Kernenergie in der Ukraine: Was würde passieren, wenn Saporischja getroffen würde? Von Dr. Philip Webber

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Kernenergie in der Ukraine: Was würde passieren, wenn Saporischja getroffen würde?

Von Dr. Philip Webber
Global Research

06.  Januar 2023
Responsible Science Journal 15. Dezember 2022

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Die Region Saporischschja im Südosten der Ukraine beherbergt das größte Kernkraftwerk Europas – das KKW Saporischschja – eines der zehn größten Kernkraftwerke der Welt. Es befindet sich derzeit in einem heftig umkämpften Kriegsgebiet. Dr. Philip Webber, SGR, erläutert einige der Risiken, die sich aus der Freisetzung von Strahlung ergeben, sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene.
Über den Standort Saporischschja

Das Kernkraftwerk Saporischschja [1] ist Teil eines riesigen Industriekomplexes mit einer Fläche von etwa 8 km. Es beherbergt sechs große (1 Gigawatt oder GW), in Russland entwickelte und gebaute WWER-1000-Kernkraftreaktoren [2], drei Wärmekraftwerke (mit Kohle und Gas betrieben) und die speziell für diesen Zweck errichtete Stadt Enerhodar, die 1970 für 11.000 Kraftwerksarbeiter und eine Gesamtbevölkerung von etwa 53.000 Menschen gebaut wurde. [3] Vor dem Krieg lieferte das Kernkraftwerk etwa 20 % des ukrainischen Stroms, der in großem Umfang zur Beheizung großer Wohnblocks verwendet wurde. In den Sicherheitsbehältern der Reaktoren [4] sind der Kern und der verbrauchte oder „abgebrannte“ Kernbrennstoff in Kühlbecken untergebracht. Nach fünf Jahren werden diese abgebrannten Brennelemente in nahe gelegene, luftgekühlte Trockenlagerbehälter verbracht. Darüber hinaus lagern in riesigen externen Kühlbecken, die ständig mit Wasser besprüht werden, viele ältere gebrauchte Brennstäbe. Die drei Wärmekraftwerke wurden im Mai 2022 abgeschaltet, nachdem ihnen aufgrund der russischen Invasion der Brennstoff ausgegangen war.

Das Kraftwerk Saporischschja ist viel größer als die größten britischen Kernkraftwerke Sellafield oder Hinkley Point – beide würden gerade einmal in die Fläche der Kühlbecken in Saporischschja passen. Der gesamte Komplex befindet sich auf einer flachen Landzunge am Südostufer des Flusses Dnipro, der an dieser Stelle 5 km breit ist. [5] Die Anlage liegt 50 km südwestlich der Stadt Saporischschja, ebenfalls am Südufer des Dnipro. Cherson liegt etwa 150 km weiter südwestlich – allerdings auf der anderen Seite des Flusses.
Unter Besatzung

Das Reaktorgelände ist seit März 2022 von russischen Streitkräften besetzt, während die ukrainischen Streitkräfte die Kontrolle über das gegenüberliegende Flussufer haben. Die ursprünglichen ukrainischen Energoatom-Anlagenbetreiber sind gezwungen, dort unter extremen Stressbedingungen weiterzuarbeiten. Dazu gehören übermäßig lange Arbeitsschichten, extreme Sorgen um die Sicherheit der Familie und sogar die Verhaftung des Kraftwerkschefs. Verschiedene Teile der Anlage wurden in den letzten Monaten von Artilleriegranaten und Sprengköpfen von Raketen getroffen.

Das örtliche Stromnetz ist sehr umfangreich und äußerst verwundbar. Vor dem Krieg verliefen mehrere Hochspannungsleitungen von den Kern- und Wärmekraftwerken über ausgedehnte Umspannwerke nach Osten in die jetzt russisch besetzte Ukraine, während eine große Hochspannungsleitung direkt über den Dnipro zum gegenüberliegenden Ufer – unter ukrainischer Kontrolle – über das nur 15 km entfernte Marhanets führte. Artilleriegeschosse können problemlos über 40 km weit abgefeuert werden, während Raketenwerfer noch weiter reichen, so dass das gesamte Gebiet in Reichweite sowohl der russischen als auch der ukrainischen Streitkräfte liegt. Es überrascht vielleicht nicht, dass die IAEO immer wieder berichtet, dass Verbindungen zum Stromnetz durch Artilleriebeschuss zerstört und dann nur sporadisch repariert werden. Die Reparaturen gestalten sich sehr schwierig, da es an Material wie Transformatoren, Isolatoren, Kabeln und Hochspannungsschaltern mangelt. Bisher scheinen weder die Reaktorsicherheitsbehälter noch die abgebrannten Brennelemente in den Behältern oder die großen Kühlbecken ernsthaft beschädigt worden zu sein, aber es gibt keine Garantie dafür, dass dies auch in Zukunft der Fall sein wird.

