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Mail am 16.3.2011


Hubschraubereinsatz zur Kühlung des Brennelementbeckens:

Es wurde berichtet, dass man plant Hubschrauber zum Nachfüllen des Abklingbeckens von Fukushima I Block 3 einzusetzen bzw. dies schon getan hat und wieder abgebrochen hat (http://www.tagesschau.de/nachrichtenticker/). Prinzipiell kann man das tun, da das BE-Becken durch die Zerstörung des Daches und der Ummantelung des Beckenflures bei den Blöcken 1 und 3 nun unter freiem Himmel liegt. Das Kühlen aus der Luft erinnert natürlich stark an Tschernobyl, auch wenn der Reaktortyp glücklicherweise ein ganz anderer ist und daher so katastrophale Folgen hoffentlich nicht auftreten.

Dies dauert mehrere Jahre (http://de.wikipedia.org/wiki/Abklingzeit).

Allerdings sind die Bestimmungen für die Einlagerung in Castoren (->
Zwischenlager) sehr strickt was Dosisleistung und abgegebene Wärmeleistung angeht. Wichtig ist in der derzeitigen Situation in Fukushima, dass die Brennelemente schon so lange im BE-Becken stehen (also die letzte Revision des jeweiligen Reaktors möglichst lange her
ist) , dass deren Thermische Leistung soweit abgeklungen ist, dass sie bei aufallen der Kühlung / Verdampfen des Wassers nicht schmelzen. Sie stehen zwar in einem Gerüst, dass sie auf Abstand und somit unterkritisch hält aber wenn die Brennelemente schmelzen wird auch das Gitter ggf. nicht standhalten (so wie der Reaktordruckbehälter durch die darin enthaltenen Brennelementbündel schmelzen kann).

Das Problem, dass die Brennelemente eventuell noch nicht ausreichend abgeklungen sind besteht in Block 4. Dieser befand sich (Laut Wikipedia) zur Zeit des Erdbebens in Revision, war also abgeschaltet. Allerdings hat man um die Strahlenbelastung bei Arbeiten am Reaktor zu reduzieren sämtliche Brennelemente in das Brennelementbecken gestellt. Das ist bei Revisionen ein übliches Vorgehen, das dem Schutz der Gesundheit der Mitarbeiter dient und absolut unkritisch ist (solange das Becken gekühlt wird, was durch die Zwischen-/Nachkühlstränge geschieht die in Fukushima leider fast völlig hin sind).

Die Zeit zwischen dem Entladen des
Reaktors und dem Erdbeben war anscheinden zu kurz um die BE's soweit abklingen zu lassen, dass deren Wärmabgabe unproblematisch wäre. Kurz gesagt man könnte im Extremfall eine Kernschmelze im Brennelementbecken bekommen ganz ohne schützenden Reaktordruckbehälter drumrum. Auch eine Stahlkugel + eine Stahlbetonhülle wie in deutschen Druckwasserreaktoren üblich exisitert dort nicht (nur Plattenbau, dass der nichts taugt haben die beiden "Dachexplosionen" ja gezeigt). Normalerweise stellt man die Brennelemente so auf, dass nicht hochaktive nebeneinander stehen. Ich hoffe, dass dies auch dort so ist und nicht aus Platzgründen aufgegeben wurde.

Es sind als 4 Brennelementbecken akut von Überhitzung betroffen. Zwei davon stehen unter freiem Himmel, eines ist sehr sehr voll während die anderen ca. ein Drittel des Kerninventars eines vollen Reaktors + ein paar weitere BE's enthalten dürften. Ich konnte bisher keine Daten finden, die den Revisionszeitpunkt der Blöcke angeben und die Anzahl der in den 4 Abklingbecken befindlichen Brennelemente angeben (Falls ihr was findet, wäre ich über eine Email dankbar). Die Dosisleistung eines Brennelementes nach dem Entfernen aus dem Reaktor liegt ungefair (extremgrobe Schätzung) bei 4000-6000 Sv/h (Sievert pro Stunde). Das ist aber von Größe, Brennstoff, Abbrand usw. abhängig, sodas ich unter keinen Umständen eine korrekte Abschätzung vornehmen kann. Um es klar zu sagen ich schieße hier Hausnummern!

