Erdbeben in Japan: Eine Nuklearkatastrophe der höchsten Stufe 7 [3. Update]

Über vier Wochen nach dem verheerenden Erdbeben der Stärke 9 und dem darauf folgenden Tsunami in Japan steigen die Opferzahlen immer noch. Die japanische Polizei spricht momentan von 13.116 Toten. Zudem sind derzeit noch 14.377 Menschen als vermisst registriert. Insgesamt rechnen die Behörden mit über 28.000 Toten. 147.000 Menschen leben noch in Evakuierungszentren, die über 18 japanische Präfekturen verteilt wurden. Am Montag, 11. April 17:16 japanischer Zeit (9:16 MEZ), erschütterte ein weiteres Erdbeben der Stärke 7,1 den Nordosten Japans, der von den vorherigen Beben bereits stark zerstört ist. Das Epizentrum lag 30 km südwestlich der Küste von Fukushima. Auch eine neue Tsunami-Warnung vor Wellen bis zu 1 m Höhe wurde ausgegeben. Erneut wurden deswegen die Arbeiter aus dem AKW Fukushima Daiichi abgezogen, es habe aber keine weiteren Schäden am Kraftwerk gegeben.

Auch wenn die japanische Regierung und Kraftwerksbetreiber Tokyo Electric Power von langsamen Fortschritten und sinkender Gefahr weiterer starker radioaktiver Verseuchung der Umwelt sprechen, ist die Lage im außer Kontrolle geratenen AKW Fukushima Daiichi mit seinem insgesamt 6 Reaktoren noch lange nicht unter Kontrolle. Die japanische Regierung beschloss nun, die Evakuierungszone rund um das havarierte Kraftwerk auf 30 km auszuweiten, berichtete die japanische Nachrichtenagentur Nikkei unter Berufung auf den Regierungssprecher Yukio Edano. Bislang galt die Sperrzone nur für ein Gebiet mit einem Radius von 20 km rund um das Atomkraftwerk; den Bewohnern von Städten und Dörfern in der Zone zwischen 20 und 30 km war bislang empfohlen worden, ihre Häuser nicht zu verlassen. Die mit der UN assoziierte Atomaufsichtsorganisation IAEA hatte bereits vor einigen Tagen erklärt, von ihren Technikern erhobene Messwerte sprächen dafür, dass weitere Gebiete evakuiert werden müssten. Die japanische Regierung geht nun davon aus, dass langfristige radioaktive Belastung durch die Kontamination des Erdbodens nach den Unfälle in Fukushima Daiichi die Bevölkerung in der Zone schädigen könne; sie hat daher die Dosis, ab der ein Gebiet evakuiert werden soll, von 50 MilliSievert pro Jahr auf 20 MilliSievert pro Jahr gesenkt.

Die beschädigten Reaktoren 1 bis 3 in dem Reaktor müssen derzeit immer noch von außen gekühlt werden, ebenso die Abklingbecken für verbrauchte Brennelemente der Reaktoren 1 bis 4. Die Arbeiten an der Wiederherstellung der Kontroll- und Steuerungsfunktionen in den teilweise schwer beschädigten Reaktorgebäuden und an den ausgefallenen Kühlsystemen werden weiter durch schwer radioaktiv kontaminiertes Wasser behindert, das in den Gebäuden herumschwappt. Die Stromversorgung zu den Reaktoren ist zwar wieder intakt, aber die Kontrollräume und die Sensoren arbeiten noch nicht wieder ausreichend, die normalen Kühlsysteme sind nicht in Betrieb; es wird extern Wasser zur Kühlung zugeführt. Ob die Kühlsysteme, die nach dem Erdbeben und dem Tsunami durch Versagen der Stromversorgung und die Explosionen im Kraftwerk ausfielen, wieder in Betrieb gesetzt werden können beziehungsweise welche Reparaturen notwendig sind, ist weiter unklar.