Die Anlagen befinden sich nach wie vor in einem stark umkämpften Konfliktgebiet. Die IAEO und die UNO haben gefordert, die Anlagen in eine entmilitarisierte Sicherheitszone zu verlegen. Eine solche Zone wurde bisher nicht eingerichtet. Man sollte vielleicht erwähnen, dass eine solche entmilitarisierte Zone die Stadt Enerhodar einschließen müsste, da sie eng mit den Kernkraftwerken und den Stromleitungen, die das gesamte Gebiet durchziehen, verbunden ist und sich in ihrer Nähe befindet. Die Einrichtung einer solchen Sperrzone inmitten eines Kriegsgebiets mit hoher Intensität ist äußerst schwierig und wurde in anderen Konflikten nur selten erreicht.
Notabschaltung

Es ist äußerst schwierig, sich ein zuverlässiges Bild davon zu machen, was im Kraftwerk von Saporischschja tatsächlich vor sich geht. Die zuverlässigsten und konsistentesten Berichte im Dezember 2022 scheinen zu besagen, dass alle Reaktoren in Saporischschja „verschlüsselt“ – also notabgeschaltet – wurden, als das gesamte ukrainische Stromnetz am 23. November 2022 von mehreren russischen Angriffen getroffen wurde. Alle anderen drei ukrainischen Reaktorstandorte – Rivne, Südukraine und Kmelnytskyi – wurden ebenfalls abgeschaltet. Die drei letztgenannten Anlagen befinden sich noch unter ukrainischer Kontrolle und liegen außerhalb der russisch besetzten Gebiete östlich des Flusses Dnipro. Bei einer Abschaltung werden die Steuerstäbe vollständig in den Reaktor eingeführt, Notstromdieselgeneratoren zur Kernkühlung aktiviert und so die Reaktorkerne allmählich auf ein niedriges Niveau der Kernspaltung heruntergefahren. Nach Angaben von Petro Kotin, Präsident von Energoatom, [7] wurden nach den Notabschaltungen zwei der sechs Reaktoren in Saporischschja wieder angefahren, um genügend Strom zu erzeugen, damit die Notstromdieselgeneratoren vom Netz genommen werden konnten und die Stadt Enerhodar mit Strom versorgt werden konnte. Das Wiederanfahren eines kalt abgeschalteten Reaktors ist jedoch mitten in einem Kriegsgebiet ohne zuverlässige externe Stromversorgung alles andere als Routine. Notabschaltungen und Wiederanläufe belasten die Rohrleitungen und Ventile des Dampferzeugungskreislaufs stark, was Ausfälle wahrscheinlicher macht.

So geschehen im japanischen Kernkraftwerk Fukushima im Jahr 2011 [9] – als die Kerne in drei Reaktoren nicht gekühlt werden konnten, wurden große Mengen Wasserstoffgas in die Sicherheitsbehälter freigesetzt, die dann explodierten und hochradioaktive Stoffe in die Umwelt freisetzten – vor allem als Gase und Dämpfe. Nach einigen Tagen erreichten die Reaktorkerne den Schmelzpunkt der Kernbrennstoffe, und diese hochradioaktiven Schmelzen brannten sich durch die unteren Bereiche der Reaktorbehälter. Diese Situation hat auch Ähnlichkeiten mit der Katastrophe von Tschernobyl im Jahr 1986, dessen Gelände heute zur Ukraine gehört (und zu Beginn der Invasion kurzzeitig von russischen Truppen besetzt war).

In einem Reaktorkern mit einer Leistung von 1 GW, wie in Saporischschja, würde es bei einem Ausfall des Kühlsystems nach 8 bis 12 Stunden zu Wasserstoffexplosionen kommen. Nach etwa zwei Tagen wäre der Reaktorkern heiß genug, um den Boden des Reaktorbehälters zu durchbrennen. [10]

Die Kühlung der Reaktorkerne und des Lagers für abgebrannte Brennelemente hängt von mehreren Faktoren ab: einer zuverlässigen Wasserversorgung, einer zuverlässigen Stromversorgung für die Kühlpumpen, funktionierenden Pumpen und Personal zur Durchführung von Reparaturen und Wartung der Kühlsysteme. Ohne einen zuverlässigen Anschluss an das Stromnetz sind die einzige Stromquelle für die Pumpen, wie bereits erwähnt, die Notstromgeneratoren. Angesichts all dieser Faktoren ist das Risiko eines Bruchs des Reaktorsicherheitsbehälters aufgrund eines Kühlungsausfalls hoch. [11]

