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]

Zu einem Super-GAU (INES: 7)^[23] kam es im Block 4 des Kernkraftwerkes Tschernobyl in der Ukraine. Dabei wurde der Reaktorkern während eines Sicherheitstests aufgrund von Fehlern des Personals und durch konstruktionsbedingte Mängel prompt überkritisch. Es erfolgte eine Leistungsexkursion, die ein Vielfaches der Nennleistung überstieg, so dass es zu einer totalen Kernschmelze und zwei Wasserstoff-Explosionen in kurzer Folge kam. Die Abdeckung des Reaktorkerns und das Dach des Reaktorgebäudes wurden dadurch weggesprengt, ein Containment gab es nicht. Durch die Freilegung und Brand des Reaktorkernes wurden große Mengen Radioaktivität freigesetzt, die unmittelbare Umgebung wurde stark kontaminiert; darüber hinaus gab es zahlreiche direkte Strahlenopfer unter den Hilfskräften. Der Super-GAU konnte durch Radioaktivitätsmessungen und Fallout in Schweden und anderen europäischen Ländern nachgewiesen werden. Es wurde ein großräumiges Sperrgebiet eingerichtet und das Gebiet evakuiert. Die Anzahl der geschädigten Personen schwankt je nach Studie erheblich. Dass der Unfall bisher (gemäß IAEO) unerwartet wenig Opfer forderte, ist teils darauf zurückzuführen, dass der heftige Graphitbrand große Teile der Radioaktivität direkt und hoch in die Atmosphäre hinauf beförderte sowie der Wind vor der Evakuierung größerer Städte wie Prypjat weitgehend in Richtung bevölkerungsschwächerer Regionen blies.

In einer Brennelemente-Fabrik in Tōkai-mura (Japan) befüllten Arbeiter einen Vorbereitungstank mit 16,6 kg Urangemisch (statt der vorgeschriebenen 2,3 kg). Daraufhin setzte eine unkontrollierte Kettenreaktion ein und Strahlung trat aus. Die Zahl der Menschen, die erhöhte Strahlendosen erhielten, wird mit 35 bis 63 angegeben. Drei Arbeiter waren einer besonders hohen Dosis von bis zu 20 Sievert ausgesetzt. Ca. 300.000 Anwohner wurden aufgefordert, ihre Häuser nicht zu verlassen. Dieser Unfall wird von offizieller Seite mit INES 4,^[33][34] von einigen Wissenschaftlern aber mit INES 5 bewertet.^[35] Der Arbeiter Hisashi Ōuchi, der einer Strahlendosis von mutmaßlich 16 bis 20 Sievert ausgesetzt war, verstarb am 21. Dezember 1999 im Alter von 35 Jahren an Leberversagen. Am 27. April 2000 verstarb mit Masato Shinohara (40) ein weiterer Arbeiter nach langer Krankheit. Er war vermutlich einer Strahlung von 6 bis 10 Sievert ausgesetzt.^[36]

Aufgrund von Schäden bei der Stromversorgung und an den Kühlsystemen, die durch das große Tōhoku-Erdbeben vom 11. März 2011 und den folgenden Tsunami verursacht wurden, kam es in drei Reaktoren und zwei Abklingbecken des Kernkraftwerks Fukushima-Daiichi (Fukushima I) zur Überhitzung der Brennelemente. Es ereigneten sich mehrere Explosionen: In Block 1 am 12. März, in Block 3 am 14. März und in den Blöcken 2 und 4 am 15. März. Bei diesen Explosionen wurden bei Block 1 und 3 die äußeren Gebäudehüllen stark beschädigt und radioaktives Material freigesetzt. Zudem brachen in den Blöcken 3 und 4 mehrere Brände aus und setzten große Mengen radioaktiver Stoffe frei. Zur behelfsmäßigen Kühlung wurde in die Reaktorkerne von Block 1, 2 und 3 zunächst Reinwasser, dann mit Borsäure versetztes Meerwasser und schließlich wieder Reinwasser gepumpt. Auch in die betroffenen Abklingbecken wurde Wasser von außen her nachgeführt.

Von der japanischen Regierung wurden in mehreren Schritten Evakuierungsmaßnahmen mit einem Radius von zuletzt 20 km angeordnet, von denen zunächst etwa 80.000 Menschen betroffen waren; in einem Umkreis von 30 km wurde den Bewohnern empfohlen, sich nicht ins Freie zu begeben (dies betraf 200.000 Menschen) und Fenster und Türen geschlossen zu halten; die USA empfahlen wenige Tage nach der ersten Explosion eine Evakuierungszone von 80 km, davon wären ca. 2 Mio. Menschen betroffen gewesen. Später wurde aufgrund gemessener Bodenkontamination ein weiterer Bereich bis 30 km im Nordwesten des Werks evakuiert.

Die Ereignisse in den Blöcken 1 bis 3 wurden von der Japanischen Atomaufsichtsbehörde (NISA) am 18. März 2011 vorläufig der Stufe INES: 5 zugeordnet,^[38] am 12. April 2011 jedoch auf die höchstmögliche Stufe INES: 7 hochgestuft.^[39] Erhebliches Interesse der nationalen und internationalen Medien inkl. Filmmaterial der Explosionen in zwei Reaktorgebäuden sowie eine höhere Einstufung durch ausländische Einrichtungen^[40][41][42] hatten die japanische Regierung zuvor unter Zugzwang gesetzt.

Der Kraftwerksbetreiber Tepco räumte schließlich ebenfalls sogenannte „teilweise Kernschmelzen“ in den Reaktoren 1 und 3 ein, später auch in Reaktor 2.^[43][44]