Ausschuss für Bundes- und Europaangelegenheiten in seiner nächsten Sitzung zu berichten. Impressum: Verantwortlich: Dr. Matthias Schuppe Pressestelle Halberstädter Straße 1-2 39112 Magdeburg Tel: (0391) 567-5516/5517 Fax: (0391) 567-5519 Mail: pressestelle@mi.lsa-net.de Impressum:Ministerium für Inneres und Sport des Landes Sachsen-AnhaltVerantwortlich:Danilo WeiserPressesprecherHalberstädter Straße 2 / am "Platz des 17. Juni"39112 MagdeburgTel: (0391) 567-5504/-5514/-5516/-5517/-5377Fax: (0391) 567-5520Mail: Pressestelle@mi.sachsen-anhalt.de
Der Unfall von Fukushima Ein starkes Erdbeben mit nachfolgendem Tsunami führte im März 2011 zu großen Schäden im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan. In der Folge wurden radioaktive Substanzen freigesetzt. Ungefähr 120.000 Menschen in einem Radius von bis zu 40 Kilometern um das Kernkraftwerk wurden vorbeugend oder aufgrund der hohen Strahlung evakuiert. Kernkraftwerk Fukushima Daiichi Quelle: Taro Hama @ e-kamakura/Moment/Getty Images Am 11. März 2011 um 14:46 Uhr Ortszeit erschütterte ein Erdbeben der Stärke 9,0 (Richterskala) den Norden der japanischen Hauptinsel Honshu. Wenig später erreichte ein Tsunami die nördliche Ostküste der Insel, der katastrophale Auswirkungen für die Menschen der Region hatte. Unfall im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi Durch das Erdbeben wurde das Kernkraftwerk Fukushima Daiichi vom öffentlichen Stromnetz getrennt. Die nukleare Kettenreaktion in den zu diesem Zeitpunkt betriebenen Reaktorblöcken 1 bis 3 wurde durch Schnellabschaltung gestoppt. Durch den auf das Erdbeben folgenden Tsunami fiel in den Blöcken 1 bis 4 zusätzlich die Notstromversorgung langfristig aus. Somit fehlte diesen Blöcken die Energieversorgung für die Kühlung der Brennelemente in den Reaktorkernen und den Brennelement -Lagerbecken, die auch nach der Reaktorschnellabschaltung erforderlich ist. In den Blöcken 5 und 6 fielen ebenfalls große Teile der Notstromversorgung aus. Ein verbleibender, einsatzfähiger Notstromdiesel wurde für die Blöcke 5 und 6 wechselseitig benutzt. Schwere Kernschäden in diesen Blöcken konnten hierdurch vermieden werden. In den Blöcken 1, 2 und 3 des Kernkraftwerks kam es zum Ausfall der Kernkühlung sowie der Kühlung der Brennelement -Lagerbecken. Dies führte zur Überhitzung der Reaktorkerne und in der Folge zum Schmelzen von Kernmaterial. Über den Unfallhergang und langfristige Planungen zum Rückbau der Anlage informiert das Bundesamt für Sicherheit in der nuklearen Entsorgung ( BASE ) auf seiner Webseite. Freisetzung von Radioaktivität in die Umwelt Aufgrund des Unfalls kam es zur erheblichen Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Umwelt . Dies führte auch zur Einstufung des Unfalls im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi in die Stufe 7 "Katastrophaler Unfall" in der internationalen Meldeskala INES (International Nuclear and Radiological Event Scale). Besonders relevant für die radioaktive Kontamination der Umwelt (und des Menschen) nach dem Unfall in Fukushima waren Radionuklide der Elemente Jod-131, Tellur-132, und Cäsium-134/137. Jod-131 hat eine Halbwertszeit von etwa 8 Tagen (das heißt: nach 8 Tagen ist die Hälfte des Jod-131 zerfallen). Tellur-132 besitzt eine Halbwertszeit von nur drei Tagen, bei seinem Zerfall entsteht radioaktives Jod-132. Jod-132 hat eine Halbwertszeit von etwa 2 Stunden. Dadurch ist radioaktives Jod praktisch nach drei Monaten aus der Umwelt verschwunden. So war es auch in Fukushima. Cäsium-137 hat eine Halbwertzeit von rund 30 Jahren und kontaminiert die Umwelt somit langfristig. Cäsium-134 wurde bei dem Unfall im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi in ungefähr gleicher Menge wie Cäsium-137 freigesetzt, zerfällt aber aufgrund seiner Halbwertszeit von zwei Jahren schneller. Heute ist vor allem noch Cäsium-137 für die erhöhte Strahlung im Gebiet um das Kernkraftwerk Fukushima verantwortlich. Um die weitere Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre zu vermeiden, werden Stabilisierungsmaßnahmen im Innern der Reaktoren vorgenommen, die zerstörten Reaktorgebäude abgedeckt und die Brennelemente der Blöcke 1 bis 4 entfernt. Neben der Freisetzung in die Atmosphäre kam es zur Freisetzung von radioaktiven Stoffen (vor allem von Jod-131, Cäsium-134, Cäsium-137 und Strontium-90) in Wasser – hauptsächlich als Kontamination des zur Notkühlung eingespeisten Wassers. Große Mengen kontaminierten Wassers haben sich über Leckagen der Sicherheitsbehälter in den Gebäuden angesammelt. Im März/April 2011 kam es zum Ausfluss von stark kontaminiertem Wasser ins Meer. Auch heute noch dringt Wasser – hauptsächlich Grundwasser - von außen in die Gebäude ein. Der Zufluss von Grundwasser in die Gebäude konnte inzwischen erheblich reduziert werden. Zudem ist eine Reinigungsanlage für das kontaminierte Wasser, das aus dem Gebäude wieder austritt, in Betrieb. Damit kann beispielsweise radioaktives Cäsium (und alle anderen Radionuklide außer Tritium ) fast vollständig herausgefiltert werden. Das im Kühlwasser enthaltene Radionuklid Tritium lässt sich nicht mit den üblichen Reinigungsmethoden herausfiltern. (Mehr dazu: Fukushima – Zehn Jahre nach dem Reaktorunfall ( GRS )). Wasser, das nach der Behandlung nicht wieder zur Kühlung in die Reaktoren eingespeist wird, wird daher auf dem Anlagengelände in verschiedenen Behältern zwischengelagert. Teile des gereinigten Wassers dürfen inzwischen auch ins Meer abgeleitet werden . Der Bericht des BfS " Die Katastrophe im Kernkraftwerk Fukushima nach dem Seebeben vom 11. März 2011 " gibt genaue Auskunft über den Unfallablauf und die radiologischen Konsequenzen. Katastrophenschutzmaßnahmen Um gesundheitliche Folgen des Unfalls von Fukushima durch interne (Einatmen von radioaktiven Stoffen aus der Luft und Aufnahme über die Nahrung) und externe (in der Luft befindliche radioaktive Stoffe und auf dem Boden deponierte Radionuklide ) Strahlenbelastung für die Menschen zu minimieren, wurden nach dem Reaktorunfall im März 2011 ungefähr 120.000 Menschen in einem Radius von bis zu 40 Kilometern um das Kernkraftwerk Fukushima Daiichi vorbeugend oder aufgrund der hohen Strahlung evakuiert. Wer evakuiert wurde, wurde auf äußere Strahlenbelastung untersucht, um gegebenenfalls zum Beispiel kontaminierte Kleidungsstücke erkennen und entsorgen zu können. Zunächst wurde der 2-Kilometer-Umkreis (11. März, 20:50 Uhr), dann der 10-Kilometer-Umkreis (12. März, 5:00 bis 17:00 Uhr) und schließlich der 20-Kilometer-Umkreis um den Reaktor (12. März, 18:25 Uhr) evakuiert. In einem Umkreis bis 30 Kilometer wurde die Bevölkerung aufgefordert, in Gebäuden zu bleiben (15. März, 11:00 Uhr). Von April bis Juni 2011 wurden auch Regionen außerhalb des 20-Kilometer-Umkreises evakuiert, in denen Dosen von mehr als 20 Millisievert pro Jahr zu erwarten gewesen wären. (Zum Vergleich : die jährliche natürliche Strahlenexposition in Deutschland beträgt etwa 2-3 Millisievert .) Die Größe des ursprünglichen Evakuierungsgebiets verringert sich seither durch intensive Dekontaminationsmaßnahmen . Um die Bevölkerung vor der Aufnahme radioaktiver Stoffe mit der Nahrung zu schützen, verboten die Behörden in Japan den Verkauf radioaktiv kontaminierter Lebensmittel; auch selbst erzeugte Lebensmittel aus belasteten Regionen sollten nicht verzehrt werden. Heute sind fast keine Nahrungsmittel in Japan mehr radioaktiv belastet , nur sehr wenige Proben von Wildschweinen, Wildpilzen und Süßwasserfischen überschreiten die Grenzwerte. Medien zum Thema Mehr aus der Mediathek Wie funktioniert Notfallschutz? Welche Szenarien gibt es für den radiologischen Notfall ? Wer macht im Ernstfall was? Das BfS klärt auf - in Videos, Grafiken und Broschüren. Stand: 22.02.2024
Fukushima und die Folgen: BfS -Bericht über Unfallablauf und -ursachen Im März 2012 veröffentlichte das BfS einen Bericht über den Ablauf und Ursachen Reaktorkatastrophe von Fukushima. Im Bericht legen die BfS -Experten wesentliche Faktoren dar, die zum schlimmsten Unfall seit Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) führten. Bericht vom 8. März 2012: "Die Katastrophe im Kernkraftwerk Fukushima nach dem Seebeben vom 11. März 2011: Beschreibung und Bewertung von Ablauf und Ursachen" Ein Jahr nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima veröffentlichte das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) einen Bericht über Ablauf und Ursachen des Unfalls. Die Grundzüge des Unfallablaufs sind bekannt. Bei den Details der Vorgänge innerhalb der Reaktoren selbst waren die Fachleute bei der Erstellung des Berichtes auf Beobachtung von außen, Erfahrungswissen und Rekonstruktion aus anderweitig gewonnenen Daten angewiesen. Im Bericht legen die BfS -Experten wesentliche Faktoren dar, die zum schlimmsten Unfall seit Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) führten. Faktoren, die den Unfallablauf beeinflusst haben Das Erdbebenrisiko und entsprechend auch das Tsunami- Risiko wurden unterschätzt. Mit einem so starken Erdbeben hatten Seismologen trotz einer systematischen seismographischen Überwachung und sehr gut dokumentierter, mehr als tausendjähriger Erdbebengeschichte nicht gerechnet. Deshalb hielt man auch einen Tsunami dieser Höhe für unmöglich. Anders lautende Hinweise von Tsunamiforschern wurden nicht ausreichend berücksichtigt. Offenbar waren die Reaktoren nicht ausreichend gegen übergreifende Einwirkungen dieser Größenordnung wie Erdbeben und Tsunamis oder andere Überflutungen ausgelegt. Die technische Auslegung der Anlage, wie eine in allen Notfallsituationen einsetzbare und betriebsbereite Notstromversorgung, wies mehrere Schwachpunkte auf. Die Blöcke 1 bis 4 des Kraftwerks waren nur unzureichend gegen Überflutung geschützt. Insbesondere lagen die Notstromdieselaggregate und andere wesentliche Teile der Notstromversorgung so tief, dass sie überflutet wurden und sofort ausfielen. Sowohl die Kühlsysteme für die Reaktoren als auch die Kühlung der Notstromdieselaggregate waren an dasselbe System von Meerwasserpumpen angeschlossen. Die Zerstörung dieser Pumpen durch den Tsunami führte somit sowohl zum Ausfall der Kühlung der Reaktoren als auch zum Ausfall der Kühlung der Notstromdiesel. Der Kernkraftwerksbetreiber war auf Notfälle offenbar nur unzureichend vorbereitet. Bauliche und systemtechnische Nachrüstungen waren bei den – teilweise kurz vor dem Ende ihrer Laufzeit stehenden – Reaktoren offensichtlich nicht konsequent genug durchgeführt und Notfallmaßnahmen nicht ausreichend geprobt worden. Es fehlten klare Anweisungen für das Vorgehen im Notfall . Für abschließende Bewertungen zum Unfallablauf und insbesondere zu seinen Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit war es im März 2012 indes zu früh. Daher zeigten sich bei der Bewertung des Zustands der Reaktoren zum Zeitpunkt der Berichtserstellung die Grenzen des Erkennbaren. Stand: 09.01.2025