Weitere Risiken ergeben sich aus dem anhaltenden Konflikt. Während es unwahrscheinlich ist, dass eine Artilleriegranate oder ein konventioneller Marschflugkörper den Reaktorkern direkt beschädigt, ist die Gefahr für die Unversehrtheit der über 3.000 abgebrannten Brennelemente, die vor Ort in Betonbehältern gelagert werden, viel größer. Ein Artilleriebeschuss oder ein Marschflugkörper könnte leicht einen dieser Behälter beschädigen und hochradioaktive Stoffe freisetzen. Dies wiederum könnte dazu führen, dass ein Teil der Anlage – z. B. die Kühlkreisläufe oder die Brennstoffversorgung – zu gefährlich wird, was zu einem noch schwerwiegenderen Kernbruch führen würde.
Die möglichen Auswirkungen einer nuklearen Katastrophe

Es gibt eine Vielzahl von möglichen Katastrophenszenarien.

Betrachtet man erstens die Kernschmelze eines oder mehrerer Reaktorkerne, so ist der bisher vergleichbarste Reaktorunfall die Strahlenfreisetzung in der Anlage von Fukushima nach dem großen Erdbeben in Ostjapan und dem anschließenden Tsunami im Jahr 2011. Dies führte zu einer anfänglichen obligatorischen Sperrzone mit einem Radius von 20 km um das Kraftwerk herum, mit Aufenthalts- und Flugverbotszonen mit einem Radius von 30 km und schließlich einer größeren Zone, die sich 40 km nach Nordwesten erstreckt. Innerhalb eines Jahres durften einige Menschen innerhalb der 20-km-Zone nach Hause zurückkehren, während andere mit höheren Strahlungswerten für fünf Jahre nach der Katastrophe Beschränkungen unterworfen wurden und eine 30-jährige Aufräumzeit vorgesehen war. Die Erfahrungen von Fukushima stimmen jedoch nicht gerade zuversichtlich, dass künftige Atomkatastrophen besser bewältigt werden können. Nach den Kernschmelzen haben die japanischen Behörden die Informationen über die Strahlung nicht richtig koordiniert.

So geschehen im japanischen Kernkraftwerk Fukushima im Jahr 2011 [9] – als die Kerne in drei Reaktoren nicht gekühlt werden konnten, wurden große Mengen Wasserstoffgas in die Sicherheitsbehälter freigesetzt, die dann explodierten und hochradioaktive Stoffe in die Umwelt freisetzten – vor allem als Gase und Dämpfe. Nach einigen Tagen erreichten die Reaktorkerne den Schmelzpunkt der Kernbrennstoffe, und diese hochradioaktiven Schmelzen brannten sich durch die unteren Bereiche der Reaktorbehälter. Diese Situation hat auch Ähnlichkeiten mit der Katastrophe von Tschernobyl im Jahr 1986, dessen Gelände heute zur Ukraine gehört (und zu Beginn der Invasion kurzzeitig von russischen Truppen besetzt war).

In einem Reaktorkern mit einer Leistung von 1 GW, wie in Saporischschja, würde es bei einem Ausfall des Kühlsystems nach 8 bis 12 Stunden zu Wasserstoffexplosionen kommen. Nach etwa zwei Tagen wäre der Reaktorkern heiß genug, um den Boden des Reaktorbehälters zu durchbrennen. [10]

Die Kühlung der Reaktorkerne und des Lagers für abgebrannte Brennelemente hängt von mehreren Faktoren ab: einer zuverlässigen Wasserversorgung, einer zuverlässigen Stromversorgung für die Kühlpumpen, funktionierenden Pumpen und Personal zur Durchführung von Reparaturen und Wartung der Kühlsysteme. Ohne einen zuverlässigen Anschluss an das Stromnetz sind die einzige Stromquelle für die Pumpen, wie bereits erwähnt, die Notstromgeneratoren. Angesichts all dieser Faktoren ist das Risiko eines Bruchs des Reaktorsicherheitsbehälters aufgrund eines Kühlungsausfalls hoch. [11]

Weitere Risiken ergeben sich aus dem anhaltenden Konflikt. Während es unwahrscheinlich ist, dass eine Artilleriegranate oder ein konventioneller Marschflugkörper den Reaktorkern direkt beschädigt, ist die Gefahr für die Unversehrtheit der über 3.000 abgebrannten Brennelemente, die vor Ort in Betonbehältern gelagert werden, viel größer. Ein Artilleriebeschuss oder ein Marschflugkörper könnte leicht einen dieser Behälter beschädigen und hochradioaktive Stoffe freisetzen. Dies wiederum könnte dazu führen, dass ein Teil der Anlage – z. B. die Kühlkreisläufe oder die Brennstoffversorgung – zu gefährlich wird, was zu einem noch schwerwiegenderen Kernbruch führen würde.
Die möglichen Auswirkungen einer nuklearen Katastrophe

Es gibt eine Vielzahl von möglichen Katastrophenszenarien.