Die aktuelle Statusübersicht des japanischen Atomforums vom 11. April 16:00 japanischer Zeit (8:00 MEZ) zeigt keine Veränderung im Status der Reaktoren. Nach dem Beben kam es in den Reaktorgebäuden zu Stromausfall, was die Kühlsysteme lahmlegte. Explosionen zerstörten die Reaktorgebäude teilweise schwer, es gab zudem große Schäden am Containment; teilweise werden sogar Beeinträchtigungen der Reaktordruckbehälter vermutet. Durch die fehlende Kühlung wurden die Brennelemente in den Reaktoren 1 bis 3 beschädigt, die Reaktorkerne sind ganz oder teilweise freigelegt. Man muss weiter davon ausgehen, dass es teilweise Kernschmelzen gab, die Gefahr weiterer Kernschmelzen ist noch lange nicht gebannt. Der Statusbericht wurde insoweit aktualisiert, dass für Reaktoren 1, 2 und 3 ein Beschädigungsgrad der Brennelemente von 70, 30 und 25 Prozent angegeben wird; dies beruhe auf Schätzungen durch Tokyo Electric Power anhand der gemessenen Radioaktivität im Containment. Die Abklingbecken für abgebrannte Brennstäbe bei den Reaktoren 3 und 4 sind nicht ausreichend mit Kühlwasser versorgt, die Brennstäbe in den Becken teilweise beschädigt. Für die Reaktordruckbehälter heißt es immer noch, ihr Zustand sei, was die strukturelle Integrität angehe, unbekannt. Das Containment von Reaktor 1 und 3 soll nicht beschädigt sein, bei Reaktor 2 soll es Beschädigungen und Lecks geben.

Im Wasser, das im Gebäude des Reaktors 2 und den nach außen führenden Kanälen steht, wurden Radioaktivitätswerte von mehr als 1000 MilliSievert pro Stunde gemessen. In Reaktor 4 wurden in Wasseransammlungen in Schächten Belastungen von 100 MilliSievert pro Stunde festgestellt. Durch die gestörten Kontroll- und Steuerfunktionen scheinen auch die Messwerte über die Radioaktivität in den Reaktorgebäuden und -Containments sehr unzuverlässig zu sein: Teilweise wurden über 100 Sievert pro Stunde im Containment gemessen – Tokyo Electric Power ebenso wie die japanische Atomaufsichtsbehörde NISA führen dies aber auf Messfehler durch gestörte Sensoren zurück. Die IAEA hält eine radioaktive Dosis durch die natürliche Umweltstrahlung von 0,2 bis 0,3 MikroSievert pro Stunde (2,4 MilliSievert pro Jahr) für normal, in Deutschland liegt die natürliche Umweltstrahlung bei bis zu 0,2 MikroSievert pro Stunde (1,7 MilliSievert pro Jahr). Im Artikel Die unsichtbare Gefahr erläutert Veronika Szentpetery von Technology Review, was die erhöhten Strahlungswerte im AKW Fukushima Daiichi und in der Umgebung bedeuten.

Um das Wasser aus den Reaktorgebäuden abzupumpen, wurden 11.500 Tonnen schwach radioaktiven Wassers aus Tanks ins Meer abgelassen – da die Tanks voll waren, konnte kein weiteres Wasser aus den Reaktorgebäuden abgepumpt werden. Die Radioaktivität im ins Meer ausgeleiteten Wasser soll etwa 100-fach über dem eigentlich erlaubten Grenzwert gelegen haben. Die jeweils neuesten Messwerte über die radioaktive Belastung von Erdboden und Seewasser gibt die IAEA in einem tägliche Status-Update bekannt. Tokyo Electric Power will nun rund 700 Tonnen stark kontaminierten Wassers aus den Reaktoren in den Condenser von Reaktor 2 pumpen.