Für einen Hubschraubereinsatz zur Neu- bzw. Wiederauffüllung der Becken heißt das, dass die Hubschrauberbesatzungen, so denn kein Wasser mehr vorhanden ist, direkt dieser Strahlung ausgesetzt sind. Die Strahlendosis, die man erhält fällt aus geometrischen Gründen mit dem Quatrat des Abstandes von der Strahlenquelle. Für ein! 5000 Sv/h leistendes Brennelement heißt das (10m Beckenhöhe ab Oberkante Brennelement + Flughöhe über Beckenflur sagen wir mal 30 m) nach Faustformel etwas über 3 Sv/h (zur Einschätzung der Strahlendosen siehe meine gestrige Email). Ob man das jetzt einfach so mit der Anzahl der Brennelemte (geschätzt 80-120 pro Reaktor also ca. 40 pro BE-Becken falls wirklich nur ein Drittel drin ist, also 160 bei Block 4) multiplizieren kann ist mir selbst nicht klar. Ich schätze das Bild wäre dann zu pessimistisch also 120 Sv/h bzw. 480 Sv/h bei Block 4 wenn er Wasser leer wäre.

Allein die Dosisleistung von ca. 3 Sv/h (ist aber wirklich eine
Hausnummer!!!) verdeutlicht, woran die Piloten in Tschernobyl gestorben sind und warum man in Japan von dieser Methode abstand nimmt. Schwebt man direkt über der Strahlenquelle ist man durch nichts abgeschirmt (wenn Dach und Wasser fehlen) außer dem dünnen Aluboden des Hubschaubers. Aufgrund der in der Luftfahrt üblichen Leichtbauweise ist quasi keine Abschirmung vorhanden. Demzufolge ist es wesentlich klüger, wozu sich die Japaner wohl entschieden haben, vom Boden aus mit Feuerwehren oder zur Not Wasserwerfern einen Wasserstrahl in ballistischer Kurve ins Becken zu befördern. Die Zielbarkeit eines Wasserschlauches ist auch deutlich besser als das Abwerfen von Wasser aus der Luft (Streuung, Wind usw.) Es ist ja kein Flächenbrand sonden ein ca. 10x10m großes Ziel! Zudem kann man am Boden Gebäude, Mauern usw.
als Deckung vor der Bestrahlung nutzen und ggf. noch eilig ein paar Betonriegel oder einfach nur mit Material vollbeladene Fahrzeuge zur notdürftigen Minderung der Strahlung vor dem Feuerwehrwagen dauerhaft in Stellung bringen. Da für das Bedienen des Löschzuges/Wasserwerfers kein im Kraftwerk geschultes Personal nötig ist, können deren Dosisreserven (nach Vorschrift haben die sicher nichts mehr an Reserven aber bis zu akuten Schäden/Tod) geschont werden und ein rascher Austausch des Personals an dieser Position sichergestellt werden.

Personalsituation:

Generell muss ich bemerken, dass die Personalsituation sicher einer der Knackpunkte ist. In so einer Situation ist es unerlässlich Leute zu haben, die die Anlage im Schlaf kennen (Wege, Rohrleitungen, Sicherheitsanlagen, Schwachstellen usw.) Gerade diese Leute haben aber mit Sicherheit die höchsten Dosen abbekommen bzw. bekommen sie noch. Ich hoffe, dass die Schichten seit Freitag gewechselt wurden und es nicht alles an einer Schicht hängt. Allerdings ist es fraglich, ob überhaupt mehr Personal Zuverfügung steht, da die Freischichten sicher in Ihren Wohnungen vom Beben oder dem Tsunami erwischt worden. Man kann zwar Personal aus anderen (bestmöglichst bau- oder wenigstens typgleichen
Anlagen) zu Hilfe senden, allerdings kennen diese sich dann vor Ort nicht Optimal aus. Die Orientierung in einer so großen Anlage kann extrem schwer sein gerade unter Stress, Zeitdruck und bei Zerstörung/Versperrung der üblichen Wege. Somit kann man nur hoffen, dass das mit der Anlage vertraute Personal nicht übermäßig verheizt wird.

Zudem ist die Leistung der dortigen Bedienungsmannschaften nicht genug zu würdigen!!! Sie gehen nicht nur ein Risiko ein, dass ihnen den sofortigen Tod oder eine lebenslange Verkrüppelung bescheren kann sondern gehen auch das unwegbare Risiko von nun sehr wahrscheinlichen Krebserkrankungen ein, dass einen schleichenden Tod bringen kann. Zudem haben sicher viele von Ihnen Teile ihrer Familie in der Naturkatastrophe verloren (pder wissen zumindest nicht wo diese jetzt sind) ohne nun die Chance zu haben sich um diese persönlichen Probleme kümmern zu können.
Die Bausubstanz des Kernkraftwerkes hat das wenig mit genommen, bei den Wohnhäusern der Betriebsmannschaften wird das ganz ganz anders aussehen.
Ich nehme an, dass man auch in Japan wie hier in Deutschland sehr "betriebsnah" wohnt also so 5-40km Umkreis)

