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Am 10 Oktober 1957 kam es in einem britischen Kernreaktor in Windscale heute Sellafield England zu einem Brand Dieser setzte eine Wolke mit erheblichen Mengen radioaktiven Materials frei die sich uber Grossbritannien und uber das europaische Festland verteilte Auf der heute gultigen siebenstufigen Internationalen Bewertungsskala fur nukleare Ereignisse INES wird dieser Unfall als Ernster Unfall Stufe 5 eingestuft also als Unfall mit Auswirkungen ausserhalb des Betriebsgelandes und schweren Schaden am Reaktorkern wie beispielsweise der von Three Mile Island Die Strahlung im Reaktor ist bis 2005 auf etwa ein Prozent des sehr hohen Wertes nach dem Brand abgeklungen Inhaltsverzeichnis 1 Historischer Hintergrund 2 Technik 2 1 Reaktoren 2 2 Moderator 3 Verlauf des Reaktorunfalls vom Oktober 1957 4 Freisetzung von Radioaktivitat und Todesfalle 5 Schliessung und Ruckbau 5 1 1958 1961 5 2 Phase 1 5 3 Phase 2 6 Kulturelle Adaption 7 Siehe auch 8 Literatur 8 1 Fachartikel 8 2 Sachbucher 8 3 Videos 8 4 Zeitungsartikel 9 Weblinks 10 EinzelnachweiseHistorischer Hintergrund BearbeitenNachdem die USA nach Ende des Zweiten Weltkrieges darum bemuht waren die Verbreitung von Atomwaffen zu verhindern wurde anderen Landern durch den 1946 beschlossenen und am 1 Januar 1947 in Kraft getretenen McMahon Act der Zugang zu Nukleartechnologie verwehrt Die ehemaligen Alliierten trieben jedoch nationale Nukleartechnologieprogramme voran so dass Grossbritannien ab 1952 uber eigene Atomwaffen verfugte die Sowjetunion ab 1949 Um den wissenschaftlichen und technischen Vorsprung der Amerikaner wieder aufzuholen musste die Forschung und Produktion unter grossem Zeitdruck vorangetrieben werden Sicherheitsaspekte spielten dabei eine geringere Rolle obwohl die Gefahren der Radioaktivitat mittlerweile durchaus bekannt waren Um eine britische Bombe zu bauen hatte die Plutoniumproduktion hochste Prioritat Als Standort wurde das Gelande einer ehemaligen Munitionsfabrik in Windscale an der Irischen See Cumbria Nord West England ausgewahlt das uber genugend Kuhlwasser aus den Wastwater und Ennerdale Seen verfugte und weit weg von Gebieten mit dichterer Besiedlung gelegen war In der Region war man erfreut uber den Bau der Anlage da durch den Niedergang fruherer Industrien und des Bergbaus wirtschaftliche Schwierigkeiten entstanden waren man versprach sich von der neuartigen Industrie einen erheblichen Aufschwung Trotz der Nachkriegssparmassnahmen wurde im Herbst 1947 mit dem Bau des Kernreaktors Pile Nr 1 begonnen der bereits im Oktober 1950 in Betrieb genommen wurde Der baugleiche Pile Nr 2 ging acht Monate spater in Betrieb Beide Reaktoren zusammen produzierten pro Jahr circa 35 kg waffentaugliches Plutonium 239 1 Zugleich wurde die erste Wiederaufarbeitungsanlage B204 errichtet um das Plutonium zu extrahieren Die Bauarbeiten standen wegen des politisch vorgegebenen Rahmens unter grossem Zeitdruck Im Februar 1952 wurden die ersten Plutoniumstucke in die Aldermaston Fabrik nahe Reading geliefert und im Oktober explodierte die erste britische Atombombe Hurricane vor der Kuste Australiens Technik BearbeitenReaktoren Bearbeiten nbsp Funktionsschema des Windscale Reaktors Pile Nr 1Um moglichst schnell Plutonium aus naturlichem Uran zu erzeugen wurden graphitmoderierte luftgekuhlte Reaktoren mit einer thermischen Leistung von 180 MW verwendet Der Reaktorkern bestand aus 1 966 Tonnen Graphitblocken mit 3 444 horizontalen Kanalen die in einem achteckigen Bereich in der Mitte des Kerns angeordnet waren Der Kern hatte einen Durchmesser von 15 m war 7 5 m dick und