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Die Strahlenlüge
24.04.2006 um 21:46Nochmal der ganze Ablauf der Katastrophe:
Die Katastrophe
AlsUrsache
gelten neben bauartbedingten Eigenschaften des Kernreaktors (RBMK-1000) unddessen
Betrieb in einem unzulässigen Leistungsbereich auch mangelnde Erfahrung undKompetenz des
Betriebspersonals sowie die Verletzung von Betriebsvorschriften. Indiesem Zusammenhang
war paradoxerweise die manuell eingeleiteteReaktorschnellabschaltung der Auslöser der
Katastrophe.
DaKernkraftwerke Strom nicht nur erzeugen, sondern auch
verbrauchen (beispielsweise fürden Betrieb der Kühlpumpen, Mess- und Anzeigetechnik) und
diesen aus dem Netzentnehmen, muss sichergestellt sein, dass bei einem totalen
Stromausfall genügendelektrische Leistung zur Verfügung steht, um den Reaktor sicher
abzuschalten.
In einem anstehenden Experiment sollte geprüft werden, ob die
Leistung der bei derAbschaltung langsam auslaufenden Turbine die Zeit bis zum Anlaufen
vonDieselgeneratoren (etwa 40–60 Sekunden) überbrücken kann. Ein früherer Versuchim
Block 3 des Kraftwerks war zuvor gescheitert, weil die Spannung zu schnell absank.Nun
sollte der Versuch mit einem verbesserten Spannungsregler wiederholt werden.Diesen
erneuten Versuch führte man bei einer Routineabschaltung des Reaktors durch.
25.
April 1986, 1:00: Als erster Schritt sollte die Leistung des Reaktors vonihrem Nennwert
bei 3.200 Megawatt thermisch (=MWth) auf 1.000 MWth reduziert werden,wie bei einer
Regelabschaltung üblich. Um 13:05 wurde auf Anweisung des Lastverteilersin Kiew die
Leistung bei 1.600 MWth stabilisiert.
23:10: Die Leistung wurdeweiter
abgesenkt. Nach dem Schichtwechsel um 24:00 schaltete die neue Mannschaft um00:28 bei
500 MWth die automatische Reaktorleistungsregelung um. Durch einenBedienfehler, durch
den der Sollwert für die Gesamtleistungsregelung anscheinend nichtrichtig eingestellt
wurde, oder auf Grund eines technischen Defekts sank die Leistungweiter bis auf nur etwa
30 MW.
Wie nach jeder Leistungsabsenkung erhöhte sichvorübergehend die
Konzentration des Isotops Xenon-135 im Reaktorkern(„Xe-Vergiftung“). Da Xenon-135 die
für die nukleare Kettenreaktion benötigtenNeutronen sehr stark absorbiert, nahm aufgrund
der Konzentrationszunahme die Leistungdes Reaktors immer weiter ab. Als die
Betriebsmannschaft am 26. April 1986 um 00:32Uhr die Leistung des Reaktors durch
weiteres Ausfahren von Regelstäben wieder anhebenwollte, gelang ihr das infolge der
mittlerweile aufgebauten Xe-Vergiftung nur bis zuetwa 200 MW oder 7 % der Nennleistung.
Obwohl der Betrieb auf diesemLeistungsniveau unzulässig war (laut Vorschrift
durfte der Reaktor nicht unterhalb von20 Prozent der Nennleistung betrieben werden) und
sich zu diesem Zeitpunkt außerdemviel weniger Regelstäbe im Kern befanden, als für einen
sicheren Betrieb notwendigwaren, wurde der Reaktor nicht abgeschaltet, sondern das
Signal zum Beginn desTestlaufs gegeben.