Betrachtet man erstens die Kernschmelze eines oder mehrerer Reaktorkerne, so ist der bisher vergleichbarste Reaktorunfall die Strahlenfreisetzung in der Anlage von Fukushima nach dem großen Erdbeben in Ostjapan und dem anschließenden Tsunami im Jahr 2011. Dies führte zu einer anfänglichen obligatorischen Sperrzone mit einem Radius von 20 km um das Kraftwerk herum, mit Aufenthalts- und Flugverbotszonen mit einem Radius von 30 km und schließlich einer größeren Zone, die sich 40 km nach Nordwesten erstreckt. Innerhalb eines Jahres durften einige Menschen innerhalb der 20-km-Zone nach Hause zurückkehren, während andere mit höheren Strahlungswerten für fünf Jahre nach der Katastrophe Beschränkungen unterworfen wurden und eine 30-jährige Aufräumzeit vorgesehen war. Die Erfahrungen von Fukushima stimmen jedoch nicht gerade zuversichtlich, dass künftige Atomkatastrophen besser bewältigt werden können. Nach den Kernschmelzen haben die japanischen Behörden die Informationen über die Strahlung nicht richtig koordiniert.

Eine weitere Schwierigkeit, die sich aus dem Konflikt ergibt, besteht darin, dass Notfallmaßnahmen wie die Evakuierung der Bevölkerung, die Verteilung von Jodtabletten oder die Bereitstellung medizinischer Notversorgung nur sehr schwer zu koordinieren wären, zumal keine einzige Behörde in der Lage wäre, die Kontrolle über die Situation zu übernehmen. Reaktorkrisen erfordern schnelle, koordinierte und gut organisierte Wiederherstellungsmaßnahmen, einschließlich Evakuierung, Notfallmaßnahmen zur Reduzierung der Strahlung, Brandbekämpfung usw. Es ist unwahrscheinlich, dass dies möglich ist, was die Auswirkungen einer Strahlungsfreisetzung noch verschlimmert.

Das wahrscheinlichste Risikoszenario ist ein Bruch von abgebrannten Brennelementen, die sich in Behältern oder Kühlbecken außerhalb des Reaktorkerns befinden. Diese abgebrannten Brennelemente sind immer noch hochradioaktiv und anfällig für Raketen, Granaten und Raketeneinschläge, die die Strahlung direkt verbreiten oder Brände auslösen könnten, die die Strahlung verbreiten. Auch der Aufprall eines Flugzeugs stellt aufgrund des leicht entzündlichen Flugzeugtreibstoffs an Bord ein erhebliches Risiko dar.
Was wäre, wenn eine Atomwaffe eingesetzt würde?

In Saporischschja wird dieses Risiko durch die großen Mengen an gelagerten abgebrannten Brennelementen noch verschärft. Fallout würde auf dem gesamten Kraftwerksgelände und in der Stadt Enerhodar ein tödliches Strahlungsrisiko darstellen. Das Risiko in windabgewandter Richtung würde in hohem Maße von der Windrichtung, der Windgeschwindigkeit und eventuellen Niederschlägen abhängen, könnte aber in den nur 15 km entfernten Ortschaften Marhanets und Nikopol (100.000 Einwohner) tödliche Dosen verursachen. Tödliche Strahlungsdosen könnten in mindestens 60 km Entfernung auftreten. [14] Dies könnte auch die Stadt Saporischschja selbst betreffen, die vor dem Krieg 750.000 Einwohner hatte. Dies würde in Friedenszeiten ein völlig unüberschaubares Evakuierungserfordernis darstellen, geschweige denn mitten in einem intensiven Krieg. Je nach Dosisleistung müssten einige Gebiete über Jahre bis Jahrzehnte gemieden werden. Dies war ein großes Problem nach der Nuklearkatastrophe von Tschernobyl 1986, bei der eine Sperrzone mit einem Radius von 30 km noch über 30 Jahre später in Kraft ist.

