Liste von Unfällen in kerntechnischen Anlagen

Harry K. Daghlian Jr. arbeitete auf dem Omega-Gelände des Kernforschungszentrums von Los Alamos und erzeugte eine prompt überkritische Anordnung, als er versehentlich einen Wolframcarbid-Klotz auf einen etwa 6 kg schweren Plutonium-Kern fallen ließ. Obwohl er das Stück wegstieß, erhielt er bei dem Prompt Burst eine tödliche Strahlendosis von geschätzt ca. 5 Sievert (Sv) und starb am 15. September.^[2]

Im Kernforschungszentrum von Los Alamos experimentierte der kanadische Physiker Louis Slotin im Beisein mehrerer Wissenschaftler mit demselben Plutoniumkern, der in der Folge als „Demon Core“ bezeichnet wurde, und zwei Halbkugelschalen aus Beryllium, die als Neutronenreflektoren dienten. Slotin hielt die obere Halbkugel durch ein Daumenloch und benutzte, um sie kontrolliert abzusenken, einen Schraubendreher. Als der aus dem Spalt herausrutschte, riss Slotin die Halbkugel fort; er erhielt dabei eine Dosis von etwa 21 Sv, an der er bereits am 30. Mai verstarb.^[2]

Am 29. September 1957 kam es im Kerntechnikkomplex Majak nahe Kyschtym im südlichen Ural zu einem schweren Unfall. In einer Zisterne mit hochradioaktiven Abfällen fiel das Kühlsystem aus, ohne dass dies zunächst bemerkt wurde. Der Inhalt erhitzte sich dadurch immer weiter und explodierte schließlich bei etwa 350 °C. Die Explosion sprengte die rund 160 Tonnen schwere Betonabdeckung des Tanks und schleuderte etwa 20 Millionen Curie radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre. Der radioaktive Niederschlag wurde vom Wind über ein Gebiet von etwa 20.000 km² verteilt, in dem rund 270.000 Menschen lebten. In den Tagen nach dem Unfall wurden mehr als 20 Dörfer mit über 11.000 Einwohnern evakuiert und anschließend vollständig zerstört. Offizielle Informationen über die Ursache der Maßnahmen erhielten die Bewohner nicht. Der Vorfall blieb lange geheim. Außerhalb der Sowjetunion wurde er erst 1976 bekannt, als der sowjetische Biochemiker Schores Alexandrowitsch Medwedew erste Informationen darüber veröffentlichte. Die sowjetischen Behörden bestätigten den Unfall offiziell erst 1989.^[7]

Während Wartungsarbeiten zur Regeneration des Graphitmoderators kam es am 10. Oktober 1957 im Reaktorblock 1 der Anlage Windscale in Cumberland (später Sellafield) zu einem schweren Störfall. Beim Ausglühen der im Graphit gespeicherten Wigner-Energie geriet die Erwärmung außer Kontrolle. Teile des Moderators überhitzten so stark, dass Hüllrohre von Brennelementen beschädigt wurden und Spaltprodukte, insbesondere Iod-131, freigesetzt wurden. Insgesamt gelangten etwa 2 × 10⁴ Curie Iod-131 in die Umgebung. In einem Gebiet von etwa 50 km Länge und 10 bis 15 km Breite wurde vom 12. Oktober bis zum 23. November 1957 eine Milchsperre verhängt; rund 3 Millionen Liter Milch mussten aus dem Verkehr gezogen und vernichtet werden. Menschen wurden nicht verletzt, jedoch wurde der Reaktor, der der Plutoniumproduktion für das britische Atomwaffenprogramm diente, durch den Unfall zerstört. Der luftgekühlte Natururan-Graphitreaktor gehörte zu einem speziellen britischen Reaktortyp, der außerhalb von Windscale nicht eingesetzt wurde. Die radioaktive Wolke zog über London und weiter über Belgien und die Niederlande bis nach Deutschland, Österreich und in die Tschechoslowakei, wobei die Aktivität rasch abnahm. Der Unfall führte in Europa erstmals zu einer von einem Kernreaktor ausgehenden radioaktiven Kontamination mit messbaren Auswirkungen auf die Bevölkerung.^[5.2]

