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Forschungsreaktor in Mainz

Forschunsgreaktor TRIGA in Mainz
Forschunsgreaktor TRIGA in Mainz
==== endgültige Version ==== (Ergänzungen/Änderungen fett kursiv)

Dipl. Ing. (chem., FH) Karl-W. Koch

Bewertung des Betriebs-Risikos des Mainzer Forschungsreaktor TRIGA Mark II

Durch die Ereignisse in Fukushima und eine negative Sicherheitsbewertung des Berliner Forschungsreaktors in Wannsee[1] wurde der Blick auf die insgesamt drei Forschungsreaktoren in Deutschland gelenkt. Einer davon steht in Mainz: TRIGA Mark II auf dem Universitätsgelände und dient der Forschung, Weiterbildung und Lehre. Allerdings ist dieser Reaktor ca. 100 x kleiner als der  Reaktor in Berlin-Wannsee. Ziel ist die Neutronenproduktion für die Forschung. Der Reaktor hat einen “Lebenszeitkern”, d.h. niemand musste bisher oder muss künftig in den Reaktor, um Brennstäbe auszutauschen. Auch wird kein “Brennwechsel” im klassischen Sinn (bei dem es ggf. zu einer schlagartigen Freisetzung von radioaktiven Stoffen geben kann) durchgeführt.

Die Veröffentlichungen veranlassten den Autoren zur Zusammenstellungen eines Fragenkatalogs, welcher am 8. Mai 2012 vom zuständigen Ministerium für Wirtschaft, Klimaschutz, Energie und Landesplanung beantwortet wurde. Im Auftrag der Landesregierung und im Rahmen der Überprüfung aller Kerntechnischen Anlagen in der Folge der Fukushima-Katastrophe wurde der Reaktor überprüft. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen stellt das Ministerium hier dar.

Der gesamten Bericht der Reaktorsicherheitskommission ist im Internet unter https://www.rskonline.de/downloads/epanlage1rsk447hp.pdf oder hier zu finden. Am 24.8.2012 fand auf Initiative des Autoren (und zeitgleich angefragt durch das Aktionsbündnis: „MONTAGSSPAZIERGANG MAINZ“) eine ausführliche Besichtigung mit Fragemöglichkeiten an die Abteilungsleiterin, den Präsidenten der Universität in Main und dem zuständigen Vertreter des Ministeriums statt (hier die Reaktion der Uni zum Besichtigungstermin).

Aus den Antworten des Ministeriums und den Ergebnissen der Fragerunde vor Ort ergibt sich für mich derzeit folgendes Bild:

  1. Die (geringe) Größe des TRIGA lässt das Ausschließen einer Katastrophe wie in Fukushima oder Tschernobyl begründet zu. Selbst bei einem GAU (im Sinne von größter anzunehmender – nicht mehr beherrschbarer – Unfall kann es weder zu einer radioaktiven Kettenreaktion noch zur Freisetzung Tschernobyl oder Fukushima vergleichbaren Radioaktivitätsmengen kommen. Der Reaktor ist (anders als wir leider in Fukushima sehen müssten) in der Tat selbststabilisierend.
  2. Dem im Rheingraben, also auch in Mainz, vorhandenen großen Erdbebenrisiko wird die Anlage nicht gerecht, sie ist def. NICHT erdbebensicher, eine Zerstörung ist im Fall eines Erdbebens oberhalb der Stärke 6 zu erwarten. Aufgrund der Bauart dürfte dabei allerdings nur wenig Radioaktivität freigesetzt werden.
  3. Die Anlage ist def. NICHT gegen Flugzeugabstürze gesichert, m.E. nicht einmal gegen Abstürze kleiner Maschinen. Das ist in sofern erwähnenswert, als allein in der Zeit der Besichtigung in zwei Stunden fünf (!!) Überflüge in niedrigster Höhe stattfanden.
  4. Im Fall eines Absturzes eines vollgetankten Großflugzeuges (Jumbo, eine der Hauptan-/abflugroute zu Frankfurt) ist durch den Treibstoffbrand m.E. mit Temperaturen von deutlich über 1.000 °C und damit mit einer Freisetzung des gesamten Urans (3,2 kg, davon ca. 10 % hochangereichert) und Plutoniums (12 g) zu rechnen. Dieser Fall hätte die Wirkung einer „schmutzigen Bombe“ und würde zumindest in der direkten Umgebung (Stadtteile von Mainz) eine, wahrscheinlich auch langfristige Evakuierung erforderlich machen.