Fukushima ten years later: The catastrophic accident and its consequences On 11 March 2011 a strong earthquake and, following this, a tsunami occurred in Fukushima/Japan. Significant damage was done to the Fukushima Daiichi nuclear power plant, which was impossible to manage with the available safety and security systems. The radioactive substances released as a result of this accident have contaminated air , soil and water in the area around Fukushima. So far, it has not been possible to evaluate health effects finally. The Events in Brief A strong seaquake followed by a tsunami caused major damage to the Fukushima Daiichi nuclear power plant in Japan. Both the external power supply and the emergency power supply failed in reactor units 1-4. Core meltdowns and hydrogen explosions occurred. Significant amounts of radioactive substances were released into the atmosphere, especially in the first days after the nuclear disaster. Initial measures after the accident served to stabilise and secure units 1-4, and to transfer them to a controlled state. Further measures were taken to reduce the amount of radioactively contaminated water. From the end of 2023 onwards, the water that is contaminated mainly with tritium is to be discharged into the sea in diluted form. Investigations into the exact condition of the reactors are ongoing. Preparations for the removal of the fuel in unit 2 have been underway since 2022. By the end of 2031, the fuel elements from the fuel pools are to be completely discharged. Ten years ago, news from Japan shocked the world: the natural disaster of a tsunami was followed by the nuclear disaster of Fukushima. BASE has published a technical report on the anniversary of the accident: 10 years after Fukushima. Thinking ahead about safety What caused the catastrophic accident? What were the consequences for Japan? And how did the events of 11 March 2011 change the world? The technical report provides detailed answers to these questions. The most important findings and information are summarised on this page. The accident sequence in Fukushima On the afternoon of 11 March 2011, an earthquake in the Pacific Ocean caused a tsunami that hit the east coast of Japan. This triggered a series of accidents at the Fukushima Daiichi nuclear power plant, with nuclear meltdowns in three reactor blocks. As a result, significant amounts of radionuclides were released into the environment. Apart from Chernobyl, the catastrophic accident in Fukushima is the only one to be classified as a level 7 accident , which is the highest level on the International Nuclear and Radiological Event Scale (INES). Epicentre of the submarine earthquake © BASE There are six reactor units at the Fukushima Daiichi nuclear power plant. At the time of the earthquake, units 1-3 of the plant were in operation, and unit 4 was undergoing overhaul. The events - from the earthquake to the hydrogen explosions in the reactor units - are described below: Earthquake and tsunami A magnitude 9 earthquake disabled the external power supply for the Fukushima Daiichi power plant site. As a result, the emergency diesel generators of the individual units started up. They ensured the supply of important safety systems, especially the residual heat removal system. The earthquake caused a tsunami that reached the nuclear power plant about three quarters of an hour later. The waves at the site of the power plant measured up to 15.5 metres – more than twice the height of the site design basis tsunami (5.7 metres). © picture alliance / dpa | Aflo / Mainichi Newspaper Water entered the buildings and caused the failure of the running emergency diesel generators, the associated electrical switchgear and the cooling water systems. The uninterruptible DC power supply was also affected. This meant that both the external power supply and the emergency power supply failed in units 1-4 - this is referred to as a station blackout. Large parts of the emergency power supply in units 5 and 6 also failed. One emergency diesel generator continued to function and was used alternately for units 5 and 6. Severe core damage in these units was thus avoided. Core cooling and meltdown Overview of the Fukushima Daiichi plant © BASE As a result of the station blackout, the residual heat removal systems were no longer supplied with power. Only a number of passive systems (pressure limit, emergency condenser in unit 1, turbine-powered feed pumps) continued to function for a while longer, at least to a certain extent. These systems, which operate without an external power supply, slowed down the course of the accident but were unable stop it. Without functioning feed-in systems pumping water into the reactor pressure vessels and without heat removal from the containment vessels, it was not possible to keep the plant in safe operation permanently. The water level in the reactor pressure vessels subsequently dropped and exposed the reactor cores. This caused the reactor cores in units 1-3 to overheat and finally melt down. Pressure increase and hydrogen explosions Due to the absence of heat removal from the containment vessel, the pressure inside the containments in units 1-3 increased. The emergency countermeasure provided for such cases is the so-called venting to relieve containment pressure. Several valves are used to release the pressure in the containment vessels to the atmosphere through an exhaust stack. In the event of an accident, this should significantly reduce the release of radioactivity into the atmosphere. During a nuclear meltdown, the fuel rod cladding material reacts with water at high temperatures, and produces hydrogen. In Units 1, 3 and 4, insufficient venting caused hydrogen explosions that severely damaged the reactor buildings. The explosion in unit 4 - where no meltdown occurred- apparently resulted from hydrogen arising in unit 3 and reaching unit 4 by backflow through shared ducts. The explosions hampered and delayed the implementation of emergency countermeasures such as pumping water into the reactor pressure vessels. View of the site of the destroyed Fukushima Daiichi nuclear power plant © (c) dpa The report presents a chronological sequence of events: Chronology of the accident sequence (PDF. barrier-free, in German) Causes of the nuclear disaster IAEA team inspects the damaged Fukushima Daiichi nuclear power plant © picture alliance / AP Photo IAEA-Team Why did the earthquake and successive tsunami have such catastrophic consequences for the Fukushima Daiichi nuclear power plant? Why were precautionary measures insufficient? In addition to technical weaknesses, human factors and shortcomings in safety culture played a major role in the in the accident and its subsequent management. Expert teams from Japan and abroad concluded that Fukushima was less a natural disaster than a "man-made" one. Technical weaknesses of the plant The original 1966 tsunami design had defined the maximum wave height at +3.122 metres above sea level . Until 2009, this design had been re-evaluated several times. Based on these re-evaluations, retrofitting measures were carried out to increase the maximum wave height to 5.7 metres at the time of the accident . Starting in 2009, the operator had carried out a series of voluntary analyses. These showed possible tsunami heights of up to 9.3 metres for units 1-4. With regard to locations near the northern and southern boundaries of the plant site, the analysis identified possible tsunami heights of up to 15 metres ( cf. the tsunami height of 13.1 metres observed at the plant site on 11 March 2011). Yet, no changes were made to the plant as a result of these analyses. IAEA investigations also showed that the emergency power supply had not been adequately designed to withstand flooding. Inadequate containment pressure relief or venting following the tsunami also played a decisive role in the sequence of events. In this process, several valves are used to release the pressure in the containment vessels to the atmosphere through an exhaust stack. According to the IAEA , timely and successful venting in time would have facilitated more effective emergency measures for core cooling and could have prevented the hydrogen explosions of the reactor buildings. The explosion in Unit 4 (which was not affected by a core meltdown) - caused by the entry of hydrogen from Unit 3 - also demonstrates the inadequate venting. Cross-section of the plant and height of the tsunami © BASE Human and cultural factors Human and cultural factors © BASE/Michael Meier Japanese and international teams of experts concluded that Fukushima could have been prevented with appropriate precautions. Human and cultural factors played a decisive role in the catastrophic accident . Why were there no adequate precautions? Why was the accident not prevented or at least mitigated by comprehensive risk management? The technical weaknesses of the nuclear facilities were largely known and avoidable. Furthermore, there was no comprehensive safety culture in the cooperation between operating companies, the Japanese supervisory authority and the government. It was believed that a severe accident was not possible, and that the Japanese nuclear system was sufficiently safe and efficient. In addition, the inquiries launched after the accident claimed that the Japanese national culture, which is very much group-oriented and authority-centred, was one of the reasons for the poorly developed safety culture. The failure to learn from other serious accidents, such as those at the Three Mile Island ( USA ) or Chernobyl (Ukraine) nuclear power plants, was also cited. After the catastrophic accident in Fukushima, government organisations and operators worldwide reviewed their understanding of the concept of safety culture. Topics such as the independence of oversight authorities, the monitoring of operators’ safety culture, as well as the reflection on and promotion of individual safety culture concepts at the respective oversight authorities were put on the agenda. A more detailed account of the impact and significance of human, organisational and cultural factors can be found in the technical report (in German) . Radioactivity in the environment This girl returned to her old gym in Fukushima for a photo project © Carlos Ayesta - Guillaume Bression / fukushima-nogozone.com A significant amount of radioactive material was released into the environment as a result of the accident. This was one of the reasons why the accident at Fukushima Daiichi was rated level 7 (‘major accident’) on the International Nuclear and Radiological Event Scale. Release of radioactivity The release of radioactivity into the atmosphere was mainly caused by: Unfiltered containment venting: In addition to the release of noble gases, which would also have occurred with filtered venting, this led to the release