Umso unwürdiger finde ich es, aus der Katastrophe in Japan nun hier in Deutschland eine völlig unangebrachte politische Debatte zu machen nur um im Wahlkampf nicht all zuviel Stimmen zu verlieren. Teilweise verdrängt die politische Debatte die Ereignisse in Japan aus den Medien.
Das ist schlicht und ergreifend respektlos gegenüber den Menschen, die in Japan mit ihrem Leben und ihrer Gesundheit/Lebensqualität dafür bezahlen, dass die Katastrophe eben nicht das äußerste Maß erreicht.
Deutschland ist echt nicht mehr das Land der Dichter und Denker sondern der ekelhaftesten Heuchler!!! Bitte verzeiht mir diesen Ausbruch, ich halte das gesagte dennoch für wahr!

Tritiumdämpfe:

Eine noch nicht besprochene Problematik ist das mit dem Verdunsten von Wasser aus den BE-Becken und ggf. auch dem Reaktorraum austretende Tritium (in Wasserform). Tritium ist ein radioaktives Aktivierungsprodukt von Wasserstoff, welches durch Neutronenbestrahlung entsteht. Gewöhnlich wird die Luftfeuchtigkeit in Kernkraftwerken (besonders am BE-Becken) durch die Klimaanlage gering gehalten. Folglich atmet man am Becken nur geringe Mengen Tritium (mit dem Wasserdampf) ein. Durch die jetztige Situation (Beckenflur offen), Lecks in Reaktorgebäuden tritt sicher ein erhöhtes Maß an Tritum aus. Ob es ein ungesundes Maß erreicht kann ich nicht sagen. Normalerweise wird Tritium mit dem aufbereiteten Abwasser (da es sich um aktiviertes Wasser handelt, ist es chemisch nicht von unaktiven Wasser zu trennen) in gewissen Abständen an die Vorfluter (Flüsse/Meer) abgeben, wo es sich sehr schnell verdünnt. Zudem werden nur geringe Mengen/Aktivitäten abgeben, da wir für sowas Grenzwerte haben, die ständig betrieblich und amtlich (also nicht nur vom KKW-Personal) überwacht werden. Da man das in Fukushima zur Zeit weder verhindern kann und im Moment viel gravierendere Probleme bestehen stellt es ein weiteres wenn auch lange nicht das primäre Risiko für Bedienungs- und Hilfsmannschaften dar.
Allerdings kann es vom Körper durch erhöhte Flüssigkeitsaufnahme schneller ausgeschieden werden (Erhöhung des Wasserdurchsatzes im Körper). Die Halbwertszeit von Tritium liegt bei ca. 12,5 Jahren.

Die Wasserstoff Bildung an der Zirkoniumlegierung der Brennelementkasetten, so diese nicht völlig mit Wasser überdeckt sind und überhitzen, kann jederzeit zu neuen Bränden und Explosionen führen (laut Prof. Eckard Laurien, Stuttgart). Da aber die Struktur der Gebäude eh schon stark in Mitleidenschaft gezogen ist, gehe ich davon aus, dass diese Explosionen immer weniger Schaden anrichten können (Böller auf flacher Hand). Dennoch sind sie lebensgefährlich für das Personal (Druck-, Brand- und Splitterwirkung)

http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_Fukushima_nuclear_accidents

In den Tabellen werden auch immer aktuellere Dosisleistungsangaben vor Ort veröffentlicht (mit Uhrzeit). Diese liegen zwischen einigen hundert und mehreren tausend µSv/h also im mSv-Bereich (1000µSv/h = 1mSv/h). Die dortigen Angaben sind darauf bezogen, dass keine Quelle auszumachen ist die Strahlung also aus allen raumrichtungen kommt. Daher schließe ich, dass diese auf dem Werksgelände zwischen den Blöcken gemessen wurde.
Sollte es richtig sein, dass diese Strahlung auf dem Werksgelände herrscht, dann wäre die Situation sehr ernst aber viel viel besser als die vorher gemeldeten 400mSv/h. Die in den Tabellen gegeben Werte von unter 10mSv/h sind sehr ernst allerdings ermöglichen sie ein Arbeiten in diesem Bereich. Das die Strahlung von allen Seiten kommt, muss man wohl so deuten, dass radioaktive Partikel über die gesamte Anlage verteilt sind und nicht mehr nur aus den Reaktorblöcken kommt.

