Super-Gau – Was ist eine Kernschmelze?

Kernschmelze: Ohne Kühlung schmelzen die Brennstäbe und der Supergau tritt ein. Bild: © fotolia.de

Im Normalbetrieb: Kontrolle der Kernspaltung

Ein Atomkraftwerk gewinnt Strom durch Kernreaktionen. Beim Spalten von Atomkernen in kleinere Kerne und Neutronen entsteht große Hitze, gleichzeitig läuft eine Kettenreaktion ab, da die freigewordenen Neutronen ihrerseits wieder neue Atomkerne spalten.

Um diesen Prozess unter Kontrolle zu halten, können bei zu großer Aktivität über so genannte Steuerstäbe aus anderem Material die Neutronen aufgenommen (absorbiert) werden. Dazu fährt man die Steuerstäbe zwischen die Brennstäbe.

Durch die Neutronenabsorption wird nun die Anzahl der Spaltungen begrenzt. Wenn man die Steuerstäbe völlig ausfährt, kann die Kernspaltung auch ganz unterbrochen und das Kraftwerk abgeschaltet werden.

Auch nach dem Abschalten laufen Energie erzeugende Prozesse weiter

Doch selbst wenn die aktuelle Kernspaltung auf diese Weise unterbrochen werden kann, entsteht eine intensive Nachzerfallswärme. Denn die bereits vorhandenen gespaltenen Produkte zerfallen ja noch weiterhin und setzen Strahlung und Energie frei.

Es findet zwar keinen neuen Kernpaltung mehr statt, aber die bereits laufenden Vorgänge reichen aus, um die Brennstäbe zu überhitzen, wenn sie nicht mit ausreichend Kühlwasser versorgt werden. Und eben diese ausreichende Kühlung fehlt in Japan.

Unkontrollierte Hitze lässt die Brennstäbe schmelzen

Wenn der Hitzeanstieg nicht rechtzeitig gestoppt werden kann, fangen die Brennstäbe irgendwann an zu zerschmelzen und es entsteht eine glühende Masse: Dann haben wir die Kernschmelze, bei der es immer noch ein wenig Hoffnung gibt – nämlich die, dass sie im geschlossenen Sicherheitsbehälter abläuft.

Probleme bereitet aber auch der Überdruck durch den entstehenden Wasserstoff. Solange der Wasserstoff kontrolliert über Ventile in die Luft abgelassen werden kann (was natürlich schon schlimm genug ist, da mit dem Dampf auch radioaktive Substanzen austreten) sind Explosionen eventuell noch zu vermeiden.

Kontamination von Wasser und Luft

Doch diese Prozesse zu beherrschen ist in den Atomreaktoren von Fukushima offensichtlich nicht gelungen und es entstanden Beschädigungen an Hülle und Sicherheitsbehältern. Wenn sich die geschmolzene Masse, die bis zu 2000°Celsius heiß wird, dann durch den Boden fressen sollte, kommt es zur radioaktiven Kontamination der Erde und damit auch des Grundwassers.

Zusätzlich drohen Explosionen durch den Kontakt der Kernschmelze mit Wasserdampf und radioaktive Isotope werden hoch in die Luft zu geschleudert und über einen großen Raum zu verteilt.

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