of mainly highly volatile fission products such as iodine and caesium. Containment leakage: In the course of the accident , the design pressure and temperature of the containments were (in part significantly) exceeded in units 1-3. Leakage probably occurred during this process. In addition to being released into the atmosphere, radioactive substances were also released into water – especially the water injected for emergency cooling. As there were no more closed cooling circuits, large quantities of contaminated water escaped through leaks in the containment vessels and accumulated in the buildings. In early April 2011, heavily contaminated water leaked into the sea. In addition, water - mainly groundwater - entered the buildings from the outside. Various measures, including the sealing of leaks on buildings, were taken to successfully reduce the inflow of groundwater into the buildings. These include: Commissioning of groundwater drainage wells and drainage wells. Sealing leakages on buildings and building ducts Construction of a waterproof structural groundwater barrier directly in front of the quay wall Freezing the soil around the reactor buildings of units 1-4 Sealing off a large part of the plant site and the harbour basin seabed In addition, a purification plant for the contaminated water is in operation. Water that is not fed back into the reactors for cooling after treatment is temporarily stored in various tanks on the plant site. A constant expansion of the storage capacities has been necessary so far. Parts of the treated water are to be discharged into the sea from the end of 2023 on. This involves, in particular, groundwater that has been diverted around the power plant site. The concentration of radioactive substances still present in these waters is far below the legal limits. Tanks with radioactively contaminated water on the site of the Fukushima Daiichi nuclear power plant © picture alliance / ASSOCIATED PRESS | Yasushi Kanno Consequences for humans and the environment 250 km ... from Fukushima - in Tokyo - the iodine-131 contamination of the drinking water temporarily exceeded the safe level for young children. Numerous food items such as vegetables, milk or herbs from the affected regions were banned for consumption. At the end of March/beginning of April, high concentrations of caesium-137 and iodine-131 in particular were detected in the sea near the nuclear power plant, but dropped to low levels by the end of April. Fishing had to be suspended in part, because the radioactivity in several types of fish caught in the Fukushima area was above the legal limits. 20,000 ... People have died or are still reported missing as a result of the quake and tsunami. The tsunami flooded more than 560 km² of the Japanese mainland, over 470,000 buildings were severely damaged or destroyed, about 4,000,000 households had no electricity, and 2,300,000 households had no drinking water. 470,000 ... is the total number of evacuees in all prefectures, according to the Japanese government. The total number of persons evacuated due to the radiological situation in Fukushima Prefecture was approximately 110,000, and the total number of evacuees in Fukushima Prefecture was approximately 165,000. Of these, 37,000 still had not returned at the end of 2020. Radiation exposure in Germany and Europe Prevailing winds carried the released radionuclides, spreading them locally, regionally and globally, and successively dispersing them over land and sea. Which radioactive substance ended up where depended largely on the time of its release and the prevailing weather conditions at the time, i.e. wind and precipitation . For about a month after the Fukushima reactor accident , an increased concentration of iodine-131 and caesium-134/137 was measured in the air in Germany. However, the measured concentrations were low enough not to pose a health risk to people and the environment in Germany and Europe. By the end of May 2011, the measured values had returned to a pre- accident level . Measures for stabilisation and decommissioning Current aerial view of the Fukushima Daiichi plant (2020) © picture alliance / ASSOCIATED PRESS | Takehiko Suzuki Since the nuclear accident , the operator TEPCO has taken extensive measures to keep units 1-4 of the Fukushima Daiichi nuclear power plant in a controlled state and to minimise the release of radionuclides. At the same time, these measures serve to prepare for the decommissioning of the plant. According to current estimates, the entire decommissioning process will take 30 to 40 years. The measures taken to stabilise and decommission the nuclear power plant are described below: Steel enclosures The reactor buildings were badly damaged during the accident . The first step was to ensure the stability and functioning of the buildings throughout the entire decommissioning process. Enclosures were erected to prevent the release of radioactive substances into the environment. These enclosures also facilitate the installation of equipment to retrieve the fuel assemblies from the fuel pools and the nuclear material from the reactors. Reduction of contaminated water Radioactively contaminated water is a major problem. This mainly refers to water that was injected and subsequently contaminated during emergency cooling after the catastrophic accident . Since there were no more closed cooling circuits, large quantities of contaminated water accumulated in the buildings via leakages from the containment vessels. Through various measures, including sealing leaks on buildings, the inflow of groundwater into the buildings has since been significantly reduced (see "Release of radioactivity "). The operator TEPCO works to purify this contaminated water. Tritium , however, will remain. TEPCO plans to discharge the purified water into the sea in diluted form. Retrieval of the fuel elements Tepco plans to retrieve the destroyed reactor cores and the fuel elements from the fuel pools and to dispose of them. The fuel assemblies in the storage pools of Unit 4 were recovered between November 2013 and December 2014. Unloading for Unit 3 began in April 2019. Preparatory work, such as the removal of debris , is underway in Units 1 and 2. Investigations regarding the salvage of molten and subsequently solidified nuclear material from the reactors of units 1-3 are in progress. Two storage facilities for fuel elements are available on site: A central wet storage facility and a temporary dry storage facility. Retrieval of the nuclear material An overview of the condition of the inner areas of the reactor buildings is needed to retrieve the nuclear material from the reactors. Radiation levels in the buildings are high, and the condition and distribution of the nuclear material are unclear. Therefore, the retrieval will be carried out mainly by remotely-controlled robots. Initial trials using a newly developed robotic arm and gripping tools are to begin in unit 2. Remediation of the site Following several years of decontamination work in the vicinity of the Fukushima nuclear power plant, some of the evacuated areas were declared decontaminated. Important infrastructure facilities are also back in operation. To achieve this, roofs and gutters in the vicinity of the nuclear power plant were cleaned, soil surface layers were removed and organic material was collected. The large quantities of low- level radioactive waste were initially stored in many temporary storage facilities in the Fukushima region. Today, most of the waste is stored in a newly constructed interim storage facility, and the old storage sites have been re-cultivated. BASE’s technical report on the 10th anniversary of the catastrophic accident at Fukushima nuclear power plant provides a detailed discussion of topics such as decommissioning , remediation and waste management (only in german): Technical report for download © BASE / Michael Meier Earthquake and tsunami A magnitude 9 earthquake disabled the external power supply for the Fukushima Daiichi power plant site. As a result, the emergency diesel generators of the individual units started up. They ensured the supply of important safety systems, especially the residual heat removal system. The earthquake caused a tsunami that reached the nuclear power plant about three quarters of an hour later. The waves at the site of the power plant measured up to 15.5 metres – more than twice the height of the site design basis tsunami (5.7 metres). © picture alliance / dpa | Aflo / Mainichi Newspaper Water entered the buildings and caused the failure of the running emergency diesel generators, the associated electrical switchgear and the cooling water systems. The uninterruptible DC power supply was also affected. This meant that both the external power supply and the emergency power supply failed in units 1-4 - this is referred to as a station blackout. Large parts of the emergency power supply in units 5 and 6 also failed. One emergency diesel generator continued to function and was used alternately for units 5 and 6. Severe core damage in these units was thus avoided. Core cooling and meltdown Overview of the Fukushima Daiichi plant © BASE As a result of the station blackout, the residual heat removal systems were no longer supplied with power. Only a number of passive systems (pressure limit, emergency condenser in unit 1, turbine-powered feed pumps) continued to function for a while longer, at least to a certain extent. These systems, which operate without an external power supply, slowed down the course of the accident but were unable stop it. Without functioning feed-in systems pumping water into the reactor pressure vessels and without heat removal from the containment vessels, it was not possible to keep the plant in safe operation permanently. The water level in the reactor pressure vessels subsequently dropped and exposed the reactor cores. This caused the reactor cores in units 1-3 to overheat and finally melt down. Pressure increase and hydrogen explosions Due to the absence of heat removal from the containment vessel, the pressure inside the containments in units 1-3 increased. The emergency countermeasure provided for such cases is the so-called venting to relieve containment pressure. Several valves are used to release the pressure in the containment vessels to the atmosphere through an exhaust stack. In the event of an accident, this should significantly reduce the release of radioactivity into the atmosphere. During a nuclear meltdown, the fuel rod cladding material reacts with water at high temperatures, and produces hydrogen. In Units 1, 3 and 4, insufficient venting caused hydrogen explosions that severely damaged the reactor buildings. The explosion in unit 4 - where no meltdown occurred- apparently resulted from hydrogen arising in unit 3 and reaching unit 4 by backflow