Da glüht noch was in Tschernobyl

Sensoren im havarierten Reaktorblock des ukrainischen Kraftwerks Tschernobyl haben einen erhöhten Neutronenausstoss gemessen. Das besorgt Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, ein Zeichen für eine unmittelbar drohende Katastrophe ist es nicht.

Dass es im stillgelegten Reaktorblock immer wieder Zeichen für nukleare Kettenreaktionen gibt, ist nichts Ungewöhnliches. Kleinere Nester erhöhter Aktivität gab es seit dem Reaktorunfall 1986 immer wieder. In der Regel hat die gemessene Aktivität nach einiger Zeit nachgelassen. Diese jetzt nicht.

Signale aus dem Sarkophag

Tschernobyl ist nuklear gesehen nicht tot und wird es auch für längere Zeit nicht sein. In den einbetonierten Resten des Unglücksreaktors gibt es auch 35 Jahre nach dem Unfall spaltbares Material, das noch aktiv ist. Man könne sich das vorstellen «wie Glutnester», sagt der Chemiker Neil Hyatt von der Universität Sheffield gegenüber dem Fachmagazin «Science». Das spaltbare Material liege im Corium – einem Gemisch aus geschmolzenen Brennstäben, Reaktorteilen und Sand, das sich nach dem Unfall in die Räume des Kraftwerks ergoss.

Diese Räume sind inzwischen teilweise mit Beton versiegelt, der Bau ist mit Sensoren versehen, die die Neutronenaktivität messen. Einer der Sensoren für einen unzugänglichen Raum mit der Nummer 305/2 zeigt an, dass in der Ruine wieder vermehrt Kernspaltungen vor sich gehen.

Was war noch Kernspaltung?

Zur Erinnerung: Kernspaltung passiert, wenn ein Neutron auf einen Atomkern trifft. Der Kern verleibt sich das Neutron ein und damit auch dessen Energie. Er wird dadurch unstabil, spaltet sich in zwei neue Atomkerne und gibt dabei mehrere Neutronen sowie Wärme ab.

Die freigewordenen Neutronen können weitere Kerne spalten. Vorausgesetzt, sie werden genügend abgebremst. Nach der Spaltung sind die Neutronen zu schnell, um wieder von einem Kern eingefangen zu werden. Gibt es genügend langsame Neutronen, entsteht eine nukleare Kettenreaktion. Eine wichtige Rolle dabei spielt Wasser, welches Neutronen abbremst.

Je nachdem, wie schnell die Kettenreaktion fortschreitet, kann es zu einem exponentiellen Anstieg der Reaktionsrate kommen. Nach mehr als einem Jahr Corona-Kurven wissen wir, was das bedeutet.  Momentan gibt es noch keine Anzeichen dafür, die Aktivität im Raum 305/2 hat sich aber in den letzten vier Jahren erhöht, das heisst, man sollte diesen Prozess sorgfältig beobachten.

Spekulationen über die Vorgänge in 305/2

Das aber ist gar nicht so einfach. Ein Jahr nach der Katastrophe wurde ein Schutzmantel aus Stahlbeton, der sogenannte «Sarkophag» über dem Unglücksreaktor errichtet. Bevor 2016 der «Shelter»-Bau über den Sarkophag geschoben wurde, drang regelmässig Regenwasser ein.

Nach Regengüssen massen die ukrainischen Wissenschaftler immer wieder erhöhte Neutronenaktivität, die genauso regelmässig wieder nachliess, wenn das Wasser verdampfte. Als die Shelter-Hülle 2016 aufgebaut wurde, liess das Phänomen wie erwartet an den meisten Stellen nach.

Raum 305/2 ist durch eine Betonwand versiegelt. Drumherum gibt es mehrere Sensoren, von denen einer in den vergangenen vier Jahren eine Verdoppelung der Neutronenaktivität anzeigte.

Mehr Information gibt es derzeit nicht. Bisher sind die Beobachter bei der Analyse auf Modellrechnungen angewiesen. Wissenschaftler haben mehrere mögliche Erklärungen, was in dem verschlossenen Raum vor sich geht.

305/2 ist nicht die einzige Stelle, an der sich etwas tut

Robert Kilger von der Gesellschaft für Anlagen und Reaktorsicherheit GRS erklärt gegenüber dem «Deutschlandfunk» zwei davon: «Eine Spekulation ist, dass durch Regenwasserzutritt zu viel drin war, und jetzt trocknet es aus, und es erhöht die Reaktivität», sagt er.

Eine andere ist, dass durch das Verdampfen des Wassers einfach mehr Neutronen zum Sensor finden, da das Wasser sie nicht mehr abschirmt. Es gäbe dann gar nicht mehr Neutronen, nur eine erhöhte Messung.

Um den Zustand des Coriums in 305/2 besser beobachten zu können, bräuchte es zunächst mehr Sensoren. Diese anzubringen ist aber schwierig bis unmöglich, die Strahlung vor Ort ist für Menschen zu hoch.

Ein weiterer Plan ist, einen Roboter zu konstruieren, der Löcher in die Betonwand bohrt. Durch diese könnten dann Substanzen in den Raum geleitet werden, die Neutronen abfangen, Bor beispielsweise.

In anderen Bereichen wurde bereits Gadoliniumnitrat auf die nuklearen Trümmer gesprüht, um Neutronen aufzusaugen. In 305/2 ist das keine Option, weil sie unter Beton begraben sind. 305/2 ist auch nicht die einzige Stelle, an der sich ein mögliches Risiko ergibt.

Kernspaltung heisst nicht gleich «Boom»

Noch haben die Wissenschaftler einige Jahre Zeit, um die Situation zu beobachten. Sollten die Neutronenzahlen weiter ansteigen, bedeutet das nicht, dass die Reaktorruine wie 1986 explodiert, aber es könnte durch die beim Spaltprozess entwickelte Hitze zu einer Dampfexplosion kommen. Der Sarkophag, der durch die sehr hohe Strahlung ohnehin zunehmend instabil wird, könnte zusammenstürzen.

Wie instabil, beschreibt Maxim Saveliev vom Institut für Sicherheitsprobleme von Kernkraftwerken in Kiew (ISPNPP) für «Science» an einem Beispiel: eine Corium-Formation namens «Elefantenfuss», die nach dem Unfall noch so hart gewesen sei, dass die Forschenden ein Gewehr benutzten, um eine Probe zu nehmen, habe jetzt die Konsistenz von Sand.

Auch eine kleine Explosion würde mindestens die Arbeiter gefährden, die am Abbau der Tschernobyl-Ruine arbeiten und eine grössere Menge radioaktiven Staubs freisetzen, was die Abbauarbeiten zusätzlich erschweren würde.