Bislang betrachtet die japanische Nuklearaufsichtsbehörde die Vorgänge in Fukushima Daiichi als einen Unfall der Stufe 5 (accident with wider consequences) auf International Nuclear Events Scale (INES). Der Unfall in Harrisburg ist auf INES ebenfalls auf Stufe 5 eingeordnet, die Katastrophe von Tschernobyl auf der höchsten Stufe 7 (major accident). Wolfgang Weiss, Chef des wissenschaftlichen Komitees der UN über die Effekte von Radioaktivität, meinte allerdings vor Kurzem, der Unfall im AKW Fukushima Daiichi müsse wahrscheinlich eher auf Stufe 6 eingeordnet werden: Die Situation in Fukushima habe nicht so weitgehende Auswirkungen wie der Unfall in Tschernobyl, sei aber weit ernster als die Vorfälle in Harrisburg. Im AKW Three Mile Island war es zu einer Kernschmelze gekommen. In Tschernobyl kam es zu schweren Explosionen eines Reaktors, bei denen große Mengen radioaktives Material in die Umwelt ausgesetzt wurden und sich über weite Teile Europas verteilten. Bis heute sind auch in einigen Regionen Deutschlands vor allem Pilze und Wildtiere stark radioaktiv belastet.

[1. Update (12.4., 10:25): Die japanische Atomaufsichtsbehörde NISA hat mittlerweile ihre Einschätzung über die Schwere der Nuklearkatastrophe in Fukushima Daiichi korrigiert. Sie ordnet die Unfälle in dem Atomkraftwerk vorläufig nun auf International Nuclear Events Scale (INES) auf der höchsten Stufe 7 (major accident) und damit auf der gleichen Stufe wie den Tschernobyl-Unfall ein. Die Korrektur der Einstufung von 5 auf 7 erfolge aufgrund der Informationen über die Vorgänge im Kraftwerk und die Kontamination der Umwelt, die man nach dem 18. März erhalten habe. Die Einstufung werde nach Untersuchungen durch Nuklearexperten endgültig festgelegt.

Der Umfang, in dem radioaktive Materialien in die Umwelt gelangt seine, liege aber nur bei ungefähr 10 Prozent dessen, was beim Unfall von Tschernobyl freigesetzt worden sei. In Fukushima Daiichi seien bislang zwischen 370.000 und 630.000 Terabecquerel an Jod-131 und Cäsium-137 freigesetzt worden: Nach Schätzung der NISA waren es 3,7 × 10¹⁷ Becquerel, nach Meinung der japanischen Nuclear Safety Commission waren es 6,3 × 10¹⁷ Becquerel; als Vergleich gibt die NISA für Tschernobyl eine Freisetzung von 5,2 ×10¹⁸ Becqerel an. Ein großer Teil der freigesetzten radioaktiven Materialien soll aus Reaktor 2 stammen, dessen Containment beschädigt wurde. Die japanischer Regierung betont aber, die Unterschiede zwischen dem Unfall in Tschernobyl und dem in Fukushima Daiichi seien immens, vor allem, da die Reaktoren selbst nicht wie in Tschernobyl in die Luft geflogen seien. Kraftwerksbetreiber Tokyo Electric Power erklärte allerdings laut der Nachrichtenagentur Kyodo, die Gesamtmenge an in die Umwelt abgebenen radioaktiven Isotopen könne eventuell die von Tschernobyl noch übersteigen. Derzeit soll noch unter 1 Terabecquerel pro Stunde freigesetzt werden. Die Regierung hatte kurz zuvor bekanntgegeben, dass die gemessene Radioaktiviätsdosis in einer Stadt 24 km nordwestlich des Kraftwerks auf 34 MilliSievert für die vier Wochen seit dem Erdbeben erreicht habe, das entspreche einer Dosis von 314 MilliSievert pro Jahr. Der erlaubte Grenzwert liege bei 100 MilliSievert pro Jahr.