through shared ducts. The explosions hampered and delayed the implementation of emergency countermeasures such as pumping water into the reactor pressure vessels. View of the site of the destroyed Fukushima Daiichi nuclear power plant © (c) dpa Technical weaknesses of the plant The original 1966 tsunami design had defined the maximum wave height at +3.122 metres above sea level . Until 2009, this design had been re-evaluated several times. Based on these re-evaluations, retrofitting measures were carried out to increase the maximum wave height to 5.7 metres at the time of the accident . Starting in 2009, the operator had carried out a series of voluntary analyses. These showed possible tsunami heights of up to 9.3 metres for units 1-4. With regard to locations near the northern and southern boundaries of the plant site, the analysis identified possible tsunami heights of up to 15 metres ( cf. the tsunami height of 13.1 metres observed at the plant site on 11 March 2011). Yet, no changes were made to the plant as a result of these analyses. IAEA investigations also showed that the emergency power supply had not been adequately designed to withstand flooding. Inadequate containment pressure relief or venting following the tsunami also played a decisive role in the sequence of events. In this process, several valves are used to release the pressure in the containment vessels to the atmosphere through an exhaust stack. According to the IAEA , timely and successful venting in time would have facilitated more effective emergency measures for core cooling and could have prevented the hydrogen explosions of the reactor buildings. The explosion in Unit 4 (which was not affected by a core meltdown) - caused by the entry of hydrogen from Unit 3 - also demonstrates the inadequate venting. Cross-section of the plant and height of the tsunami © BASE Human and cultural factors Human and cultural factors © BASE/Michael Meier Japanese and international teams of experts concluded that Fukushima could have been prevented with appropriate precautions. Human and cultural factors played a decisive role in the catastrophic accident . Why were there no adequate precautions? Why was the accident not prevented or at least mitigated by comprehensive risk management? The technical weaknesses of the nuclear facilities were largely known and avoidable. Furthermore, there was no comprehensive safety culture in the cooperation between operating companies, the Japanese supervisory authority and the government. It was believed that a severe accident was not possible, and that the Japanese nuclear system was sufficiently safe and efficient. In addition, the inquiries launched after the accident claimed that the Japanese national culture, which is very much group-oriented and authority-centred, was one of the reasons for the poorly developed safety culture. The failure to learn from other serious accidents, such as those at the Three Mile Island ( USA ) or Chernobyl (Ukraine) nuclear power plants, was also cited. After the catastrophic accident in Fukushima, government organisations and operators worldwide reviewed their understanding of the concept of safety culture. Topics such as the independence of oversight authorities, the monitoring of operators’ safety culture, as well as the reflection on and promotion of individual safety culture concepts at the respective oversight authorities were put on the agenda. A more detailed account of the impact and significance of human, organisational and cultural factors can be found in the technical report (in German) . Release of radioactivity The release of radioactivity into the atmosphere was mainly caused by: Unfiltered containment venting: In addition to the release of noble gases, which would also have occurred with filtered venting, this led to the release of mainly highly volatile fission products such as iodine and caesium. Containment leakage: In the course of the accident , the design pressure and temperature of the containments were (in part significantly) exceeded in units 1-3. Leakage probably occurred during this process. In addition to being released into the atmosphere, radioactive substances were also released into water – especially the water injected for emergency cooling. As there were no more closed cooling circuits, large quantities of contaminated water escaped through leaks in the containment vessels and accumulated in the buildings. In early April 2011, heavily contaminated water leaked into the sea. In addition, water - mainly groundwater - entered the buildings from the outside. Various measures, including the sealing of leaks on buildings, were taken to successfully reduce the inflow of groundwater into the buildings. These include: Commissioning of groundwater drainage wells and drainage wells. Sealing leakages on buildings and building ducts Construction of a waterproof structural groundwater barrier directly in front of the quay wall Freezing the soil around the reactor buildings of units 1-4 Sealing off a large part of the plant site and the harbour basin seabed In addition, a purification plant for the contaminated water is in operation. Water that is not fed back into the reactors for cooling after treatment is temporarily stored in various tanks on the plant site. A constant expansion of the storage capacities has been necessary so far. Parts of the treated water are to be discharged into the sea from the end of 2023 on. This involves, in particular, groundwater that has been diverted around the power plant site. The concentration of radioactive substances still present in these waters is far below the legal limits. Tanks with radioactively contaminated water on the site of the Fukushima Daiichi nuclear power plant © picture alliance / ASSOCIATED PRESS | Yasushi Kanno Consequences for humans and the environment 250 km ... from Fukushima - in Tokyo - the iodine-131 contamination of the drinking water temporarily exceeded the safe level for young children. Numerous food items such as vegetables, milk or herbs from the affected regions were banned for consumption. At the end of March/beginning of April, high concentrations of caesium-137 and iodine-131 in particular were detected in the sea near the nuclear power plant, but dropped to low levels by the end of April. Fishing had to be suspended in part, because the radioactivity in several types of fish caught in the Fukushima area was above the legal limits. 20,000 ... People have died or are still reported missing as a result of the quake and tsunami. The tsunami flooded more than 560 km² of the Japanese mainland, over 470,000 buildings were severely damaged or destroyed, about 4,000,000 households had no electricity, and 2,300,000 households had no drinking water. 470,000 ... is the total number of evacuees in all prefectures, according to the Japanese government. The total number of persons evacuated due to the radiological situation in Fukushima Prefecture was approximately 110,000, and the total number of evacuees in Fukushima Prefecture was approximately 165,000. Of these, 37,000 still had not returned at the end of 2020. Radiation exposure in Germany and Europe Prevailing winds carried the released radionuclides, spreading them locally, regionally and globally, and successively dispersing them over land and sea. Which radioactive substance ended up where depended largely on the time of its release and the prevailing weather conditions at the time, i.e. wind and precipitation . For about a month after the Fukushima reactor accident , an increased concentration of iodine-131 and caesium-134/137 was measured in the air in Germany. However, the measured concentrations were low enough not to pose a health risk to people and the environment in Germany and Europe. By the end of May 2011, the measured values had returned to a pre- accident level . Steel enclosures The reactor buildings were badly damaged during the accident . The first step was to ensure the stability and functioning of the buildings throughout the entire decommissioning process. Enclosures were erected to prevent the release of radioactive substances into the environment. These enclosures also facilitate the installation of equipment to retrieve the fuel assemblies from the fuel pools and the nuclear material from the reactors. Reduction of contaminated water Radioactively contaminated water is a major problem. This mainly refers to water that was injected and subsequently contaminated during emergency cooling after the catastrophic accident . Since there were no more closed cooling circuits, large quantities of contaminated water accumulated in the buildings via leakages from the containment vessels. Through various measures, including sealing leaks on buildings, the inflow of groundwater into the buildings has since been significantly reduced (see "Release of radioactivity "). The operator TEPCO works to purify this contaminated water. Tritium , however, will remain. TEPCO plans to discharge the purified water into the sea in diluted form. Retrieval of the fuel elements Tepco plans to retrieve the destroyed reactor cores and the fuel elements from the fuel pools and to dispose of them. The fuel assemblies in the storage pools of Unit 4 were recovered between November 2013 and December 2014. Unloading for Unit 3 began in April 2019. Preparatory work, such as the removal of debris , is underway in Units 1 and 2. Investigations regarding the salvage of molten and subsequently solidified nuclear material from the reactors of units 1-3 are in progress. Two storage facilities for fuel elements are available on site: A central wet storage facility and a temporary dry storage facility. Retrieval of the nuclear material An overview of the condition of the inner areas of the reactor buildings is needed to retrieve the nuclear material from the reactors. Radiation levels in the buildings are high, and the condition and distribution of the nuclear material are unclear. Therefore, the retrieval will be carried out mainly by remotely-controlled robots. Initial trials using a newly developed robotic arm and gripping tools are to begin in unit 2. Remediation of the site Following several years of decontamination work in the vicinity of the Fukushima nuclear power plant, some of the evacuated areas were declared decontaminated. Important infrastructure facilities are also back in operation. To achieve this, roofs and gutters in the vicinity of the nuclear power plant were cleaned, soil surface layers were removed and organic material was collected. The large quantities of low- level radioactive waste were initially stored in many temporary storage facilities in the Fukushima region. Today, most of the waste is stored in a newly constructed interim storage facility, and the old storage sites have been re-cultivated.
