Three Mile Island 1979: Reaktorunfall, Kernschmelze, Ursachen und Folgen

Three Mile Island 1979: Detaillierte Analyse von Reaktorunfall und teilweiser Kernschmelze – Ursachen, Krisenmanagement und langfristige Folgen für Sicherheit und Energiepolitik.

Der Unfall in Three Mile Island 1979 im Kernkraftwerk Three Mile Island in Pennsylvania war "das wichtigste Einzelereignis in der fünfzigjährigen Geschichte der Regulierung der Kernenergie in den Vereinigten Staaten". Viele Menschen haben das Ereignis als einen Wendepunkt für die Kernkraftindustrie in den Vereinigten Staaten gesehen. Das Kraftwerk Three Mile Island liegt in der Nähe von Harrisburg, Pennsylvania. Der Unfall begann am Mittwoch, dem 28. März 1979, und führte zu einer teilweisen Kernschmelze in Block 2 des Kernkraftwerks. Der Druckwasserreaktor von Block 2 hatte eine Kapazität von 900 MWe.

Ablauf des Unfalls (Kurzüberblick)

Der Unfall begann mit dem Ausfall der Speisewasserzufuhr zu den Dampferzeugern, was zu einem automatischen Abschalten (Reaktorscram) führte. Kurz darauf öffnete sich ein druckregelndes Ventil (das sogenannte PORV – pilotoperated relief valve) am Druckhalter, blieb aber offen, obwohl im Bedienfeld ein Schließsignal angezeigt wurde. Dadurch strömte Kühlmittel aus dem Reaktorsystem ab, der Reaktorkern wurde teilweise freigelegt und überhitzte. Aufgrund unvollständiger und irreführender Anzeigeinstrumente sowie mangelnder Ausbildung interpretierten die Betreiber die Situation falsch und verhinderten teilweise wirksame Notkühlmaßnahmen.

Technische Ursachen und menschliche Faktoren

Die Kette der Ursachen umfasste sowohl technische Defekte als auch menschliches Versagen und organisatorische Mängel:

• Ein Ausfall in der Speisewasserzufuhr und das anschließende automatische Abschalten.
• Ein druckregelndes Ventil (PORV), das offen blieb und dadurch zum Verlust von Kühlmittel führte, obwohl ein Indikator irreführend einen geschlossenen Zustand anzeigte.
• Unvollständige und für die Notfallbedienung schlecht gestaltete Instrumentenanzeigen, die es den Bedienern erschwerten, den tatsächlichen Kühlmittelverlust zu erkennen.
• Fehlende oder unzureichende Schulung für den Umgang mit dieser Art von Störfall und ein mangelndes Verständnis für die dabei entstehenden physikalischen Vorgänge (z. B. Dampfblasenbildung, Zirconium-Wasser-Reaktionen, Wasserstoffbildung).

Die Kombination aus Geräteausfällen, fehlerhafter Anzeigeinformation und Bedienungsfehlern führte so zu einem schweren Kernschaden. Große Teile des Reaktorkerns des TMI-2-Reaktors schmolzen, obwohl die Tatsache, dass es zu einer teilweisen Kernschmelze gekommen war, erst 1985 deutlich wurde.

Die Reaktorbetreiber waren nicht für den Umgang mit Unfallbedingungen geschult, und der NRC hatte keine effektive Kommunikation mit den Versorgungsunternehmen aufgebaut. Außerdem erwiesen sich die Autoritätslinien nach dem Unfall als schlecht definiert. Die Öffentlichkeit erhielt widersprüchliche Berichte, die unnötige Panik und Evakuierungen auslösten. Es waren diese systemischen Schwächen im Regulierungssystem, die es begabten Menschen ermöglichten, die Fehler zu machen, die sie begangen hatten.

Gefahr durch Wasserstoff und Eindämmung

Während des Störfalls bildete sich im oberen Bereich des Druckbehälters eine Wasserstoffansammlung. Einige Experten befürchteten, die Blase könne entzündlich oder gar explosiv werden, falls sie mit Luft oder freiem Sauerstoff reagieren würde. Ein Durchbruch des Druckbehälters oder ein Versagen der Eindämmung hätte das Risiko einer deutlich größeren Freisetzung radioaktiver Stoffe erhöht.

Obwohl die Meinungen auseinander gingen, befürchteten einige Reaktorexperten, dass die Wasserstoffblase mit der Zeit entflammbar oder, was weniger wahrscheinlich ist, explosiv werden könnte, indem sie sich mit dem freien Sauerstoff im Behälter verbindet. Wenn die Blase brennen oder explodieren würde, könnte sie den Druckbehälter zerreißen und den beschädigten Reaktorkern in das Sicherheitsbehältergebäude zwingen. Der Verlust des Behälters würde einen Bruch des Sicherheitsbehälters nicht unausweichlich machen, aber er würde das Risiko einer katastrophalen Freisetzung von Strahlung erhöhen.