Im Normalzustand würde man sich bei diesen Werten nur Sekunden bzw.
wenige Minuten in einem solchen Sperrbereich aufhalten (z.B. zum ziehen einer Probe, eine schnelle Monatage, Anbringen von Abschirmung usw.). Da man sich aber in Japan bei den Personal vor Ort von gesetzlichen Grenzwerten sicher ganz verabschieden kann und nur noch das medizinisch akut vertretbare (keine akuten Verbrennungen/Erblindungen, keine akute Strahlenkrankheit, kein akuter Tod - also kein Wegfall der
Arbeitsfähigkeit) im Auge haben wird, ist es möglich dort zu arbeiten.
Ich schätze mal 10-20 min (maximal 1h) und möglichst häufiger Personalwechsel. Wichtig wäre wie gesagt auch ein dauerhafter Personalaustausch, dass heißt, dass die Leute nach einem Einsatz mindestens Monate (ggf. den Rest des Lebens) keiner Strahlung mehr ausgesetzt werden. Dies ist aber faktisch nur bei der Feuerwehr usw.
möglich. Das Anlagenpersonal wird sicher so dringend gebraucht, dass man dort wenig Schonung haben wird! Die Regelungen zu sogenannten Unfalldosen die man im Notfall zur Abwendung einer Gefahr oder Rettung einer anderen Person auch über das gesetzliche Limit (in Deutschland) hinaus haben darf sind mir unbekannt.

Nur mal zur Einschätzung der Personalsituation in Fukushima. Im Vergleich in Deutschland ist eine Schicht pro Block ca.25 Mann stark. In Fukushima versuchen 50 Mann die Katastrophe in 4 Blöcken zu verhindern bzw. zu mildern. Das heißt, die haben faktisch keine übliche Feuerwehrstärke und sind auch so, rein vom Arbeitspensum einer unglaublichen Belastungen ausgesetzt. Ich plediere dafür das man, auch wenn sich herrausstellen sollte, dass Bedienfehler zu der jetzigen Situation geführt haben, den Leuten diesen Einsatz nie vergisst!!! Meine persönliche Einschätzung ist, dass die Leute das menschenmögliche tun!!!

Ganz ganz langsam kommt die Situation in eine Phase, in der die Zeit FÜR einen guten Ausgang arbeitet. Die Halbwertszeiten einiger Spaltprodukte sind sehr kurz (Stunden, Tage, Wochen), so dass man die Sache quais aussitzen kann so man nur unter allem Umständen weiter kühlt. Bisher hat man die Kernschmelze noch nicht offizielle als gegebenen Fakt bezeichnet sondern hält sie für möglicher Weise im Gange (falls jemand andere Daten hat bitte her damit). Sollte es also ohne bzw. mit partieller Kernschmelze abgehen (d.h. BE's Schmelzen im RDB ohne diesen
durchzubrennen) kann man das als einen unter diesen Umständen glücklichen Ausgang bezeichnen. Ich hoffe, dass Ende dieser, Anfang nächster Woche das Schlimmste überstanden ist ohne weitere Exkalation, so dass es in den nächsten Wochen absehbar immer besser wird. Eine sichere Nachkühlung wird aber noch auf Jahre sicher zu stellen sein. Im Moment geht es einzig und allein darum den Zeitpunkt zu erreichen, wo die Brennelemente soweit abgeklungen sind, dass sie keine Hitze mehr in dem Bereich produzieren, der Ihre Hülle und den Reaktordruckbehälter einzuschmelzen vermag. Bis dahin besteht weiter höchste Gefahr. Dazu ist es auch unbedingt nötig, dass alles unterkritisch bleibt, sonst geht das wieder von vorne los.

Die Experten schätzen die kritischste Lage derzeit im vollen Brennelementbecken von Block 4. Dem schließe ich mich an, da dort ggf.
noch eine Kernschmelze an einem deckbar ungünstigen Ort statt finden könnte. Wenn auch das Dach noch wegfliegt wäre es quasi unter freiem Himmel. Zudem ist in diesem Becken mehr Spaltmaterial konzentriert als in jedem einzelnen der anderen Reaktoren. Ein absichtliches Leckschlagen des Daches zum direkten Einleiten von Wasser in das Becken (was man wohl jetzt vor hat) ist zum Verhindern einer enormen Katastrophe sicher gerechtfertigt. Das diese Dächer wenig abkönnen und im Erstfall nicht viel Schutz bringen haben wir ja zweimal gesehen. Dennoch wäre ich dafür eine Seitenwand einzuschlagen und vom Boden aus zu kühlen (statt mit
Hubschraubern) da eine intakte Decke wenigstens noch als Kondensationshilfe für den Zweifellos entstehenden Wasserdampf dienen könnte und somit mehr Wasser im Beckenflur halten würde als wenn es unter freiem Himmel wegdampfen würde.

Wiedermal bleibt mir nur das unter diesen Umständen maximal Beste zu hoffen!

Liebe Grüße Marco