Fukushima und die Folgen: BfS-Bericht über Unfallablauf und -ursachen Ein Jahr nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima veröffentlichte das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) einen Bericht über Ablauf und Ursachen des Unfalls. Die Grundzüge des Unfallablaufs sind bekannt. Bei den Details der Vorgänge innerhalb der Reaktoren selbst waren die Fachleute bei Erstellung des Berichts auf Beobachtung von außen, Erfahrungswissen und Rekonstruktion aus anderweitig gewonnenen Daten angewiesen. • Im März 2012 veröffentlichte das BfS einen Bericht über Ablauf und Ursachen Reaktorkatastrophe von Fukushima. • Im Bericht legen die BfS -Experten wesentliche Faktoren dar, die zum schlimmsten Unfall seit Tschernobyl führten. Der Bericht von 2012 "Die Katastrophe im Kernkraftwerk Fukushima nach dem Seebeben vom 11. März 2011" beschreibt den Ablauf und die Ursachen der Reaktorkatastrophe von Fukushima. Ein Jahr nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima veröffentlichte das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) einen Bericht über Ablauf und Ursachen des Unfalls. Die Grundzüge des Unfallablaufs sind bekannt. Bei den Details der Vorgänge innerhalb der Reaktoren selbst waren die Fachleute bei der Erstellung des Berichtes auf Beobachtung von außen, Erfahrungswissen und Rekonstruktion aus anderweitig gewonnenen Daten angewiesen. Im Bericht legen die BfS -Experten wesentliche Faktoren dar, die zum schlimmsten Unfall seit Tschernobyl führten. Faktoren, die den Unfallablauf beeinflusst haben Das Erdbebenrisiko und entsprechend auch das Tsunami-Risiko wurden unterschätzt. Mit einem so starken Erdbeben hatten Seismologen trotz einer systematischen seismographischen Überwachung und sehr gut dokumentierter, mehr als tausendjähriger Erdbebengeschichte nicht gerechnet. Deshalb hielt man auch einen Tsunami dieser Höhe für unmöglich. Anders lautende Hinweise von Tsunamiforschern wurden nicht ausreichend berücksichtigt. Offenbar waren die Reaktoren nicht ausreichend gegen übergreifende Einwirkungen dieser Größenordnung wie Erdbeben und Tsunamis oder andere Überflutungen ausgelegt. Die technische Auslegung der Anlage, wie eine in allen Notfallsituationen einsetzbare und betriebsbereite Notstromversorgung, wies mehrere Schwachpunkte auf. Die Blöcke 1 bis 4 des Kraftwerks waren nur unzureichend gegen Überflutung geschützt. Insbesondere lagen die Notstromdieselaggregate und andere wesentliche Teile der Notstromversorgung so tief, dass sie überflutet wurden und sofort ausfielen. Sowohl die Kühlsysteme für die Reaktoren als auch die Kühlung der Notstromdieselaggregate waren an dasselbe System von Meerwasserpumpen angeschlossen. Die Zerstörung dieser Pumpen durch den Tsunami führte somit sowohl zum Ausfall der Kühlung der Reaktoren als auch zum Ausfall der Kühlung der Notstromdiesel. Der Kernkraftwerksbetreiber war auf Notfälle offenbar nur unzureichend vorbereitet. Bauliche und systemtechnische Nachrüstungen waren bei den – teilweise kurz vor dem Ende ihrer Laufzeit stehenden – Reaktoren offensichtlich nicht konsequent genug durchgeführt und Notfallmaßnahmen nicht ausreichend geprobt worden. Es fehlten klare Anweisungen für das Vorgehen im Notfall. Für abschließende Bewertungen zum Unfallablauf und insbesondere zu seinen Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit war es im März 2012 indes zu früh. Daher zeigten sich bei der Bewertung des Zustands der Reaktoren zum Zeitpunkt der Berichtserstellung die Grenzen des Erkennbaren. Weitere Informationen Der Unfall von Fukushima BfS-Bericht: Die Katastrophe im Kernkraftwerk Fukushima - Beschreibung und Bewertung von Ablauf und Ursachen
Fukushima: Der katastrophale Unfall und seine Folgen Im März 2011 erschütterten Nachrichten aus Japan die ganze Welt: Auf einen Tsunami folgte die Atomkatastrophe von Fukushima. Wie kam es zu dem Unfall? Was waren die Folgen für Japan? Und wie haben die Ereignisse von Fukushima die Welt verändert? Am Nachmittag des 11. März 2011 ereignete sich im Pazifik ein Seebeben, in dessen Folge ein Tsunami die Ostküste Japans traf. Dieser löste eine Unfallserie im Atomkraftwerk Fukushima Daiichi mit Kernschmelzen in drei Reaktorblöcken aus. Dabei kam es zu erheblichen Freisetzungen von Radionukliden in die Umwelt. Auf dieser Seite sind die wichtigsten Erkenntnisse und Informationen zu der Nuklearkatastrophe zusammengefasst. Über den Unfall und seine Folgen veröffentlichte das BASE im Jahr 2021 außerdem einen Fachbericht: 10 Jahre nach Fukushima. Sicherheit weiterdenken Das Geschehen in Kürze Ein starkes Seebeben mit nachfolgendem Tsunami führte zu großen Schäden im Atomkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan. In den Reaktorblöcken 1-4 fiel sowohl die externe Stromversorgung als auch die Notstromversorgung aus. Es kam zu Kernschmelzen und Wasserstoffexplosionen. Vor allem in den ersten Tagen nach der Nuklearkatastrophe gelangten erhebliche Mengen radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre. Erste Maßnahmen nach dem Unfall dienten der Stabilisierung und Sicherung der Blöcke 1-4 und der Überführung in einen kontrollierten Zustand. Durch weitere Maßnahmen wurde der Anfall von radioaktiv kontaminiertem Wasser reduziert. Seit 2023 wird das v.a. mit Tritium kontaminierte Wasser in verdünnter Form ins Meer eingeleitet. Die Untersuchungen über den genauen Zustand der Reaktoren dauern an. Die Vorbereitungen für die Bergung von Brennstofftrümmern aus dem RDB in Block 2 sind abgeschlossen. Ein Testlauf mit Roboter- und fernhantierter Technik hat am 10. September 2024 begonnen. Bis Ende 2031 sollen die Brennelemente aus den Brennelementlagerbecken vollständig entladen sein. In mehreren von der IAEA unterstützten Expertentreffen werden Ansätze und Strategien zur Aufarbeitung und Wiedernutzung von kontaminiertem Boden und Bodenmaterial erarbeitet und diskutiert, um das Japanische Umweltministerium bei dieser Aufgabe zu unterstützen. Die Errichtung eines Walls wurde abgeschlossen, der die Anlage gegen Tsunamis schützen soll. Der Unfallablauf in Fukushima Der katastrophale Unfall in Fukushima ist neben Tschernobyl bis heute der einzige, der in die höchste Stufe 7 der Internationalen Bewertungsskala für nukleare Ereignisse (INES) eingeordnet wurde. Epizentrum des Seebebens © BASE Im Atomkraftwerk Fukushima Daiichi befinden sich sechs Reaktorblöcke. Zum Zeitpunkt des Seebebens waren die Blöcke 1–3 der Anlage im Leistungsbetrieb, Block 4 befand sich in der Revision. Die Geschehnisse – vom Seebeben bis zu den Wasserstoffexplosionen in den Reaktorblöcken – sind im Folgenden dargestellt: Seebeben und Tsunami Durch ein Seebeben der Stärke 9 brach die externe Stromversorgung für das Kraftwerksgelände Fukushima Daiichi zusammen. Daraufhin starteten die Notstromdiesel der einzelnen Blöcke. Sie stellten die Versorgung sicherheitstechnisch wichtiger Systeme, vor allem die Nachkühlkette, sicher. Durch das Seebeben kam es zu einem Tsunami, der das Atomkraftwerk ungefähr eine Dreiviertelstunde später erreichte. Die Wellen am Standort des Kraftwerks hatten dabei eine Höhe von bis zu 15,5 Metern - mehr als das Doppelte der Auslegung der Anlage (5,7 Meter). © picture alliance / dpa | Aflo / Mainichi Newspaper In die Gebäude drang Wasser ein und führte zum Ausfall der laufenden Notstromdiesel, der zugehörigen Schaltanlagen und Kühlwassersysteme. Daneben wurde die unterbrechungsfreie Gleichstromversorgung beeinträchtigt. Damit war in den Blöcken 1-4 sowohl die externe Stromversorgung als auch die Notstromversorgung ausgefallen – man spricht dabei von einem Station Blackout. In den Blöcken 5 und 6 fielen ebenfalls große Teile der Notstromversorgung aus. Ein verbleibender, einsatzfähiger Notstromdiesel wurde für die Blöcke 5 und 6 wechselseitig genutzt. Schwere Kernschäden in diesen Blöcken konnten hierdurch vermieden werden. Kernkühlung und Kernschmelze Überblick über die Anlage Fukushima Daiichi © BASE Infolge des Station Blackout wurden die Systeme der Nachkühlkette nicht mehr mit Strom versorgt. Nur eine Reihe von passiv wirkenden Systemen (Druckbegrenzung, Notkondensator in Block 1, turbinengetriebene Einspeisepumpen) funktionierten in einem gewissen Maße noch für einige Zeit. Diese Systeme, die ohne externe Stromversorgung arbeiten, konnten den Unfallablauf verlangsamen aber letztendlich nicht aufhalten. Ohne funktionierende Einspeisesysteme - die Wasser in die Reaktordruckbehälter pumpen - und ohne Wärmeabfuhr aus den Sicherheitsbehältern, ließ sich die Anlage nicht dauerhaft in einem sicheren Zustand halten. In der Folge sank der Wasserstand in den Reaktordruckbehältern und legte die Reaktorkerne frei. Dadurch kam es in den Blöcken 1-3 zu einer Aufheizung und Zerstörung der Reaktorkerne - der sogenannten Kernschmelze. Druckanstieg und Wasserstoffexplosionen Infolge der fehlenden Wärmeabfuhr aus den Sicherheitsbehältern stieg in den Blöcken 1-3 der Druck innerhalb der Sicherheitsbehälter. In solchen Fällen ist als Notfallmaßnahme eine Druckentlastung - das sogenannte Venting - vorgesehen. Über mehrere Ventile wird dabei der Sicherheitsbehälter über den Fortluftkamin in die Atmosphäre druckentlastet. Bei einem Unfall soll dadurch das Austreten von Radioaktivität ins Freie um ein Vielfaches verringert werden. Bei Kernschmelzen kommt es bei hohen Temperaturen zu einer Reaktion des Brennstab -Hüllrohrmaterials mit Wasser, dabei wird das Gas Wasserstoff gebildet. In den Blöcken 1, 3 und 4 kam es durch unzureichendes Venting zu Wasserstoffexplosionen, die die Reaktorgebäude stark beschädigten. Die Explosion in Block 4 - in dem es keine Kernschmelze gab - wird aufgrund des Eindringens von Wasserstoff aus Block 3 über gemeinsam genutzte Fortluftsysteme vermutet. Die Explosionen behinderten und verzögerten die Durchführung von Notfallmaßnahmen auf dem Anlagengelände - wie die Wassereinspeisung in die Reaktordruckbehälter mittels Feuerlöschpumpen. Blick auf das Gelände des zerstörten Atomkraftwerks Fukushima Daiichi © (c) dpa Einen chronologischen Ablauf der Ereignisse finden Sie im Fachbericht dargestellt: Chronologie des Unfallablaufs (PDF, barrierefrei/barrierearm) Ursachen der Atomkatastrophe IAEA-Team inspiziert das havarierte Atomkraftwerk Fukushima Daiichi © picture alliance / AP Photo Wieso hatten das Seebeben und der Tsunami diese katastropalen Folgen für das Atomkraftwerk Fukushima Daiichi? Warum gab es keine ausreichenden Vorkehrungen? Neben technischen Schwächen der Anlage spielten menschliche und kulturelle Faktoren bei der Entstehung und Bewältigung des Unfalls eine entscheidende Rolle. Japanische und internationale Expertenteams kamen zu dem Schluss, dass es sich bei Fukushima weniger um eine Naturkatastrophe als vielmehr um ein „menschengemachtes“ Ereignis handelte. Technische Schwächen der Anlage Die ursprüngliche Tsunami- Auslegung aus dem Jahr 1966 bezog sich auf Wellenhöhen von maximal +3,122 Metern über dem Meeresspiegel. In