Mittlerweile liegen dem Ministerium Erkenntnisse zur Erdbebensicherheit vor. Erdbebengefährdung sind Teil des Sicherheitsberichts, der zuletzt 1989 ergänzt wurde. Dieser Abschnitt muss daher dringend den neusten wissenschaftlichen Erkenntnissen angepasst werden. Bedenklich ist, dass die Aussagen zur Erdbebengefährdung bereits 1989 nicht dem damaligen Stand der Wissenschaft genügten und zu optimistisch ausgefallen waren. Die Folge davon ist, das es bis heute kein sogenanntes ingenieurseismologisches Gutachten und keine Erdbebenstation vor Ort am TRIGA-Standort gibt. Unweit des Universitätsgeländes verläuft eine kleinere, seismisch aktive Bruchzone, an der zuletzt am 23.12.2010 ein Erdbeben der Magnitude 3,4 stattfand.

Trotz der geringe Leistung gelten auch für diesen Reaktor die gleichen Stresstest-Regeln wie für alle anderen AKWs und Forschungsreaktoren, d.h. die Betreiber müssen entsprechende Unterlagen vorlegen wie die Sicherheitsberichte. Hier treten  behördlichen Defizite in RLP zutage (fachfremde Behördenmitarbeiter nahmen hier Stellung zur Erdbebensicherheit).

Die endgültigen Bewertungen bzgl. Sicherheit gegen Flugzeugabstürze stehen allerdings derzeit noch aus, sie sind für „Oktober“ angekündigt, erst dann wird eine endgültige Beurteilung möglich sein.

Die m.E. dringend erforderlichen Reaktionen sind daher:

  • Überprüfung der Anlage hinsichtlich Erdbebensicherheiten und ggf. deutliche Nachbesserungen;
  • Erlass eines sofortigen Überflugverbotes in niedriger Höhe (was m.E. ohnehin für das gesamte Unigelände sinnvoll wäre …)
  • Änderung der Flugrouten ab/nach Frankfurt International Airport
    – oder Ertüchtigung der Anlage gegen einen möglichen Absturz (m.E. nicht finanzierbar, da käme einem Neubau gleich)
    – oder endgültige Stilllegung.

Bis die Erdbebensicherheit geprüft und als gegeben bestätigt wurde, muss m.E. der Reaktor vorübergehend stillgelegt werden.

Mehren, den 21.9.2012, Karl-W. Koch

P.S.: Natürlich wurde der beeindruckende “Knalleffekt” (im wahrsten Sinn des Wortes), die blau-sichtbar werdende Tschernenkow-Strahlung der Neutronenfreisetzung auch vorgeführt, durchaus beeindruckend … das kurze Video dazu finden Sie hier.

P.S. 2: das Gutachten des TÜV Rheinland liegt mittlerweile hier vor.

 

 

 

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Akualisierungen des Buches Hintergründe Laufzeitverlängerung Störfälle

Der nächste GAU in Westeuropa?

Höchste Gefährdung am Rhein und in BaWü

Zu diesem Ergebnis kommt eine gerade veröffentlichte Untersuchung des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz. Bei ihrer Untersuchung haben die Wissenschaftler einige Parameter neu justiert und dabei die Erkenntnisse aus Fukushima einfließen lassen. Sie kommen zu dem Schluss, dass eine Kernschmelze einmal alle 10 bis 20 Jahren auftreten können. Und sie haben ausführliche Untersuchungen zur Verteilung des frei gesetzten radioaktiven Cäsium-137 (Halbwertszeit 30 Jahre!) erfasst und neu bewertet. Danach würde die Hälfte des bei einem solchen größten anzunehmenden Unfall Cs-137 mehr als 1.000 Kilometer weit transportiert. Dabei bestimmten die Forscher die geografische Verteilung von radioaktiven Gasen und Partikeln rund um eine mögliche Unglücksstelle mit Hilfe eines Computermodells, das die Erdatmosphäre beschreibt.

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Fazit: Der deutsche Ausstieg muss unbedingt weiter beschleunigt werden, der europäische (und weltweite) Ausstieg muss – auch gerade von Deutschland aus – politisch, wirtschaftlich  wie technologisch (Wissens- und Technologie-Transfer) weiter voran getrieben werden, vor allem auch durch positive Unterstützungen bei der Verbreitung der Alternativen Energien.

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jährliche Wahrscheinlichkeit einer radioaktiven Verseuchung von über 40 Kilobecquerel pro Quadratmeter

Karte: Weltweite Wahrscheinlichkeit einer radioaktiven Kontamination: Die Karte gibt in Prozent an, wie hoch die jährliche Wahrscheinlichkeit einer radioaktiven Verseuchung von über 40 Kilobecquerel pro Quadratmeter ist. In Westeuropa liegt sie bei etwa zwei Prozent in einem Jahr.