Im Prototypreaktor SL-1 (Stationary Low-Power Reactor No. 1) auf dem Gelände der National Reactor Testing Station in Idaho kam es am 3. Januar 1961 während Montagearbeiten zu einem explosionsartigen Anstieg der Reaktorleistung. Der von der United States Army betriebene Siedewasserreaktor mit einer thermischen Leistung von 3 MW war als Prototyp eines kleinen Kraftwerks für abgelegene militärische Standorte entwickelt worden. Vermutlich wurde ein Steuerstab zu weit herausgezogen, wodurch eine prompt kritische Leistungsexkursion ausgelöst wurde. Dabei wurden im zentralen Bereich des Reaktorkerns zahlreiche Brennelemente beschädigt und teilweise aufgeschmolzen. Die schlagartige Bildung von Hochdruckdampf im Kernbereich schleuderte das Wasser nach oben und hob den Reaktordruckbehälter an; Teile der Kontrollstabantriebe wurden herausgeschleudert. Die dreiköpfige Bedienmannschaft wurde durch die Explosion und die intensive Strahlenexposition getötet. Im Reaktorgebäude wurden sehr hohe Strahlungswerte von etwa 500 bis 1000 Röntgen pro Stunde (entsprechend etwa 5 bis 10 Sievert pro Stunde), während außerhalb der Anlage nur geringe radioaktive Freisetzungen festgestellt wurden. Der Unfall führte in den USA zu Forderungen nach technisch verbesserten und zuverlässigeren Schnellabschaltsystemen sowie nach einer Weiterentwicklung der Katastrophenschutzmaßnahmen.^[5.3]

Im Kernkraftwerk Three Mile Island bei Harrisburg kam es am 28. März 1979 zu einem schweren Reaktorunfall, der von einem zunächst geringfügigen Störfall im Kondensat-Reinigungssystem ausging und infolge von Systemfehlern, Komponentenversagen und Fehlhandlungen des Betriebspersonals eskalierte. Nach dem Ausfall der Speisewasserversorgung und einer automatisch ausgelösten Reaktorschnellabschaltung konnten die Notspeisewasserpumpen aufgrund geschlossener Ventile kein Wasser in die Dampferzeuger fördern, sodass die Wärmeabfuhr gestört war. In der Folge öffnete ein Abblaseventil im Primärkreislauf und blieb unbemerkt in offener Stellung, wodurch über Stunden große Mengen Kühlmittel verloren gingen. Eine Vielzahl gleichzeitig auftretender Alarme und unzureichende Anzeigen erschwerten die Diagnose, sodass die Operateure den Kühlmittelverlust nicht erkannten und teilweise fehlerhaft in die Notkühlsysteme eingriffen; zudem wurden Hauptkühlmittelpumpen abgeschaltet, was die Aufheizung weiter beschleunigte. In der Folge kam es zur Überhitzung und zum teilweisen Trockenfallen des Reaktorkerns, was schließlich in eine partielle Kernschmelze überging. Dabei wurden erhebliche Mengen Spaltprodukte und Wasserstoff in den Sicherheitsbehälter freigesetzt, der jedoch intakt blieb und eine weitgehende Rückhaltung der radioaktiven Stoffe bewirkte.^[5.4] Geringe Mengen radioaktiver Gase wurden dennoch in die Umwelt abgegeben; die maximale individuelle Strahlenexposition wurde mit etwa 80 Millirem (ca. 0,8 Millisievert) angegeben, während die durchschnittliche Dosis für die nächstgelegenen Einwohner bei etwa 9 Millirem lag.^[12.6]

Der folgenschwerste Unfall in der Geschichte der Kernenergie ereignete sich am 26. April 1986 während einer geplanten Revision des 4. Blocks im Kernkraftwerk Tschernobyl. Bei einem Inbetriebsetzungsversuch zur Überprüfung bestimmter Sicherheitseigenschaften des Not- und Nachkühlsystems kam es aufgrund unvorhergesehener Anlagenzustände zu einem unkontrollierten Anstieg der Leistung. Die Handabschaltung konnte aufgrund der Besonderheiten des RBMK-Kerns die rapide Freisetzung von Energie in den Brennelementen nicht kompensieren. Dies führte zur vollständigen Zerstörung des Reaktorkerns und des umgebenden Gebäudes durch einen extremen Druckanstieg im Reaktorkern. Infolge des Unfalls starben 31 Personen sofort durch akutes Strahlensyndrom und weitere bekamen langfristige Gesundheitsprobleme. Tausende Liquidatoren, die in den hochbelasteten Gebieten eingesetzt wurden, erlitten lebensgefährliche Strahlenexpositionen. Psychogene Erkrankungen waren bei den Betroffenen weit verbreitet. Evakuierungen und Umsiedlungen betrafen Hunderttausende Menschen. Große Landflächen wurden radioaktiv kontaminiert, und die Sperrzone von Tschernobyl bleibt unbewohnbar. Nach dem Tschernobyl-Unfall waren Informationen über die Folgen unvollständig, geschönt und verspätet. Die sowjetische Bevölkerung wurde unzureichend informiert, und die genauen Auswirkungen wurden erst im Laufe der Jahre sichtbar. Der Unfall hatte weltweit dramatische Auswirkungen auf die öffentliche Wahrnehmung von Kernenergie und das Verständnis von Reaktorsicherheit.^[5.5] Die Abschätzung der durch den Unfall verursachten Todesfälle ist mit erheblichen Unsicherheiten behaftet, da zusätzliche Krebsfälle statistisch nur schwer von der hohen natürlichen Hintergrundrate zu unterscheiden sind. Entsprechend variieren die Angaben stark; internationale Expertengremien schätzen die Zahl der möglichen strahlenbedingten Todesfälle langfristig auf einige Tausend, wobei diese Einschätzungen weiterhin umstritten sind. Die am besten belegte gesundheitliche Folge des Reaktorunfalls ist ein deutlicher Anstieg von Schilddrüsenkrebs, insbesondere bei Personen, die im Kindesalter in stark kontaminierten Gebieten exponiert waren.^[28]