den Jahren bis 2009 fanden mehrere Neubewertungen dieser Auslegung statt. Auf deren Basis wurde sie durch Nachrüstmaßnahmen mehrfach erhöht und betrug zum Zeitpunkt des Unfalls 5,7 Meter. Ab 2009 führte der Betreiber eine Reihe von freiwilligen Analysen durch. Diese ergaben für die Blöcke 1–4 mögliche Tsunami-Höhen von bis zu 9,3 Metern. Für Stellen in der Nähe der nördlichen und südlichen Grenze des Anlagengeländes wurden in diesen Analysen Tsunami-Höhen von bis zu 15 Metern ermittelt ( vgl. die am 11. März 2011 beobachtete Tsunami-Höhe von 13,1 Metern am Standort der Anlage). Änderungen an der Anlage wurden nach diesen Analysen nicht durchgeführt. Untersuchungen der IAEA zeigten auch, dass die Notstromversorgung nicht ausreichend gegen Überflutung ausgelegt war. Daneben spielte die mangelhafte Umsetzung der Druckentlastung der Sicherheitsbehälter – das sogenannte Venting - nach dem Tsunami für den Unfallablauf eine entscheidende Rolle. Über mehrere Ventile wird dabei der Sicherheitsbehälter über den Fortluftkamin in die Atmosphäre druckentlastet. Laut IAEA hätte ein rechtzeitiges erfolgreiches Venting effektivere Notfallmaßnahmen zur Kernkühlung ermöglicht und die Wasserstoffexplosionen der Reaktorgebäude verhindern können. Auch die Explosion im nicht von einer Kernschmelze betroffenen Block 4 - verursacht durch den Eintrag von Wasserstoff aus dem Block 3 - zeigt das unzureichende Venting. Schnittbild der Anlage und Höhe des Tsunamis © BASE Menschliche und kulturelle Faktoren Menschliche und kulturelle Faktoren © BASE/Michael Meier Japanische und internationale Expertenteams kamen zu dem Schluss, dass Fukushima mit entsprechenden Vorkehrungen hätte es verhindert werden können. Menschliche und kulturelle Faktoren spielten bei dem katastrophalen Unfall eine entscheidende Rolle. Wieso gab es keine ausreichenden Vorkehrungen? Weshalb wurde der Unfall nicht durch ein umfassendes Risikomanagement verhindert oder zumindest abgemildert? Die technischen Schwächen der Kernanlagen waren zum großen Teil bekannt und vermeidbar. Dazu kam eine wenig ausgeprägte Sicherheitskultur im Zusammenspiel von Betreiberunternehmen, der japanischen Aufsichtsbehörde und der Regierung. Man war überzeugt: Ein schwerer Unfall sei nicht möglich und das japanische kerntechnische System ausreichend und effizient. Zudem wurde in den Untersuchungen die japanische Nationalkultur mit einer ausgeprägten Gruppen- und Autoritätsorientierung als ein Einflussfaktor für die wenig ausgebildete Sicherheitskultur genannt. Ebenfalls angeführt wurde das mangelhafte Lernen aus anderen schwerwiegenden Unfällen wie in den Atomkraftwerken Three Mile Island ( USA ) oder Tschernobyl (Ukraine). Nach dem katastrophalen Unfall in Fukushima überprüften weltweit Regierungsorganisationen und Betreiber ihr Verständnis von Sicherheitskultur. Themen wie Unabhängigkeit der Aufsichtsbehörden, Überwachung der Sicherheitskultur von Betreibern sowie die Reflektion und Förderung der eigenen Sicherheitskultur innerhalb von Aufsichtsbehörden wurden auf die Agenda gesetzt. Eine detailliertere Darstellung des Einflusses und der Bedeutung von menschlichen, organisationalen und kulturellen Einflüssen findet sich im Fachbericht . Radioaktivität in der Umwelt Für ein Fotoprojekt kehrte dieses Mädchen in ihre alte Turnhalle in Fukushima zurück © Carlos Ayesta - Guillaume Bression / fukushima-nogozone.com Aufgrund des Unfalls kam es zur erheblichen Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Umwelt. Dies führte auch zur Einstufung des Unfalls in Fukushima Daiichi in die Stufe 7 "Katastrophaler Unfall " in der internationalen Meldeskala INES. Freisetzung von Radioaktivität Die Freisetzungen von Radioaktivität in die Atmosphäre erfolgten im Wesentlichen durch: die ungefilterten Druckentlastungen der Sicherheitsbehälter: Neben der Freisetzung von Edelgasen, die auch bei einer gefilterten Druckentlastung erfolgt wäre, führte dies zur Freisetzung hauptsächlich von leichtflüchtigen Spaltprodukten wie Jod und Cäsium. Leckagen der Sicherheitsbehälter: Während des Unfallablaufs wurden Druck und Temperatur der Sicherheitsbehälter, für die die Sicherheitsbehälter konzipiert waren, in den Blöcken 1-3 zum Teil deutlich überschritten. Wahrscheinlich sind hierbei Leckagen aufgetreten. Neben der Freisetzung in die Atmosphäre kam es zur Freisetzung von radioaktiven Stoffen in Wasser – hauptsächlich als Kontamination des zur Notkühlung eingespeisten Wassers. Da keine geschlossenen Kühlkreisläufe mehr existierten, haben sich große Mengen kontaminierten Wassers über Leckagen der Sicherheitsbehälter in den Gebäuden angesammelt. Anfang April 2011 kam es zum Ausfluss von stark kontaminiertem Wasser ins Meer. Außerdem ist Wasser – hauptsächlich Grundwasser – von außen in die Gebäude eingedrungen. Durch verschiedene Maßnahmen, konnte der Zufluss von Grundwasser in die Gebäude inzwischen erheblich reduziert werden. Zu den Maßnahmen zählen: Abdichtung von Leckagen an Gebäuden und Gebäudedurchführungen Inbetriebnahme von Grundwasserdrainagebrunnen und Entwässerungsbrunnen Permanente Vereisung des Erdreichs rund um die Reaktorgebäude der Blöcke 1-4 Versiegelung eines Großteils des Anlagengeländes und des Meeresbodens im Hafenbecken Weiter konnte durch die Errichtung eines Grundwasser-Absperrbauwerks als wasserundurchlässige Barriere direkt vor der Kaimauer der Abfluss kontaminierten Wassers ins Meer reduziert werden. Zudem ist eine Reinigungsanlage für das in die Gebäude eingedrungene kontaminierte Wasser in Betrieb. Wasser, das nach der Behandlung nicht wieder zur Kühlung in die Reaktoren eingespeist wird, wird auf dem Anlagengelände in verschiedenen Behältern zwischengelagert. Die Lagerkapazitäten mussten bisher stetig erweitert werden und sind inzwischen nahezu erschöpft. Seit dem August 2023 wird deshalb das aufgereinigte Wasser mit Seewasser weiter verdünnt und ins Meer eingeleitet . Die in diesen Wässern bei der Abgabe noch vorhandene Konzentration an radioaktiven Stoffen liegt weit unter den gesetzlichen Grenzwerten. Tanks mit radioaktiv kontaminiertem Wasser auf dem Gelände des Atomkraftwerks Fukushima Daiichi © picture alliance / ASSOCIATED PRESS | Yasushi Kanno Folgen für Mensch und Umwelt 250 km ... von Fukushima entfernt – in Tokyo – stieg die Jod-131 Belastung des Trinkwassers zeitweise über den für Kleinkinder kritischen Wert. Zahlreiche Lebensmittel wie Gemüse, Milch oder Kräuter aus den betroffenen Regionen durften nicht verzehrt werden. Ende März/ Anfang April wurden hohe Konzentrationen v.a. von Cäsium-137 und Jod-131 im Meer nahe dem AKW nachgewiesen, die dann bis Ende April schnell auf niedrige Werte zurückgingen. Teilweise musste der Fischfang ausgesetzt werden, da die Kontaminationen von verschiedenen im Meer vor Fukushima gefangenen Fischarten in zahlreichen Fällen oberhalb der gesetzlichen Grenzwerte lag. 20.000 ... Menschen sind in Folge von Beben und Tsunami gestorben oder sind immer noch als vermisst gemeldet. Der Tsunami überflutete mehr als 560 km ² des japanischen Festlands, über 470.000 Gebäude wurden schwer beschädigt oder zerstört, etwa 4.000.000 Haushalte hatten keinen Strom, 2.300.000 Haushalte hatten kein Trinkwasser. 470.000 ... ist die Gesamtzahl der Evakuierten laut der japanischen Regierung in allen Präfekturen zusammen. Die Gesamtzahl der aufgrund der radiologischen Situation in der Präfektur Fukushima evakuierten Personen betrug ca. 110.000, die Gesamtzahl der in der Präfektur Fukushima evakuierten Personen betrug ca. 165.000. Von diesen Evakuierten waren Ende 2020 noch 37.000 verblieben. Strahlenbelastung in Deutschland und Europa Die in die Atmosphäre freigesetzten Radionuklide wurden mit dem Wind lokal, regional und global verfrachtet und gerieten in der Folge ins Meer oder wurden auf der Erdoberfläche deponiert. Wohin welche radioaktiven Stoffe gelangten, hing wesentlich vom Zeitpunkt der Freisetzung und von den dann herrschenden Wetterbedingungen wie Wind und Niederschlägen ab. Nach dem Reaktorunfall erhöhten sich in Deutschland die Jod-131 und Cäsium-134/137 Konzentrationen in der Luft für etwa einen Monat. Die gemessenen Konzentrationen waren aber so gering, dass sie keine gesundheitliche Gefährdung für die Menschen und die Umwelt in Deutschland und Europa darstellten. Seit Ende Mai 2011 liegen die Messwerte wieder auf dem gleichen Niveau wie vor der Reaktorkatastrophe von Fukushima. Maßnahmen zur Stabilisierung und Stilllegung Aktuelle Luftaufnahme der Anlage Fukushima Daiichi (2020) © picture alliance / ASSOCIATED PRESS | Takehiko Suzuki Der Betreiber TEPCO hat seit dem Nuklearunfall umfangreiche Maßnahmen ergriffen, um die Blöcke 1-4 des Atomkraftwerks Fukushima Daiichi in einem kontrollierten Zustand zu halten und die Freisetzung von Radionukliden zu minimieren. Gleichzeitig dienen diese Maßnahmen der Vorbereitung der späteren Stilllegung . Die gesamte Stilllegung wird nach aktuellen Schätzungen 30 bis 40 Jahre dauern. Die Maßnahmen zur Stabilisierung und Stilllegung des Atomkraftwerks sind im Folgenden dargestellt: Einhausungen aus Stahl Die Reaktorgebäude waren nach dem Unfall stark beschädigt. Zunächst musste die Stabilität und Funktion der Gebäude während der gesamten Stilllegung sichergestellt werden. Einhausungen wurden errichtet, um zu verhindern, dass radioaktive Stoffe in die Umwelt gelangen. Diese Einhausungen sind auch Voraussetzung für den Einbau von Einrichtungen zum Bergen der Brennelemente aus den Brennelement-Lagerbecken und dem Kernmaterial aus den Reaktoren. Reduzierung von kontaminiertem Wasser Ein großes Problem stellt radioaktiv verunreinigtes Wasser in den Gebäuden dar. Zum einen Wasser, das bei der Notkühlung nach dem katastrophalen Unfall eingespeist und dabei kontaminiert wurde, aber inzwischen vor allem Grundwasser, welches permanent über Undichtigkeiten in die Gebäude eindringt und dort mit radioaktivem Material in Kontakt kommt. Da keine geschlossenen Kühlkreisläufe mehr existierten, haben sich große Mengen kontaminierten Wassers über Leckagen der Sicherheitsbehälter in den Gebäuden angesammelt. Durch verschiedene Maßnahmen, unter anderem durch Abdichtung von Leckagen an Gebäuden, konnte der Zufluss von Grundwasser in die Gebäude inzwischen erheblich reduziert werden (siehe dazu „Freisetzung von Radioaktivität“). Der Betreiber TEPCO reinigt dieses kontaminierte Wasser auf. Tritium verbleibt jedoch darin. Seit dem August letzten Jahres wird das gereinigte Wasser verdünnt ins Meer eingeleitet. Dieser Prozess soll etwa 30 Jahre dauern. Bergung der Brennelemente Langfristig plant TEPCO die Bergung der zerstörten Reaktorkerne und der Brennelemente aus den Brennelement-Lagerbecken sowie deren Entsorgung. Von November 2013 bis zum Dezember 2014 wurden die Brennelemente in den Lagerbecken des Blocks 4 geborgen. Für Block 3 begann die Entladung des Brennelement-Lagerbeckens im April 2019 und konnte im März 2021 