26. April 1986, 01:03 bzw. 01:07: Um
die zusätzliche Lastdes bei Turbineneinlassventilschließung anfahrenden
Kernnotkühlsystems zu simulieren,wurden nacheinander zwei zusätzliche
Hauptkühlmittelpumpen in Betrieb genommen.Infolge des erhöhten Kühlmitteldurchsatzes
nahm der Dampfblasengehalt im Reaktorkernweiter ab. Die Reaktivitätsabnahme führte zum
Herausfahren weiterer Regelstäbe, um dieLeistung zu stabilisieren. Dies wäre der letzte
Zeitpunkt gewesen, an dem man denReaktor noch durch eine Notabschaltung hätte retten
können.
01:19: ZurStabilisierung des fallenden Wasserstands in den
Dampfseparatoren wurde dieSpeisewasserzufuhr erhöht. Dies führte jedoch zu weiterer
Unterkühlung und Abnahme desDampfblasengehalts, welches wiederum durch Stabausfahren
kompensiert wurde. In denfolgenden Minuten versuchten die Operateure durch Regulierung
der Speisewasser- undTurbinendampfzufuhr Wasserstand und Druck zu stabilisieren. Beide
Parameter hätten zueiner Reaktorschnellabschaltung geführt; entsprechende Warnanzeigen
wurden jedochblockiert. Der Reaktor befand sich zu diesem Zeitpunkt in einem äußerst
instabilenZustand, in dem jede kleinste Veränderung eines Parameters schwerwiegende
Folgen habenkonnte.
01:23: Der eigentliche Test begann. Das Haupteinlassventil
derTurbine wurde geschlossen und somit dem Generator, dessen Auslaufenergie manmessen
wollte, die Kraftzufuhr genommen. Dadurch wurde die Wärmeabfuhr aus demReaktor
unterbrochen, die Temperatur stieg an und Kühlmittel verdampfte.
ImGegensatz zu
Leichtwasserreaktoren westlicher Bauart, in denen das Kühlmittelgleichzeitig Moderator
ist, haben Reaktoren des RBMK-Typs im unteren Leistungsbereicheinen positiven so
genannten Dampfblasenkoeffizient (Voidkoeffizient). Das bedeutet,dass mit zunehmendem
Verdampfen des Kühlmittels die Reaktivität des Reaktors steigt.
Genau das
geschah auch hier. Der dadurch wachsende Neutronenfluss bewirkteeinen verstärkten Abbau
der im Kern angesammelten Neutronengifte (insbesondereXe-135). Dadurch stiegen
Reaktivität und Reaktorleistung immer schneller an, wodurchwieder größere Mengen
Kühlmittel verdampften. Die Situation geriet langsam außerKontrolle. Um 01:23:35 löste
der Schichtleiter manuell die Notabschaltung des Reaktorsaus.
Dazu wurden alle
zuvor aus dem Kern entfernten Steuerstäbe wieder in denReaktor eingefahren, doch hier
zeigte sich ein weiterer Konzeptionsfehler desReaktortyps: Durch die an den Spitzen der
Stäbe angebrachten Graphitblöcke (Graphitwar der Hauptmoderator des Reaktors) wurde beim
Einfahren eines vollständigherausgezogenen Stabs die Reaktivität kurzzeitig erhöht, bis
der Stab tiefer in denKern eingedrungen war.
Die durch das gleichzeitige
Einführen aller Stäbe(über 250) massiv gesteigerte Neutronenausbeute ließ die
Reaktivität so weitansteigen, bis schließlich (um 01:23:44) die prompten Neutronen
alleine (also ohne dieverzögerten Neutronen) für die Kettenreaktion ausreichten
(„prompte Kritikalität“) unddie Leistung innerhalb von Millisekunden das Hundertfache
des Nennwertes überschritt(„nukleare Leistungsexkursion“).
Die Hitze verformte
die Kanäle derRegelstäbe, so dass diese nicht weit genug in den Reaktorkern eindringen
konnten, umihre volle Wirkung zu erzielen, und sie ließ die Druckröhren reißen und das
Zirkoniumder Brennstäbe mit dem umgebenden Wasser reagieren. Wasserstoff entstand in
größerenMengen und bildete mit dem Sauerstoff der Luft Knallgas, das sichvermutlich
entzündete und zu einer zweiten Explosion (nur Sekunden nach der „nuklearenExkursion“)
führte.