Auswirkungen auf Bevölkerung und Gesundheit

Obwohl der Unfall eine schwere Krise darstellte, mündete er nicht in eine breite Gesundheitskatastrophe. Der Druckbehälter hielt, und die primäre Eindämmungseinrichtung wurde nicht durchbrochen. Nur relativ geringe Mengen flüchtiger radioaktiver Isotope gelangten in die Atmosphäre. Viele Studien zu möglichen langfristigen Strahlungsfolgen kamen zu unterschiedlichen Ergebnissen; die meisten Auswertungen zeigten jedoch, dass mögliche Zunahmen von Krebserkrankungen statistisch kaum von zufälligen Schwankungen zu unterscheiden sind.

In den Tagen nach dem Unfall kam es zu großen Unsicherheiten in der öffentlichen Information und zu lokalen Evakuierungen bzw. Vorsorgemaßnahmen (zum Beispiel Empfehlungen für schwangere Frauen und Kleinkinder), was die Angst in der Bevölkerung verstärkte und die öffentliche Debatte über Kernenergie verstärkte.

Am Ende führte der Unfall von Three Mile Island zwar "zu einer schweren Krise, aber nicht zu einer Katastrophe im Bereich der öffentlichen Gesundheit". Angesichts einer Kernschmelze hielt der Druckbehälter, und es gab keinen Bruch der Eindämmungsstruktur der Anlage. Nur "winzige Mengen der gefährlichsten Formen flüchtiger Strahlung entwichen in die Atmosphäre". Die Sanierung von TMI-2 dauerte 11 Jahre und kostete etwa 1 Milliarde US-Dollar.

Aufräumarbeiten und Nachsorge

Die Räum- und Dekontaminationsarbeiten an TMI-2 waren technisch aufwendig und zeitintensiv. Die Entfernung von geschmolzenem Kernmaterial und kontaminierten Komponenten sowie die sichere Lagerung bzw. Einlagerung von abgebrannten Brennelementen erforderten spezielle Verfahren. Die Wiederherstellung des Geländes und die Dokumentation der Arbeiten zogen sich über Jahre hin; abschließende Bewertungen und Langzeitüberwachung wurden durchgeführt, um mögliche Restgefahren zu kontrollieren.

Politische und industrielle Folgen

Der Unfall hatte weitreichende Folgen für die amerikanische Nuklearindustrie, die Regulierungsbehörde und die öffentliche Meinung:

• Unmittelbare und nachhaltige Vertrauensverluste in die Sicherheit der Kernenergie bei großen Teilen der Öffentlichkeit.
• Stärkere staatliche Regulierung und Reformen innerhalb der Nuclear Regulatory Commission (NRC). Eine wichtige Untersuchung (die Präsidentenkommission unter John G. Kemeny) stellte systemische Mängel bei Ausbildung, Regulierung und Krisenkommunikation fest.
• Die Kernenergiebranche initiierte Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit und des Personalschulungsniveaus; zudem entstanden neue Programme und Einrichtungen zur Förderung von Betriebsicherheit und Austausch bewährter Praktiken.
• Die Anti-Atomkraft-Bewegung gewann an Einfluss und Aufmerksamkeit; viele geplante Neubauprojekte wurden verzögert oder ganz aufgegeben. Langfristig führten diese Effekte zu einer starken Verlangsamung des Ausbaus kommerzieller Kernkraftwerke in den USA.

J. Samuel Walker vermutet, dass der TMI-Unfall weit verbreitete Kritik an der Kernkrafttechnologie, der Nuklearindustrie und der NRC ausgelöst hat. Die Kritiker beanstandeten die Industrie und die NRC wegen ihrer schlechten Leistung sowohl vor als auch nach dem Unfall. Die internationale Aufmerksamkeit, die die Krise erregte, verdoppelte die Entschlossenheit der Anti-Atomkraft-Bewegung und erhöhte ihre Glaubwürdigkeit. Es ist anzunehmen, dass sich die Atomindustrie der Vereinigten Staaten nie wieder erholt hat.

Forschung und Lehren

Three Mile Island führte zu umfangreicher Forschung über menschliche Faktoren, Instrumentierung, Notfallverfahren und Kernschmelz-Szenarien. Die Branche und die Regulierer legten größeren Wert auf realistische Simulatoren, verbesserte Notfallpläne, klarere Anzeigeinstrumente und auf Organisationskultur, die Sicherheit priorisiert. Viele der heutigen Standards im Kraftwerksbetrieb und in der Ausbildung gehen auf Lehren aus diesem Unfall zurück.

Walker berichtet, dass Studien, die nach langfristigen Strahlungseffekten als Folge des Unfalls suchen, zu widersprüchlichen Schlussfolgerungen gekommen sind, aber es scheint, dass jede Zunahme von Krebserkrankungen gering genug ist, um zufällig aufgetreten zu sein.

Zusammenfassend bleibt Three Mile Island ein prägendes Beispiel dafür, wie technische Störungen, fehlerhafte Informationen und organisatorische Schwächen zu einem schweren Kernunfall führen können — und wie wichtig systematische Ausbildung, sichere Technik, transparente Kommunikation und starke Regulierung für den sicheren Betrieb von Kernkraftwerken sind.

Fragen und Antworten

F: An welchem Tag ereignete sich der Unfall auf Three Mile Island?

F: Wo ereignete sich der Unfall von Three Mile Island?

F: Wie groß war der Druckwasserreaktor von Block 2?

F: Was war die Ursache für die Krise im Atomkraftwerk TMI?

F: Was gab während der TMI-Krise den größten Anlass zur Sorge?

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