Im Falle einer größeren Kernwaffe (z. B. 1.000 kT) würden sogar noch größere potenziell tödliche Strahlungszonen mit einer Ausdehnung von bis zu 550 km und einer Breite von 100 km entstehen. [15] Auch hier wären die Reaktorprodukte die Hauptquelle des Strahlungsrisikos, wenn auch in diesem Fall in Kombination mit größeren Explosions- und Brandschäden in einem Radius von 5 km.
Auswirkungen in einem Kriegsgebiet

Sowohl das Risiko einer nuklearen Katastrophe als auch deren Folgen werden in einem Kriegsgebiet vervielfacht. In der Ukraine leidet die Bevölkerung bereits unter starkem Druck, Belastungen und Opfern aufgrund direkter Auswirkungen wie dem großflächigen russischen Beschuss mit Artillerie und Raketen. Anhaltende Angriffe auf die Energieinfrastruktur führen zu weit verbreiteten Stromausfällen, Wasserknappheit, kalten Wohnungen und massiven Schäden an lebenswichtigen Infrastrukturen wie Krankenhäusern und dem Zugang zu medizinischer Versorgung. Diese Handlungen stellen bereits jetzt weit verbreitete Verstöße gegen das humanitäre Völkerrecht dar und tragen zu einer noch ungewissen Zahl von Toten unter der Zivilbevölkerung bei.

Jeder nukleare Unfall, der zu einer erheblichen Freisetzung von Strahlung führt, würde die Situation weiter verschärfen.

Eine weitere Schwierigkeit, die sich aus dem Konflikt ergibt, besteht darin, dass Notfallmaßnahmen wie die Evakuierung der Bevölkerung, die Verteilung von Jodtabletten oder die Bereitstellung medizinischer Notversorgung nur sehr schwer zu koordinieren wären, zumal keine einzige Behörde in der Lage wäre, die Kontrolle über die Situation zu übernehmen. Reaktorkrisen erfordern schnelle, koordinierte und gut organisierte Wiederherstellungsmaßnahmen, einschließlich Evakuierung, Notfallmaßnahmen zur Reduzierung der Strahlung, Brandbekämpfung usw. Es ist unwahrscheinlich, dass dies möglich ist, was die Auswirkungen einer Strahlungsfreisetzung noch verschlimmert.

Das wahrscheinlichste Risikoszenario ist ein Bruch von abgebrannten Brennelementen, die sich in Behältern oder Kühlbecken außerhalb des Reaktorkerns befinden. Diese abgebrannten Brennelemente sind immer noch hochradioaktiv und anfällig für Raketen, Granaten und Raketeneinschläge, die die Strahlung direkt verbreiten oder Brände auslösen könnten, die die Strahlung verbreiten. Auch der Aufprall eines Flugzeugs stellt aufgrund des leicht entzündlichen Flugzeugtreibstoffs an Bord ein erhebliches Risiko dar.
Was wäre, wenn eine Atomwaffe eingesetzt würde?

In Saporischschja wird dieses Risiko durch die großen Mengen an gelagerten abgebrannten Brennelementen noch verschärft. Fallout würde auf dem gesamten Kraftwerksgelände und in der Stadt Enerhodar ein tödliches Strahlungsrisiko darstellen. Das Risiko in windabgewandter Richtung würde in hohem Maße von der Windrichtung, der Windgeschwindigkeit und eventuellen Niederschlägen abhängen, könnte aber in den nur 15 km entfernten Ortschaften Marhanets und Nikopol (100.000 Einwohner) tödliche Dosen verursachen. Tödliche Strahlungsdosen könnten in mindestens 60 km Entfernung auftreten. [14] Dies könnte auch die Stadt Saporischschja selbst betreffen, die vor dem Krieg 750.000 Einwohner hatte. Dies würde in Friedenszeiten ein völlig unüberschaubares Evakuierungserfordernis darstellen, geschweige denn mitten in einem intensiven Krieg. Je nach Dosisleistung müssten einige Gebiete über Jahre bis Jahrzehnte gemieden werden. Dies war ein großes Problem nach der Nuklearkatastrophe von Tschernobyl 1986, bei der eine Sperrzone mit einem Radius von 30 km noch über 30 Jahre später in Kraft ist. Übersetzt mit Deepl.com

 

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Dr. Philip Webber ist Vorsitzender von Scientists for Global Responsibility. Er hat viel über die Risiken von Atomwaffen und Atomkraft geschrieben – unter anderem ist er Mitautor des Buches London After the Bomb. Einen Teil seiner Karriere verbrachte er als Notfallplaner in der Kommunalverwaltung.

Die Originalquelle für diesen Artikel ist Responsible Science Journal
Copyright © Dr. Philip Webber, Zeitschrift für verantwortungsvolle Wissenschaft, 2023

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