Welche Explosion zum Abheben des über 1.000 Tonnenschweren Deckels des
Reaktorkerns führte, ist nicht ganz klar. Außerdem zerstörten dieExplosionen das (nur
als Wetterschutz ausgebildete) Dach des Reaktorgebäudes, sodassder Reaktorkern nun nicht
mehr eingeschlossen war und direkte Verbindung zurAtmosphäre hatte. Der glühende Graphit
im Reaktorkern fing sofort Feuer. Insgesamtverbrannten während der folgenden 10 Tage 250
Tonnen Graphit, das sind etwa 15 Prozentdes Gesamtinventars.
Große Mengen an
radioaktiver Materie wurden durch dieExplosionen und den anschließenden Brand des
Graphit-Moderators in die Umweltfreigesetzt, wobei die hohen Temperaturen des
Graphitbrandes für eine Freisetzung ingroße Höhen sorgten. Insbesondere die leicht
flüchtigen Isotope Iod-131 und Cäsium-137bildeten gefährliche Aerosole, die in einer
radioaktiven Wolke teilweise hunderte odergar tausende Kilometer weit getragen wurden,
bevor sie der Regen aus der Atmosphäreauswusch. Radioaktive Metalle mit höherem
Siedepunkt wurden hingegen vor allem in Formvon Staubpartikeln freigesetzt, die sich in
der Nähe des Reaktors niederschlugen.
Gegen 05:00 waren die Brände außerhalb des
Reaktors gelöscht. Block 3 wurdeabgeschaltet.
27. April 1986: Die Blöcke 1 und
2 wurden um 01:13 bzw. 02:13abgeschaltet. Es wurde begonnen, den Reaktor mit Blei, Bor,
Dolomit, Sand und Lehmzuzuschütten. Dies verringerte die Spaltproduktfreisetzung und
deckte das brennendeGraphit im Kern ab.
Am 6. Mai 1986 wurde die
Spaltproduktfreisetzungweitgehend unterbunden.
Die Katastrophe
AlsUrsache
gelten neben bauartbedingten Eigenschaften des Kernreaktors (RBMK-1000) unddessen
Betrieb in einem unzulässigen Leistungsbereich auch mangelnde Erfahrung undKompetenz des
Betriebspersonals sowie die Verletzung von Betriebsvorschriften. Indiesem Zusammenhang
war paradoxerweise die manuell eingeleiteteReaktorschnellabschaltung der Auslöser der
Katastrophe.
DaKernkraftwerke Strom nicht nur erzeugen, sondern auch
verbrauchen (beispielsweise fürden Betrieb der Kühlpumpen, Mess- und Anzeigetechnik) und
diesen aus dem Netzentnehmen, muss sichergestellt sein, dass bei einem totalen
Stromausfall genügendelektrische Leistung zur Verfügung steht, um den Reaktor sicher
abzuschalten.
In einem anstehenden Experiment sollte geprüft werden, ob die
Leistung der bei derAbschaltung langsam auslaufenden Turbine die Zeit bis zum Anlaufen
vonDieselgeneratoren (etwa 40–60 Sekunden) überbrücken kann. Ein früherer Versuchim
Block 3 des Kraftwerks war zuvor gescheitert, weil die Spannung zu schnell absank.Nun
sollte der Versuch mit einem verbesserten Spannungsregler wiederholt werden.Diesen
erneuten Versuch führte man bei einer Routineabschaltung des Reaktors durch.
25.
April 1986, 1:00: Als erster Schritt sollte die Leistung des Reaktors vonihrem Nennwert
bei 3.200 Megawatt thermisch (=MWth) auf 1.000 MWth reduziert werden,wie bei einer
Regelabschaltung üblich. Um 13:05 wurde auf Anweisung des Lastverteilersin Kiew die
Leistung bei 1.600 MWth stabilisiert.