abgeschlossen werden. In den Blöcken 1 und 2 laufen entsprechende Vorbereitungsarbeiten, wie das Entfernen von Trümmern. Für die Bergung geschmolzenen und später erstarrten Kernmaterials aus den Reaktoren der Blöcke 1-3 laufen Vorbereitungen. Für die Lagerung der Brennelemente stehen auf dem Anlagengelände zwei Einrichtungen zur Verfügung: Ein zentrales Nasslager und ein temporäres Trockenlager. Bergung des Kernmaterials Um das Kernmaterial aus den Reaktoren zu bergen, ist ein Überblick über den Zustand der inneren Bereiche der Reaktorgebäude Voraussetzung. In den Gebäuden ist die Strahlung hoch, der Zustand und die Verteilung des Kernmaterials unklar. Die Bergung muss daher größtenteils mittels fernhantierter Robotertechnik durchgeführt werden. Erste Versuche sollen mit einem neu entwickelten Roboterarm und Greifwerkzeugen in Block 2 beginnen. Die Zugänglichkeit zu den Reaktorblöcken stellt den Betreiber TEPCO vor große Herausforderungen. Sanierung des Geländes Nach mehreren Jahren Dekontaminationsarbeiten in der Umgebung des Atomkraftwerks Fukushima wurden Teile der evakuierten Gebiete freigegeben. Auch wichtige Infrastruktureinrichtungen sind heute wieder in Betrieb. In der Nähe des Atomkraftwerks wurden dazu Dächer und Dachrinnen gereinigt, obere Bodenschichten abgetragen und organisches Material eingesammelt. Die großen Mengen von schwachradioaktiven Abfällen wurden zunächst in vielen provisorischen Lagerstätten in der Region Fukushima eingelagert. Heute befinden sich die Abfälle größtenteils in einem neu errichteten Zwischenlager, die alten Lagerstätten wurden rekultiviert. Einleitung von radioaktiv belastetem Wasser ins Meer vor Fukushima Kategorie: Nukleare Sicherheit | Datum: 01.03.2024 Auf dem Gelände des Atomkraftwerks in Fukushima lagern nicht nur hochradioaktive Brennelemente und Reaktorteile. Auch kontaminiertes Wasser wird dort in über 1000 Behältern gesammelt und vom Betreiber nach einem Reinigungsprozess in den Pazifik eingeleitet. © picture alliance / Xinhua News Agency | unreguser Nach Fukushima: Folgen für Deutschland Kategorie: Nukleare Sicherheit | Datum: 01.03.2024 Welche Folgen hatte die Nuklearkatastrophe in Fukushima für Deutschland? Im Juni 2011 beschloss der Deutsche Bundestag mit breiter Mehrheit den Atomausstieg. Für die Atomkraftwerke erfolgten umfangreiche Überprüfungen der Sicherheit. © BASE / Michael Meier Zukunftsaufgabe: Ein sicheres Endlager Kategorie: Nukleare Sicherheit | Datum: 01.03.2024 Deutschland ist nach dem katastrophalen Unfall von Fukushima endgültig aus der Atomenergie ausgestiegen. Was aber passiert in Zukunft mit den hochradioaktiven Abfällen? Sie müssen sicher in einem tiefen geologischen Endlager verwahrt werden. © BASE / Michael Meier Seebeben und Tsunami Durch ein Seebeben der Stärke 9 brach die externe Stromversorgung für das Kraftwerksgelände Fukushima Daiichi zusammen. Daraufhin starteten die Notstromdiesel der einzelnen Blöcke. Sie stellten die Versorgung sicherheitstechnisch wichtiger Systeme, vor allem die Nachkühlkette, sicher. Durch das Seebeben kam es zu einem Tsunami, der das Atomkraftwerk ungefähr eine Dreiviertelstunde später erreichte. Die Wellen am Standort des Kraftwerks hatten dabei eine Höhe von bis zu 15,5 Metern - mehr als das Doppelte der Auslegung der Anlage (5,7 Meter). © picture alliance / dpa | Aflo / Mainichi Newspaper In die Gebäude drang Wasser ein und führte zum Ausfall der laufenden Notstromdiesel, der zugehörigen Schaltanlagen und Kühlwassersysteme. Daneben wurde die unterbrechungsfreie Gleichstromversorgung beeinträchtigt. Damit war in den Blöcken 1-4 sowohl die externe Stromversorgung als auch die Notstromversorgung ausgefallen – man spricht dabei von einem Station Blackout. In den Blöcken 5 und 6 fielen ebenfalls große Teile der Notstromversorgung aus. Ein verbleibender, einsatzfähiger Notstromdiesel wurde für die Blöcke 5 und 6 wechselseitig genutzt. Schwere Kernschäden in diesen Blöcken konnten hierdurch vermieden werden. Kernkühlung und Kernschmelze Überblick über die Anlage Fukushima Daiichi © BASE Infolge des Station Blackout wurden die Systeme der Nachkühlkette nicht mehr mit Strom versorgt. Nur eine Reihe von passiv wirkenden Systemen (Druckbegrenzung, Notkondensator in Block 1, turbinengetriebene Einspeisepumpen) funktionierten in einem gewissen Maße noch für einige Zeit. Diese Systeme, die ohne externe Stromversorgung arbeiten, konnten den Unfallablauf verlangsamen aber letztendlich nicht aufhalten. Ohne funktionierende Einspeisesysteme - die Wasser in die Reaktordruckbehälter pumpen - und ohne Wärmeabfuhr aus den Sicherheitsbehältern, ließ sich die Anlage nicht dauerhaft in einem sicheren Zustand halten. In der Folge sank der Wasserstand in den Reaktordruckbehältern und legte die Reaktorkerne frei. Dadurch kam es in den Blöcken 1-3 zu einer Aufheizung und Zerstörung der Reaktorkerne - der sogenannten Kernschmelze. Druckanstieg und Wasserstoffexplosionen Infolge der fehlenden Wärmeabfuhr aus den Sicherheitsbehältern stieg in den Blöcken 1-3 der Druck innerhalb der Sicherheitsbehälter. In solchen Fällen ist als Notfallmaßnahme eine Druckentlastung - das sogenannte Venting - vorgesehen. Über mehrere Ventile wird dabei der Sicherheitsbehälter über den Fortluftkamin in die Atmosphäre druckentlastet. Bei einem Unfall soll dadurch das Austreten von Radioaktivität ins Freie um ein Vielfaches verringert werden. Bei Kernschmelzen kommt es bei hohen Temperaturen zu einer Reaktion des Brennstab -Hüllrohrmaterials mit Wasser, dabei wird das Gas Wasserstoff gebildet. In den Blöcken 1, 3 und 4 kam es durch unzureichendes Venting zu Wasserstoffexplosionen, die die Reaktorgebäude stark beschädigten. Die Explosion in Block 4 - in dem es keine Kernschmelze gab - wird aufgrund des Eindringens von Wasserstoff aus Block 3 über gemeinsam genutzte Fortluftsysteme vermutet. Die Explosionen behinderten und verzögerten die Durchführung von Notfallmaßnahmen auf dem Anlagengelände - wie die Wassereinspeisung in die Reaktordruckbehälter mittels Feuerlöschpumpen. Blick auf das Gelände des zerstörten Atomkraftwerks Fukushima Daiichi © (c) dpa Technische Schwächen der Anlage Die ursprüngliche Tsunami- Auslegung aus dem Jahr 1966 bezog sich auf Wellenhöhen von maximal +3,122 Metern über dem Meeresspiegel. In den Jahren bis 2009 fanden mehrere Neubewertungen dieser Auslegung statt. Auf deren Basis wurde sie durch Nachrüstmaßnahmen mehrfach erhöht und betrug zum Zeitpunkt des Unfalls 5,7 Meter. Ab 2009 führte der Betreiber eine Reihe von freiwilligen Analysen durch. Diese ergaben für die Blöcke 1–4 mögliche Tsunami-Höhen von bis zu 9,3 Metern. Für Stellen in der Nähe der nördlichen und südlichen Grenze des Anlagengeländes wurden in diesen Analysen Tsunami-Höhen von bis zu 15 Metern ermittelt ( vgl. die am 11. März 2011 beobachtete Tsunami-Höhe von 13,1 Metern am Standort der Anlage). Änderungen an der Anlage wurden nach diesen Analysen nicht durchgeführt. Untersuchungen der IAEA zeigten auch, dass die Notstromversorgung nicht ausreichend gegen Überflutung ausgelegt war. Daneben spielte die mangelhafte Umsetzung der Druckentlastung der Sicherheitsbehälter – das sogenannte Venting - nach dem Tsunami für den Unfallablauf eine entscheidende Rolle. Über mehrere Ventile wird dabei der Sicherheitsbehälter über den Fortluftkamin in die Atmosphäre druckentlastet. Laut IAEA hätte ein rechtzeitiges erfolgreiches Venting effektivere Notfallmaßnahmen zur Kernkühlung ermöglicht und die Wasserstoffexplosionen der Reaktorgebäude verhindern können. Auch die Explosion im nicht von einer Kernschmelze betroffenen Block 4 - verursacht durch den Eintrag von Wasserstoff aus dem Block 3 - zeigt das unzureichende Venting. Schnittbild der Anlage und Höhe des Tsunamis © BASE Menschliche und kulturelle Faktoren Menschliche und kulturelle Faktoren © BASE/Michael Meier Japanische und internationale Expertenteams kamen zu dem Schluss, dass Fukushima mit entsprechenden Vorkehrungen hätte es verhindert werden können. Menschliche und kulturelle Faktoren spielten bei dem katastrophalen Unfall eine entscheidende Rolle. Wieso gab es keine ausreichenden Vorkehrungen? Weshalb wurde der Unfall nicht durch ein umfassendes Risikomanagement verhindert oder zumindest abgemildert? Die technischen Schwächen der Kernanlagen waren zum großen Teil bekannt und vermeidbar. Dazu kam eine wenig ausgeprägte Sicherheitskultur im Zusammenspiel von Betreiberunternehmen, der japanischen Aufsichtsbehörde und der Regierung. Man war überzeugt: Ein schwerer Unfall sei nicht möglich und das japanische kerntechnische System ausreichend und effizient. Zudem wurde in den Untersuchungen die japanische Nationalkultur mit einer ausgeprägten Gruppen- und Autoritätsorientierung als ein Einflussfaktor für die wenig ausgebildete Sicherheitskultur genannt. Ebenfalls angeführt wurde das mangelhafte Lernen aus anderen schwerwiegenden Unfällen wie in den Atomkraftwerken Three Mile Island ( USA ) oder Tschernobyl (Ukraine). Nach dem katastrophalen Unfall in Fukushima überprüften weltweit Regierungsorganisationen und Betreiber ihr Verständnis von Sicherheitskultur. Themen wie Unabhängigkeit der Aufsichtsbehörden, Überwachung der Sicherheitskultur von Betreibern sowie die Reflektion und Förderung der eigenen Sicherheitskultur innerhalb von Aufsichtsbehörden wurden auf die Agenda gesetzt. Eine detailliertere Darstellung des Einflusses und der Bedeutung von menschlichen, organisationalen und kulturellen Einflüssen findet sich im Fachbericht . Freisetzung von Radioaktivität Die Freisetzungen von Radioaktivität in die Atmosphäre erfolgten im Wesentlichen durch: die ungefilterten Druckentlastungen der Sicherheitsbehälter: Neben der Freisetzung von Edelgasen, die auch bei einer gefilterten Druckentlastung erfolgt wäre, führte dies zur Freisetzung hauptsächlich von leichtflüchtigen Spaltprodukten wie Jod und Cäsium. Leckagen der Sicherheitsbehälter: Während des Unfallablaufs wurden Druck und Temperatur der Sicherheitsbehälter, für die die Sicherheitsbehälter konzipiert waren, in den Blöcken 1-3 zum Teil deutlich überschritten. Wahrscheinlich sind hierbei Leckagen aufgetreten. Neben der Freisetzung in die Atmosphäre kam es zur Freisetzung von radioaktiven Stoffen in Wasser – hauptsächlich als Kontamination des zur Notkühlung eingespeisten Wassers. Da keine geschlossenen Kühlkreisläufe mehr existierten, haben sich große Mengen kontaminierten Wassers über Leckagen der Sicherheitsbehälter in den Gebäuden angesammelt. Anfang April 2011 kam es zum Ausfluss von stark kontaminiertem Wasser ins Meer. Außerdem ist Wasser – hauptsächlich Grundwasser – von außen in die Gebäude eingedrungen. Durch verschiedene Maßnahmen, konnte der Zufluss von Grundwasser in die Gebäude inzwischen erheblich reduziert werden. Zu den Maßnahmen zählen: Abdichtung von Leckagen an Gebäuden und Gebäudedurchführungen Inbetriebnahme von Grundwasserdrainagebrunnen