Quelle: Daniel Kunkel, MPI für Chemie, 2011

https://idw-online.de/de/image?id=171751&display_lang=de_DE

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Westeuropa trägt das weltweit höchste Risiko

einer radioaktiven Verseuchung durch schwere Reaktorunfälle. Die Ergebnissen zeigen, dass Westeuropa – inklusive Deutschland – wahrscheinlich einmal in etwa 50 Jahren mit mehr als 40 Kilobecquerel radioaktivem Cäsium-137 pro Quadratmeter belastet wird. Ab dieser Menge gilt ein Gebiet laut der Internationalen Atomenergie Behörde IAEA als radioaktiv kontaminiert. (Zum Vergleich: Nach dem Unglück von Tschernobyl belastete der radioaktive Niederschlag von Cäsium-137 den Boden in Deutschland mit bis zu 40 Kilobecquerel pro Quadratmeter.)

Um die Wahrscheinlichkeit einer Kernschmelze zu ermitteln, stellten die Mainzer Forscher eine einfache Rechnung an: Sie teilten die Laufzeit aller Kernreaktoren weltweit von der Inbetriebnahme des ersten zivilen Reaktors bis heute durch die Zahl der bisherigen Kernschmelzen. Die Laufzeit der Reaktoren summiert sich auf 14.500 Jahre; die Zahl der Kernschmelzen beträgt vier – eine in Tschernobyl und drei in Fukushima. Daraus ergibt sich, dass es in 3.625 Reaktorjahren zu einem GAU kommt, dem größten anzunehmenden Unfall wie ihn die Internationalen Bewertungsskala für nukleare Ereignisse (International Nuclear Event Scale, INES) definiert. Selbst wenn man dieses Ergebnis auf einen GAU in 5.000 Reaktorjahren aufrundet, um das Risiko konservativ abzuschätzen, liegt das Risiko 200mal höher als Schätzungen der US-amerikanischen Zulassungskommission für Kernreaktoren im Jahr 1990 ergaben.

Für ihre Studien unterschieden die Mainzer Forscher nicht, wie alt ein Kernreaktor ist, um welchen Typ es sich handelt oder ob er beispielsweise in einem besonders erdbebengefährdeten Gebiet steht. So tragen sie der Tatsache Rechnung, dass es auch in einem vermeintlich sicheren Reaktor zu einer Kernschmelze kommen kann.

Westeuropa trägt weltweit das höchste Risiko einer radioaktiven Kontamination, hier wiederum sind Teile Frankreichs und ein breiter Streifen entlang des Rheins und Baden-Württemberg am gefährdesten. Im weltweiten Vergleich tragen die Bürger im dicht besiedelten Südwestdeutschland durch die zahlreichen Kernkraftwerke an den Grenzen von Frankreich, Belgien und Deutschland das höchste Risiko einer radioaktiven Kontamination. In Westeuropa wären bei einer einzigen Kernschmelze durchschnittlich 28 Millionen Menschen von einer Kontamination mit mehr als 40 Kilobecquerel pro Quadratmeter betroffen.

„Notwendig ist nicht nur eine tiefgehende und öffentlich zugängliche Analyse der tatsächlichen Risiken, die von Kernkraftwerken ausgehen. Vor dem Hintergrund unserer Erkenntnisse sollte meiner Meinung nach auch ein international koordinierter Ausstieg aus der Kernenergie in Betracht gezogen werden“, resümiert der Atmosphärenchemiker Jos Lelieveld.

Der ungekürzte und unbearbeitete Presseartikel:

„Der nukleare GAU ist wahrscheinlicher als gedacht“

Dr. Susanne Benner

findet sich hier: https://idw-online.de/de/news478966

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Ergänzung von Franz Wagner:

Die Annahme, dass die bisherigen Kernschmelzen längst nicht mehr mit dem vorhergesagten niedrigen Risiko überein zu bringen sind, ist ja nicht neu, aber sie kommt diesmal von unabhängiger Stelle. Allerdings scheint dieser Punkt nicht näher inhaltlich untersucht worden zu sein, sondern basiert auf der einfachen und vernünftigen Rechnung, schlicht die Summe aller Laufzeitenjahre und die Zahl der bisherigen Kernschmelzen ins Verhältnis zueinander zu setzen. Der Kern der Studie bezieht sich auf Fragen der Verteilung der Radioaktivität in der Atmosphäre, denn die Atmosphärenforschung ist ein Arbeitsgebiet des MPIC (https://www.mpic.de). Und aus der Kombination dieser Daten mit der Eingangsbetrachtung über die Häufigkeit der Kernschmelzen entsteht vermutlich der besondere Wert der Studie. Hier ergänzende Links:

https://www.mpic.de/Der-nukleare-GAU-ist-wahrscheinlicher-als-gedacht.34298.0.html

https://www.atmos-chem-phys.net/12/4245/2012/acp-12-4245-2012.html

https://www.atmos-chem-phys.net/12/4245/2012/acp-12-4245-2012.pdf (10 MB)

https://www.atmos-chem-phys.net/12/4245/2012/acp-12-4245-2012-supplement.pdf (1MB)

https://www.atmos-chem-phys-discuss.net/11/31207/2011/acpd-11-31207-2011-discussion.html