Beim erneuten Nachbeben der Stärke 7,1 am 11. April war in Fukushima Daiichi erneut die externe Kühlung für bis zu 50 Minuten ausgefallen. Am Dienstag, 12. April, gab es erneut ein Nachbeben der Stärke 6,3. Auch dieses Mal wurden die Arbeiter aus dem Kraftwerk zeitweilig abgezogen, es kam aber zu keiner neuen Unterbrechung der Kühlung der Reaktoren und Abklingbecken durch externe Wasserzufuhr.]

[2. Update (13.4., 15:05): Laut der japanischen Polizei sind in Japan durch die Folgen des Erdbebens mehr als 28.000 Menschen tot oder vermisst. Bislang wurden 13.333 Tote identifiziert. 15.500 Menschen gelten noch als vermisst. Die meisten Toten gibt es in den drei am stärksten vom Erdbeben und der Flutwelle betroffenen Präfekturen Miyagi, Iwate und Fukushima, berichtet der japanische Fernsehsender NHK. Insgesamt 140.000 Menschen leben in Notunterkünften, rund 22.000 Menschen wurden aus den drei am stärksten betroffenen Präfekturen evakuiert. Insgesamt 300.000 Haushalte in acht Präfekturen sind noch von der Wasserversorgung abgeschnitten.

Die Arbeiten zum Abpumpen des stark radioaktiv verseuchten Wassers im Gebäude des Reaktors 2 von Fukushima Daiichi gehen weiter. Laut Kraftwerksbetreiber Tokyo Electric Power habe sich gezeigt, dass die meisten Brennstäbe im Abklingbecken von Reaktor 4, wo es die meisten Probleme mit der Kühlung gab, nicht beschädigt seien. Allerdings bestätigte Tokyo Electric Power damit zum ersten Mal, dass überhaupt Teile der verbrauchten Brennstäbe beschädigt seien; am Dienstag habe man eine Probe aus dem Wasser im Abklingbecken genommen und unnormal erhöhte Werte von Jod-131, Cäsium-134 und Cäsium-137 entdeckt.

Derweil werden neue Werte über die radioaktive Belastung der Umwelt bekannt: In einer Wasserprobe, die im Meer rund 30 km östlich des Kraftwerks genommen wurde, fanden sich 88,5 Becquerel pro Liter an Jod-131. Das sei das 2,2-fache des Grenzwerts, den die Regierung für Abwasser aus Atomkraftwerken festgelegt habe, hieß es. Auch die bislang höchsten Werte für Cäsium-137 seien festgestellt worden, diese lägen aber noch unter den Grenzwerten. In sechs beziehungsweise acht Präfekturen wurden an Land Belastungen mit Jod-131 beziehungsweise Cäsium-137 gemessen, die bei 2,1 bis 35 Becquerel pro Quadratmeter (Jod-131) respektive 5,2 bis 41 Becquerel pro Quadratmeter lagen, gab die IAEA bekannt. In 47 Präfekturen wurden die radioaktiven Dosen gemessen, sie sollen nach Angaben der IAEA eine abnehmende Tendenz zeigen. In der Präfektur Fukushima lag der Wert bei 2,1 MikroSievert pro Stunde, in Ibaraki bei 0,15 MikroSievert pro Stunde und in allen anderen Präfekturen bei 0,1 MikroSievert pro Stunde. Außerhalb der 30-km-Zone, auf die die Evakuierung der Bevölkerung rund um das Atomkraftwerk ausgedehnt werden soll, wurde im Erdboden das radioaktive Strontium-90 entdeckt: Die Belastung lag bei 3,32 bis 32 Becquerel pro Kilogramm. Sehr Geringe Mengen von Strontium-90, die laut dem japanischen Forschungsministerium kein Gesundheitsrisiko darstellen, seien auch in Pflanzen in einem Umkreis von 40 bis 80 km um das Kraftwerk gefunden worden. Genommen wurden die Proben bereits zwischen dem 16. und 19. März. In Japans Hauptstadt Tokio soll sich die gemessene radioaktive Belastung wieder auf Werte wie vor dem Nuklearunfall in Fukushima Daiichi normalisiert haben.