und Entwässerungsbrunnen Permanente Vereisung des Erdreichs rund um die Reaktorgebäude der Blöcke 1-4 Versiegelung eines Großteils des Anlagengeländes und des Meeresbodens im Hafenbecken Weiter konnte durch die Errichtung eines Grundwasser-Absperrbauwerks als wasserundurchlässige Barriere direkt vor der Kaimauer der Abfluss kontaminierten Wassers ins Meer reduziert werden. Zudem ist eine Reinigungsanlage für das in die Gebäude eingedrungene kontaminierte Wasser in Betrieb. Wasser, das nach der Behandlung nicht wieder zur Kühlung in die Reaktoren eingespeist wird, wird auf dem Anlagengelände in verschiedenen Behältern zwischengelagert. Die Lagerkapazitäten mussten bisher stetig erweitert werden und sind inzwischen nahezu erschöpft. Seit dem August 2023 wird deshalb das aufgereinigte Wasser mit Seewasser weiter verdünnt und ins Meer eingeleitet . Die in diesen Wässern bei der Abgabe noch vorhandene Konzentration an radioaktiven Stoffen liegt weit unter den gesetzlichen Grenzwerten. Tanks mit radioaktiv kontaminiertem Wasser auf dem Gelände des Atomkraftwerks Fukushima Daiichi © picture alliance / ASSOCIATED PRESS | Yasushi Kanno Folgen für Mensch und Umwelt 250 km ... von Fukushima entfernt – in Tokyo – stieg die Jod-131 Belastung des Trinkwassers zeitweise über den für Kleinkinder kritischen Wert. Zahlreiche Lebensmittel wie Gemüse, Milch oder Kräuter aus den betroffenen Regionen durften nicht verzehrt werden. Ende März/ Anfang April wurden hohe Konzentrationen v.a. von Cäsium-137 und Jod-131 im Meer nahe dem AKW nachgewiesen, die dann bis Ende April schnell auf niedrige Werte zurückgingen. Teilweise musste der Fischfang ausgesetzt werden, da die Kontaminationen von verschiedenen im Meer vor Fukushima gefangenen Fischarten in zahlreichen Fällen oberhalb der gesetzlichen Grenzwerte lag. 20.000 ... Menschen sind in Folge von Beben und Tsunami gestorben oder sind immer noch als vermisst gemeldet. Der Tsunami überflutete mehr als 560 km ² des japanischen Festlands, über 470.000 Gebäude wurden schwer beschädigt oder zerstört, etwa 4.000.000 Haushalte hatten keinen Strom, 2.300.000 Haushalte hatten kein Trinkwasser. 470.000 ... ist die Gesamtzahl der Evakuierten laut der japanischen Regierung in allen Präfekturen zusammen. Die Gesamtzahl der aufgrund der radiologischen Situation in der Präfektur Fukushima evakuierten Personen betrug ca. 110.000, die Gesamtzahl der in der Präfektur Fukushima evakuierten Personen betrug ca. 165.000. Von diesen Evakuierten waren Ende 2020 noch 37.000 verblieben. Strahlenbelastung in Deutschland und Europa Die in die Atmosphäre freigesetzten Radionuklide wurden mit dem Wind lokal, regional und global verfrachtet und gerieten in der Folge ins Meer oder wurden auf der Erdoberfläche deponiert. Wohin welche radioaktiven Stoffe gelangten, hing wesentlich vom Zeitpunkt der Freisetzung und von den dann herrschenden Wetterbedingungen wie Wind und Niederschlägen ab. Nach dem Reaktorunfall erhöhten sich in Deutschland die Jod-131 und Cäsium-134/137 Konzentrationen in der Luft für etwa einen Monat. Die gemessenen Konzentrationen waren aber so gering, dass sie keine gesundheitliche Gefährdung für die Menschen und die Umwelt in Deutschland und Europa darstellten. Seit Ende Mai 2011 liegen die Messwerte wieder auf dem gleichen Niveau wie vor der Reaktorkatastrophe von Fukushima. Einhausungen aus Stahl Die Reaktorgebäude waren nach dem Unfall stark beschädigt. Zunächst musste die Stabilität und Funktion der Gebäude während der gesamten Stilllegung sichergestellt werden. Einhausungen wurden errichtet, um zu verhindern, dass radioaktive Stoffe in die Umwelt gelangen. Diese Einhausungen sind auch Voraussetzung für den Einbau von Einrichtungen zum Bergen der Brennelemente aus den Brennelement-Lagerbecken und dem Kernmaterial aus den Reaktoren. Reduzierung von kontaminiertem Wasser Ein großes Problem stellt radioaktiv verunreinigtes Wasser in den Gebäuden dar. Zum einen Wasser, das bei der Notkühlung nach dem katastrophalen Unfall eingespeist und dabei kontaminiert wurde, aber inzwischen vor allem Grundwasser, welches permanent über Undichtigkeiten in die Gebäude eindringt und dort mit radioaktivem Material in Kontakt kommt. Da keine geschlossenen Kühlkreisläufe mehr existierten, haben sich große Mengen kontaminierten Wassers über Leckagen der Sicherheitsbehälter in den Gebäuden angesammelt. Durch verschiedene Maßnahmen, unter anderem durch Abdichtung von Leckagen an Gebäuden, konnte der Zufluss von Grundwasser in die Gebäude inzwischen erheblich reduziert werden (siehe dazu „Freisetzung von Radioaktivität“). Der Betreiber TEPCO reinigt dieses kontaminierte Wasser auf. Tritium verbleibt jedoch darin. Seit dem August letzten Jahres wird das gereinigte Wasser verdünnt ins Meer eingeleitet. Dieser Prozess soll etwa 30 Jahre dauern. Bergung der Brennelemente Langfristig plant TEPCO die Bergung der zerstörten Reaktorkerne und der Brennelemente aus den Brennelement-Lagerbecken sowie deren Entsorgung. Von November 2013 bis zum Dezember 2014 wurden die Brennelemente in den Lagerbecken des Blocks 4 geborgen. Für Block 3 begann die Entladung des Brennelement-Lagerbeckens im April 2019 und konnte im März 2021 abgeschlossen werden. In den Blöcken 1 und 2 laufen entsprechende Vorbereitungsarbeiten, wie das Entfernen von Trümmern. Für die Bergung geschmolzenen und später erstarrten Kernmaterials aus den Reaktoren der Blöcke 1-3 laufen Vorbereitungen. Für die Lagerung der Brennelemente stehen auf dem Anlagengelände zwei Einrichtungen zur Verfügung: Ein zentrales Nasslager und ein temporäres Trockenlager. Bergung des Kernmaterials Um das Kernmaterial aus den Reaktoren zu bergen, ist ein Überblick über den Zustand der inneren Bereiche der Reaktorgebäude Voraussetzung. In den Gebäuden ist die Strahlung hoch, der Zustand und die Verteilung des Kernmaterials unklar. Die Bergung muss daher größtenteils mittels fernhantierter Robotertechnik durchgeführt werden. Erste Versuche sollen mit einem neu entwickelten Roboterarm und Greifwerkzeugen in Block 2 beginnen. Die Zugänglichkeit zu den Reaktorblöcken stellt den Betreiber TEPCO vor große Herausforderungen. Sanierung des Geländes Nach mehreren Jahren Dekontaminationsarbeiten in der Umgebung des Atomkraftwerks Fukushima wurden Teile der evakuierten Gebiete freigegeben. Auch wichtige Infrastruktureinrichtungen sind heute wieder in Betrieb. In der Nähe des Atomkraftwerks wurden dazu Dächer und Dachrinnen gereinigt, obere Bodenschichten abgetragen und organisches Material eingesammelt. Die großen Mengen von schwachradioaktiven Abfällen wurden zunächst in vielen provisorischen Lagerstätten in der Region Fukushima eingelagert. Heute befinden sich die Abfälle größtenteils in einem neu errichteten Zwischenlager, die alten Lagerstätten wurden rekultiviert. Fachbericht zum Download 10 Jahre nach Fukushima: Sicherheit weiterdenken Label: Fachinformation Herunterladen (PDF, 31 MB, barrierefrei⁄barrierearm)
Das Projekt "FS SONNE (SO 186) - SEACAUSE I & II: Der Tsunami von Sumatra: Ursachen und Risikopotenzial - ein Beitrag zum deutschen Frühwarnsystem für Indonesien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt. Ziele: Die geplanten Untersuchungen dienen zur Erhebung von geowissenschaftlichen Daten insbesondere geophysikalischer und geologischer Natur zur Implementierung eines Tsunami-Frühwarnsystems. Die Daten sollen zum einen die Basis zur Modellierung der Wellenhöhe bilden aber auch zur Abschätzung des Risikos für weitere Tsunamis herangezogen werden. Auf dem ersten Fahrtabschnitt im Oktober 2005 wird u. a. eine erste Boje mit den entsprechenden Messinstrumenten ausgesetzt. Ergebnisse: Der Fahrtbericht wird als Hardcopy bei der Technischen Informationsbibliothek in Hannover hinterlegt. Die Wochenberichte der Forschungsfahrt finden sich auf der Internetplattform des FS SONNE bei der BGR Hannover.
Das Projekt "WTZ Indonesien GITEWS - Einrichtung von Kernelementen eines Tsunami-Warnsystems im Indischen Ozean in Partnerschaft mit Indonesien und ggf. weiteren Partnern - GI TEWS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Ziele: Am 26.12.2004 erschütterte ein Seebeben der Stärke 9,3 auf der Richterskala Südostasien. Durch das Beben wurde ein verheerender Tsunami ausgelöst. Wegen der unmittelbaren Nähe zum seismisch aktiven Sundabogen drohen insbesondere Indonesien auch in Zukunft katastrophale Tsunamis. Das Vorhaben GITEWS zum Aufbau eines Tsunami-Frühwarnsystems in der Region des Indischen Ozeans wird im Rahmen der Wiederaufbauhilfe der vom Tsunami betroffenen Regionen am Indischen Ozean sowie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Seit November 2005 wird das Frühwarnsystem in der geologisch kritischen Zone des Indischen Ozeans, im Bereich des Sundabogens, installiert. Im November 2008 wurde das Warnzentrum in der indonesischen Hauptstadt Jakarta offiziell in Betrieb genommen. Das Frühwarnsystem befindet sich seitdem in der Testphase unter deutscher Leitung. Um einen nachhaltigen Betrieb zu gewährleisten, wird derzeit eine Betreibergesellschaft nach indonesischem Recht gegründet. Das System integriert terrestrische Beobachtungsnetze der Seismologie und Geodäsie mit marinen Messverfahren und Satellitenbeobachtungen. Mittels Erdbebenmessstationen (Seismometer) werden Erdbebenwellen aufgezeichnet, so dass bereits frühzeitig starke, einen Tsunami auslösende Erdbeben erkannt werden. Ozeanbodeneinheiten, Ozeanbojen und Küstenpegel werden auf dem Meeresgrund, auf der Meeresoberfläche oder in unmittelbarer Nähe des Ozeans installiert. An Land werden GPS-Messstationen aufgebaut, die bei einem Erdbeben Verschiebungen an der Erdoberfläche messen. Sowohl die Ozeanbojen als auch die Küstenpegelstationen sind mit GPS-Messgeräten ausgerüstet, die ihre genaue Position beziehungsweise deren Veränderung in Höhe und Lage erfassen. Die Daten der verschiedenen Messinstrumente (Seismometer, Ozeanboden-Drucksensoren, Bojen, Pegel und GPS-Instrumente) werden in Echtzeit in einem Warnzentrum zusammengeführt und ausgewertet. Mittels geeigneter Modellierungen wird eine Vorhersage generiert, die anzeigt, wie hoch die mögliche Tsunami-Welle auf welche Küstenregionen auftrifft. Dazu sind genaue Kenntnisse über Ozeanbodentopografie vom Tiefseebereich über den Schelfbereich bis zur Küstenlinie notwendig, die von deutschen und indonesischen Forschungsschiffen detailliert kartiert wurden. Der 'Operator' im Warnzentrum kann, basierend auf den prozessierten Daten und der daraus sich ergebenden Entscheidungsunterstützung (Decision Support System DSS), einschätzen, ob ein Tsunami entstanden ist, wann und wo mit dem Eintreffen der Welle und mit welcher Wellenhöhe zu rechnen ist. Diese Informationen werden an Katastrophenschutzbehörden, Einsatzkräfte und Medien weitergegeben, so dass die Bevölkerung gezielt gewarnt und Evakuierungsmaßnahmen eingeleitet werden können. (Text gekürzt)