23:10: Die Leistung wurdeweiter
abgesenkt. Nach dem Schichtwechsel um 24:00 schaltete die neue Mannschaft um00:28 bei
500 MWth die automatische Reaktorleistungsregelung um. Durch einenBedienfehler, durch
den der Sollwert für die Gesamtleistungsregelung anscheinend nichtrichtig eingestellt
wurde, oder auf Grund eines technischen Defekts sank die Leistungweiter bis auf nur etwa
30 MW.
Wie nach jeder Leistungsabsenkung erhöhte sichvorübergehend die
Konzentration des Isotops Xenon-135 im Reaktorkern(„Xe-Vergiftung“). Da Xenon-135 die
für die nukleare Kettenreaktion benötigtenNeutronen sehr stark absorbiert, nahm aufgrund
der Konzentrationszunahme die Leistungdes Reaktors immer weiter ab. Als die
Betriebsmannschaft am 26. April 1986 um 00:32Uhr die Leistung des Reaktors durch
weiteres Ausfahren von Regelstäben wieder anhebenwollte, gelang ihr das infolge der
mittlerweile aufgebauten Xe-Vergiftung nur bis zuetwa 200 MW oder 7 % der Nennleistung.
Obwohl der Betrieb auf diesemLeistungsniveau unzulässig war (laut Vorschrift
durfte der Reaktor nicht unterhalb von20 Prozent der Nennleistung betrieben werden) und
sich zu diesem Zeitpunkt außerdemviel weniger Regelstäbe im Kern befanden, als für einen
sicheren Betrieb notwendigwaren, wurde der Reaktor nicht abgeschaltet, sondern das
Signal zum Beginn desTestlaufs gegeben.
26. April 1986, 01:03 bzw. 01:07: Um
die zusätzliche Lastdes bei Turbineneinlassventilschließung anfahrenden
Kernnotkühlsystems zu simulieren,wurden nacheinander zwei zusätzliche
Hauptkühlmittelpumpen in Betrieb genommen.Infolge des erhöhten Kühlmitteldurchsatzes
nahm der Dampfblasengehalt im Reaktorkernweiter ab. Die Reaktivitätsabnahme führte zum
Herausfahren weiterer Regelstäbe, um dieLeistung zu stabilisieren. Dies wäre der letzte
Zeitpunkt gewesen, an dem man denReaktor noch durch eine Notabschaltung hätte retten
können.
01:19: ZurStabilisierung des fallenden Wasserstands in den
Dampfseparatoren wurde dieSpeisewasserzufuhr erhöht. Dies führte jedoch zu weiterer
Unterkühlung und Abnahme desDampfblasengehalts, welches wiederum durch Stabausfahren
kompensiert wurde. In denfolgenden Minuten versuchten die Operateure durch Regulierung
der Speisewasser- undTurbinendampfzufuhr Wasserstand und Druck zu stabilisieren. Beide
Parameter hätten zueiner Reaktorschnellabschaltung geführt; entsprechende Warnanzeigen
wurden jedochblockiert. Der Reaktor befand sich zu diesem Zeitpunkt in einem äußerst
instabilenZustand, in dem jede kleinste Veränderung eines Parameters schwerwiegende
Folgen habenkonnte.
01:23: Der eigentliche Test begann. Das Haupteinlassventil
derTurbine wurde geschlossen und somit dem Generator, dessen Auslaufenergie manmessen
wollte, die Kraftzufuhr genommen. Dadurch wurde die Wärmeabfuhr aus demReaktor
unterbrochen, die Temperatur stieg an und Kühlmittel verdampfte.
ImGegensatz zu
Leichtwasserreaktoren westlicher Bauart, in denen das Kühlmittelgleichzeitig Moderator
ist, haben Reaktoren des RBMK-Typs im unteren Leistungsbereicheinen positiven so
genannten Dampfblasenkoeffizient (Voidkoeffizient). Das bedeutet,dass mit zunehmendem
Verdampfen des Kühlmittels die Reaktivität des Reaktors steigt.