Japans Premierminister Naoto Kan ist der Ansicht, dass sich die "nukleare Krise" in Fukushima Daiichi in den letzten Tagen nach und nach etwas gebessert habe. Es sei aber keineswegs angebracht, bei der Eingrenzung des Nuklearunfalls nachlässig zu werden. Man könne derzeit immer noch nicht vorhersagen, was in dem Kraftwerk in den nächsten Tagen noch alles passieren könne. Kan erklärte aber auch, dass die Evakuierungszone um deas Kraftwerk für 20 Jahre unbewohnbar bleiben könnte. Für bis zu 100.000 Evakuierte könnte eine umweltfreundliche Stadt "nach Vorbild der deutschen Gartenstädte" im Landesinnern gebaut werden.]

[3. Update (15.4., 14:20): Die Zahl der Todesopfer ist in Japan nach offiziellen Angaben mittlerweile auf 13.551 gestiegen, von denen 11.367 bereits identifiziert wurden. Immer noch sind zudem 14.563 Menschen als vermisst gemeldet. Aufgrund der besonders starken Zerstörungen in einigen vom Erdbeben und der anschließenden Flutwelle betroffenen Gebieten lässt sich die Zahl der Vermissten allerdings nicht sicher angeben. Auch wird weiterhin befürchtet, dass die Zahl der Opfer weiter ansteigt, da noch lange nicht alle Gebiete durchsucht wurden. Am Donnerstag wurde erstmals eine Suche im Umkreis von 10 km um das außer Kontrolle geratene AKW Fukushima Daiichi durchgeführt.

Während die Arbeiter im Kraftwerk weiter darum bemüht sind, das hoch radioaktiv verseuchte Wasser aus den Reaktorgebäuden in Tanks zu pumpen, um die Arbeiten an der Wiederherstellung der Kontrollfunktionen und der Kühlsysteme der Reaktoren wieder aufnehmen zu können, steigt die Belastung des Grundwassers im Bereich der Reaktorgebäude. Laut Kraftwerksbetreiber Tokyo Electric Power kletterte die gemessene Kontamination mit Jod-131 von 72 Becquerel pro Kubikmeter am 6. April auf 400 Becquerel pro Kubikmeter am 13. April. Die Belastung mit Cäsium-134 stieg von 1,4 auf 53 Becquerel pro Kubikmeter. Insgesamt sollen rund 60.000 Tonnen stark kontaminiertes Wasser, das aus den externen Kühlversuchen für die Reaktoren stammt, in den Reaktorgebäuden stehen. Bislang konnten die Arbeiter lediglich knapp 700 Tonnen aus dem Gebäude von Reaktor 2 abpumpen, was den Wasserstand kaum verringerte – im Gegenteil, nach anfänglichen Absinken stieg das Wasser wieder an. Das Abpumpen wird teilweise konterkariert durch die für die Kühlung weiter notwendige externe Zufuhr von Wasser.

Mittlerweile erklärte die Atomic Energy Society of Japan (AESJ), dass die Kernbrennstäbe in den Reaktoren 1 bis 3 tatsächlich teilweise geschmolzen seien und sich wahrscheinlich als granulares Material am Boden der Druckbehälter abgesetzt habe. Allerdings sei die gemessene Temperatur relativ niedrig, sodass es unwahrscheinlich sei, dass große Mengen an geschmolzenen Brennstäben angefallen seien. Eine Rekritikalität (das ungeplante Wiedereinsetzen der Kettenreaktion) sei zudem aller Voraussicht nach auszuschließen: Man gehe davon aus, dass sich die Körner aus geschmolzenen Brennelementen, die einen Durchmesser zwischen einigen Millimetern und einem Zentimeter haben sollen, gleichmäßig auf dem Boden der Druckbehälter verteilt haben.