In einer Anlage des japanischen Kernbrennstoff-Unternehmens JCO kam es am 30. September 1999 zu einem Kritikalitätsunfall. Dabei wurde eine Lösung aus angereichertem Uran in einer Menge, die den zulässigen Grenzwert um ein Vielfaches überschritt, unter Missachtung der vorgeschriebenen Sicherheitsmaßnahmen in einen Behälter zur Durchmischung eingefüllt, wodurch eine unkontrollierte nukleare Kettenreaktion ausgelöst wurde. Drei Arbeiter erlitten akute Strahlenkrankheit, während weitere Beschäftigte und Anwohner Strahlendosen erhielten. Rund 161 Personen im Umkreis von etwa 350 Metern wurden evakuiert; zusätzlich wurde etwa 310.000 Einwohnern der Region vorsorglich geraten, für mehrere Stunden in ihren Häusern zu bleiben.^[31] Zwei der erkrankten Arbeiter erlitten ein schweres Knochenmarkversagen, mussten mit Stammzelltransplantationen behandelt werden und starben später nach Komplikationen wie Hautschäden, inneren Blutungen und Multiorganversagen, während der dritte Betroffene nach medizinischer Behandlung ohne größere Spätfolgen überlebte.^[32]

Im japanischen Kernkraftwerk Fukushima Daiichi kam es am 11. März 2011 infolge des Tōhoku-Erdbebens zu einer Reaktorkatastrophe. Nach dem Erdbeben schalteten sich die in Betrieb befindlichen Blöcke 1 bis 3 zwar planmäßig ab, jedoch führte der kurz darauf eintreffende Tsunami mit Wellen von bis zu 15 m Höhe zum Ausfall nahezu aller Notstromdiesel und der Kühlungssysteme. Dadurch konnte die Nachzerfallswärme in den Reaktoren nicht mehr abgeführt werden. In den folgenden Stunden und Tagen kam es in den Blöcken 1 bis 3 zu Kernschäden bis hin zu Kernschmelzen. Wasserstoff, der bei den Reaktionen im überhitzten Kern entstand, führte am 12. und 14. März zu Explosionen in den Reaktorgebäuden der Blöcke 1 und 3 sowie am 15. März zu einer weiteren Explosion in Block 4. Parallel dazu wurden umfangreiche Notmaßnahmen wie Druckentlastungen (Venting) und provisorische Kühlversuche, unter anderem mit Meerwasser, durchgeführt. Bereits am 11. März wurde der nukleare Notstand ausgerufen und eine Evakuierung der Bevölkerung eingeleitet, die schrittweise auf einen Radius von 20 km ausgeweitet wurde und insgesamt rund 146.500 Menschen betraf.^[35] Auf dem Anlagengelände wurden zunächst hohe Strahlungswerte gemessen, die den Einsatz nur unter strengen Schutzmaßnahmen ermöglichten. Radioaktive Stoffe gelangten sowohl über die Luft als auch über kontaminiertes Kühlwasser in die Umwelt, insbesondere in den Pazifik, wobei sich die Belastung später deutlich verringerte. Während keine unmittelbaren strahlenbedingten Todesfälle festgestellt wurden und gesundheitliche Folgen für die Bevölkerung nur schwer nachweisbar sind, führten Evakuierungen und deren Begleitumstände zu erheblichen indirekten Schäden; einige Studien gehen von mehreren Hundert Todesopfern infolge der Evakuierungsmaßnahmen aus.^[36] Der Unfall führte dazu, dass die Sicherheit von Kernkraftwerken sowohl in Japan als auch international überprüft wurde und weltweit strengere Sicherheitsstandards eingeführt wurden.^[37]