3                                   Das Erdbeben

Am 11. März 2011 um 14:46 ereignete sich im Meer vor Fukushima ein großes Erdbeben der Stärke 9, das größte Erdbeben, das jemals in Japan in historischen Zeiten beobachtet wurde (Bezeichnung: Tohoku - Chihou - Taiheiyo - Oki - Earthquake)
 
Das Erdbeben traf nicht nur die 6 Reaktoren in Fukushima Daichi, sondern alle Atomanlagen an der Ostküste stark, am stärksten war die Anlage in Onagawa betroffen. Das Bild zeigt die gemessenen Beschleunigungen. Die Beschleunigungen an den Atomkraftwerken lagen im Bereich der Auslegung. Es war also kein Erdbeben einer Stärke, die über die Auslegung der Anlagen hinausgegangen wäre, und dem entsprechend gut haben die Anlagen auch das Erdbeben überstanden.

Im Grunde ist es so, dass bei einem Erdbeben die Anlage etwa eine Minute lang kräftig wackelt. Man kann jedes Atomkraftwerk so bauen, dass es bei einem Erdbeben keinen Schaden nimmt. Dazu müssen zwei Dinge beachtet werden:
1)    Der Baugrund muss geeignet sein und keine Bruchlinien aufweisen: also nicht auf eine alte Erdbebenspalte bauen oder in einer Gegend, wo es nur so von Bruchlinien wimmelt. Der Baugrund sollte auch ordentlich tragfähig sein.
2)    Die Bauausführung muss solide sein: ein Gebäude aus Stahlbeton mit genug Eisen, das auch tatsächlich eingebaut wird und nicht wie beim U-Bahnbau in Köln an Schrotthändler weiter verhökert wird. Alle Komponenten müssen fest verankert sein oder mit Stoßbremsen und Dämpfern gegen Schwingungen gesichert.

Wenn man diese einfachen Regeln befolgt, kann nicht viel schief gehen. In Japan gab es mehrere Fälle, in denen ältere Atomkraftwerke ohne Probleme Erdbeben überstanden, die über die Auslegung hinausgingen. Der Grund dafür ist die dynamische Auslegung und die hohe Qualität der Bauausführung, die bei einem Atomkraftwerk ganz anders überwacht wird als bei zivilen Gebäuden oder bei der Kölner U-Bahn.

Da Erdbeben im Fernsehen sehr spektakulär aussehen, denken viele Menschen, dass Erdbeben eine besonders große Gefahr für Atomkraftwerke darstellen, aber das entspricht nicht den Tatsachen. Bis heute gibt es keinen größeren Schadensfall in Atomkraftwerken aufgrund von Erdbeben.

Die japanischen Reaktoren sind gegen schwere Erdbeben ausgelegt und mit einer Regelung ausgerüstet, dass sie sich bei einem schweren Erdbeben automatisch abschalten.  Der Ablauf dabei ist, dass eine Schnellabschaltung über die Steuerstäbe erfolgt, die Turbine die Last abwirft und die Anlage auf den Nachkühlbetrieb umgeschaltet wird. Den dazu benötigten Strom entnimmt man üblicherweise aus dem Stromnetz. Damit das gut funktioniert, waren die Reaktoren an drei verschiedene Hochspannungsnetze angeschlossen, aber alle drei fielen durch das Erdbeben aus, was eigentlich keine Überraschung bei einem Erdbeben dieser Größenordnung ist.

Es gilt als großer Vorteil in der Reaktorsicherheit, Atomanlagen mit mehr als einem Reaktor an einem Standort zu bauen, weil man bei Ausfall der Stromversorgung aus dem Netz den betroffenen Reaktor mit Strom aus dem Nachbarreaktor versorgen kann. Soweit die Theorie, aber bei einem Erdbeben schalten sich alle Reaktoren der Anlage automatisch ab und dann ist dies nicht möglich.

Als letzte Möglichkeit verfügten die Reaktoren in Fukushima über Notstromdiesel, die auch problemlos ansprangen und die Nachkühlpumpen mit Strom versorgten. Die Mannschaft prüfte die Lage und, da sie keine Probleme entdeckte, startete sie den üblichen Nachkühlbetrieb und fuhr die Anlage schonend mit 50K/h ab, d.h. es würde mehrere Stunden dauern, bis man den kalten Zustand erreicht hat. Es war auch keine Eile geboten, da alle Systeme das Erdbeben ohne Fehlermeldung überstanden hatten, und die Mannschaft keinerlei Information über das Ausmaß der Katastrophe außerhalb der Anlage hatte. Wahrscheinlich gingen sie davon aus, dass ein paar Stunden später das Netz wieder verfügbar ist und sie wieder ans Netz gehen würden. Es war ja schließlich nicht das erste Erdbeben, das sie problemlos überstanden!

Im nachhinein ist man bekanntlich immer schlauer und es ist zu vermuten, dass die von der Auslegung her gegen das Grundwasser dichten Kellerräume der Reaktoren und des Turbinenhauses Risse bekommen haben und nach dem Erdbeben nicht mehr dicht waren. Das lässt sich natürlich nicht von der Warte aus prüfen und hat zunächst auch keine unmittelbare Auswirkung.

Wahrscheinlich haben die Leute auf der Warte nach dem ersten Schrecken ein paar Techniker losgeschickt, um überall mal nach dem rechten zu sehen und erwarteten deren Rückmeldungen und - als Japaner mit Erdbeben und Tsunamis vertraut - auch einen möglichen nachfolgenden Tsunami.

Bis heute ist eines der größten Probleme bei der Begrenzung der Folgen des Störfalls die Tatsache, dass Grundwasser in erheblichem Umfang durch Risse und undichte Durchführungen in die Kellerräume der vier Reaktoren eindringt. Solche undichte Stellen würden im Normalbetrieb nicht auffallen, da der Grundwasserspiegel unter die Kellersohle der Kraftwerke abgesenkt wird. Die veröffentlichten Schadensbilder von undichten Stellen deuten aber daraufhin, dass diese Schäden auf das Erdbeben zurückzuführen sind. Für sich alleine gesehen, sind diese undichten Stellen kein Fehler oder Mangel. Nach der Kernschmelze und den Explosionen jedoch erschweren sie die notwendige externe Kühlung.