Tokyo Electric Power gab bekannt, man werde vorläufige Entschädigungen an die Bewohner der von dem Nuklearunfall im AKW Fukushima Daiichi betroffenen Gebiete zahlen – eingeschlossen sollen alle Haushalte in einem Umkreis von 30 km um das Kraftwerk sein (die Evakuierungszone umfasst derzeit einen Umkreis von 20 km, im Bereich von 20 bis 30 km wird den Menschen empfohlen, ihre Häsuer nicht zu verlassen; die Evakuierungszone soll aber auf einen Bereich mit einem Durchmesser von 30 km um das Kraftwerk ausgedehnt werden). Jede Familie in dieser Zone soll 1 Millionen Yen (rund 8.300 Euro) erhalten, ein Ein-Personen-Haushalt bekommt rund 6.200 Euro.]

Siehe zum Erdbeben in Japan und der Entwicklung danach auch:

• Dossier: Der GAU in Japan und die Debatte um die Kernenergie
• Chronologie der Ereignisse im AKW Fukushima I von Technology Review
• e-news energie & klima, laufende Berichterstattung in Telepolis

• Neues schweres Beben und eine nukleare Katastrophe von Dauer [3. Update]
  
• Eine andauernde nukleare Katastrophe [3. Update]
• Ein langer Kampf gegen die nukleare Katastrophe [2. Update]
  
• Plutonium freigesetzt [2. Update]
  
• Mehr als 10.000 Tote gezählt
  
• Fortschritte und Rückschläge im Kampf gegen die Nuklearkatastrophe
  
• Gestiegene Opferzahlen, nur langsame Fortschritte im AKW Fukushima [3. Update]
• Stromleitung für Kühlpumpen liegt, Blackouts gehen weiter
  
• Arbeiten gegen die Nuklearkatastrophe [2. Update]
• Nachbeben und ein AKW außer Kontrolle [8. Update]
• Nach dem Erdbeben in Japan: Unzählige Tote, tausende Vermisste, Notfälle in AKW [9. Update]
• Erdbeben und Tsunami in Japan [11. Update]

• Freescale baut beschädigte Chipfabrik nicht wieder auf
  
• Katastrophe in Japan: Bitkom warnt vor Lieferschwierigkeiten und Preissteigerungen
• Mehrere Unterseekabel in Folge des Erdbebens defekt
  
• Japan: Engpässe bei Speicherchips und anderen Bauelementen befürchtet
• Sieben deutsche AKW sollen vorübergehend abgeschaltet werden
  
• Politischer Fallout in Technology Review
• Mit der Atomkrise tiefer in die Wirtschafts- und Finanzkrise
  

Zu den technischen Hintergründen der in Fukushima eingesetzten Reaktoren und zu den Vorgängen nach dem Beben siehe:

• Roboter und die Katastrophe in Japan
  
• Lesen in den Isotopen, Spaltprodukte aus dem AKW Fukushima I finden sich inzwischen in aller Welt und erlauben Forschern neue Einblicke in den GAU in Fernost
• Die unsichtbare Gefahr, Technology Review ordnet die Strahlenbelastungen im AKW Fukushima Daiichi und seiner Umgebung ein
  
• Japan und seine AKW, Hintergrund zu den japanischen Atomanlagen und zum Ablauf der Ereignisse nach dem Erdbeben in Telepolis
• Der Alptraum von Fukushima, Technology Review zu den Ereignissen in den japanischen Atomkraftwerken und zum technischen Hintergrund.
• 80 Sekunden bis zur Erschütterung in Technology Review
• Dreifaches Leid, Martin Kölling, Sinologe in Tokio, beschreibt in seinem, Blog auf Technology Review, "wie ein Land mit der schlimmsten Katastrophenserie der Menschheitsgeschichte umgeht".
• 15 Meiler um eine Stadt, Martin Kölling berichtet direkt aus Japan: Atomingenieure in Tsuruga, der Stadt mit der höchsten Reaktorendichte der Welt, gruseln sich vor dem GAU in Fukushima
  
• Mobilisierung im Netz: Auch in der Katastrophenhilfe ist das Internet zu einem mächtigen Instrument geworden, auf Technology Review

(jk)