Genau das
geschah auch hier. Der dadurch wachsende Neutronenfluss bewirkteeinen verstärkten Abbau
der im Kern angesammelten Neutronengifte (insbesondereXe-135). Dadurch stiegen
Reaktivität und Reaktorleistung immer schneller an, wodurchwieder größere Mengen
Kühlmittel verdampften. Die Situation geriet langsam außerKontrolle. Um 01:23:35 löste
der Schichtleiter manuell die Notabschaltung des Reaktorsaus.
Dazu wurden alle
zuvor aus dem Kern entfernten Steuerstäbe wieder in denReaktor eingefahren, doch hier
zeigte sich ein weiterer Konzeptionsfehler desReaktortyps: Durch die an den Spitzen der
Stäbe angebrachten Graphitblöcke (Graphitwar der Hauptmoderator des Reaktors) wurde beim
Einfahren eines vollständigherausgezogenen Stabs die Reaktivität kurzzeitig erhöht, bis
der Stab tiefer in denKern eingedrungen war.
Die durch das gleichzeitige
Einführen aller Stäbe(über 250) massiv gesteigerte Neutronenausbeute ließ die
Reaktivität so weitansteigen, bis schließlich (um 01:23:44) die prompten Neutronen
alleine (also ohne dieverzögerten Neutronen) für die Kettenreaktion ausreichten
(„prompte Kritikalität“) unddie Leistung innerhalb von Millisekunden das Hundertfache
des Nennwertes überschritt(„nukleare Leistungsexkursion“).
Die Hitze verformte
die Kanäle derRegelstäbe, so dass diese nicht weit genug in den Reaktorkern eindringen
konnten, umihre volle Wirkung zu erzielen, und sie ließ die Druckröhren reißen und das
Zirkoniumder Brennstäbe mit dem umgebenden Wasser reagieren. Wasserstoff entstand in
größerenMengen und bildete mit dem Sauerstoff der Luft Knallgas, das sichvermutlich
entzündete und zu einer zweiten Explosion (nur Sekunden nach der „nuklearenExkursion“)
führte.
Welche Explosion zum Abheben des über 1.000 Tonnenschweren Deckels des
Reaktorkerns führte, ist nicht ganz klar. Außerdem zerstörten dieExplosionen das (nur
als Wetterschutz ausgebildete) Dach des Reaktorgebäudes, sodassder Reaktorkern nun nicht
mehr eingeschlossen war und direkte Verbindung zurAtmosphäre hatte. Der glühende Graphit
im Reaktorkern fing sofort Feuer. Insgesamtverbrannten während der folgenden 10 Tage 250
Tonnen Graphit, das sind etwa 15 Prozentdes Gesamtinventars.
Große Mengen an
radioaktiver Materie wurden durch dieExplosionen und den anschließenden Brand des
Graphit-Moderators in die Umweltfreigesetzt, wobei die hohen Temperaturen des
Graphitbrandes für eine Freisetzung ingroße Höhen sorgten. Insbesondere die leicht
flüchtigen Isotope Iod-131 und Cäsium-137bildeten gefährliche Aerosole, die in einer
radioaktiven Wolke teilweise hunderte odergar tausende Kilometer weit getragen wurden,
bevor sie der Regen aus der Atmosphäreauswusch. Radioaktive Metalle mit höherem
Siedepunkt wurden hingegen vor allem in Formvon Staubpartikeln freigesetzt, die sich in
der Nähe des Reaktors niederschlugen.
Gegen 05:00 waren die Brände außerhalb des
Reaktors gelöscht. Block 3 wurdeabgeschaltet.
27. April 1986: Die Blöcke 1 und
2 wurden um 01:13 bzw. 02:13abgeschaltet. Es wurde begonnen, den Reaktor mit Blei, Bor,
Dolomit, Sand und Lehmzuzuschütten. Dies verringerte die Spaltproduktfreisetzung und
deckte das brennendeGraphit im Kern ab.
Am 6. Mai 1986 wurde die
Spaltproduktfreisetzungweitgehend unterbunden.