von 2 7 m dickem armiertem Beton als Strahlungsabschirmung umgeben Als Brennstoff diente metallisches Natururan das in 28 5 cm lange 2 5 cm dicke Aluminiumkapseln eingeschlossen war Zur besseren Warmeabfuhr war jede Kapsel mit radialen Kuhlrippen versehen Um die Plutoniumproduktion zu steigern wurde die Wandstarke der Aluminiumkapseln nachtraglich durch Abfrasen reduziert die daraus resultierende geringere Stabilitat der Kapseln nahm man in Kauf In jeden Kanal des Reaktors wurden von der Vorderseite her 21 solcher Brennelemente geladen Ausserdem waren weitere Kanale fur Isotopenkapseln und Steuerstabe vorhanden Die Isotopenkapseln enthielten Lithium und Magnesium Aus dem Lithium wurde durch Neutroneneinfang Tritium erbrutet welches fur die britische Wasserstoffbombe dringend benotigt wurde Verbrauchte Brennelemente wurden mit Hilfe von Stahlstangen nach hinten aus dem Kern hinausgeschoben wo sie in Kubel in einem Wasserbassin fielen und uber einen durch meterdicke Betonwande abgeschirmten Wasserkanal in das gemeinsam fur Pile 1 und 2 genutzte Abklingbecken B29 transportiert wurden Die Kuhlung erfolgte durch zwei Geblasehauser die durch Schachte mit der Vorderseite des Reaktorkerns verbunden waren Die Abluft wurde uber einen 125 m hohen Schornstein an die Umwelt abgegeben der oben mit Filtern versehen war die radioaktive Partikel zuruckhalten sollten Der gesamte Reaktoraufbau hatte eine Masse von etwa 57 000 Tonnen Die zwei Reaktoren produzierten etwa je 35 kg Plutonium pro Jahr Im Zeitraum von 1951 bis 1957 wurden in der Aufbereitungsanlage B23 ungefahr 385 kg Plutonium erzeugt Moderator Bearbeiten Als die Reaktoren 1946 geplant wurden war noch kaum etwas uber das Verhalten von Graphit unter Neutronenbeschuss bekannt man wusste lediglich dass sich der Graphitmoderator im Reaktor ausdehnt solange die Temperaturen unter 250 C bleiben Zwei Jahre nach Inbetriebnahme des Pile 1 wurde festgestellt dass es immer wieder zu spontanen Temperaturanstiegen im Kern kam Dies wurde schliesslich darauf zuruckgefuhrt dass der Graphit des Moderators bei seiner Ausdehnung unter Neutronenbeschuss Wigner Energie speichert die spater spontan freigesetzt wird falls keine Gegenmassnahmen unternommen werden Da hohere Temperaturen wegen der Feuergefahr sowohl fur den luftgekuhlten Graphit als auch fur die Isotopen und Brennelemente gefahrlich sind begann man 1952 den Kern in regelmassigen Abstanden auszuheizen um die Wigner Energie kontrolliert abzubauen Dazu wurde die Kerntemperatur uber die normale Betriebstemperatur hinaus langsam erhoht Bis zum Oktober 1957 war dieser Prozess bereits funfzehn Mal erfolgreich an Pile 1 und 2 durchgefuhrt worden Allerdings gestaltete er sich zunehmend schwieriger und erforderte manchmal ein erneutes Aufheizen des Kerns um die Wigner Energie wie gewunscht freizusetzen Im Oktober 1957 kam es beim neunten Ausheizen von Pile 1 zur Katastrophe Verlauf des Reaktorunfalls vom Oktober 1957 BearbeitenAm 7 Oktober 1957 begannen die Techniker mit dem Ausheizvorgang der nach drei Tagen abgeschlossen sein sollte Der heruntergefahrene Reaktor von Pile 1 wurde bei abgeschalteten Ventilatoren um 19 25 Uhr angefahren und bei 250 C stabilisiert Durch die freigesetzte Wigner Energie sollte die Temperatur auf den vorgesehenen Hochstwert von 350 C steigen Am 8 Oktober deuteten die Anzeigen darauf hin dass die vorgesehene Temperatur nicht erreicht wurde Da das Ausheizen bei der Planung nicht berucksichtigt worden war fehlten in beiden Reaktoren Temperaturmessstellen um den noch nicht vollstandig verstandenen Ausheizvorgang ausreichend uberwachen zu konnen Das Bedienpersonal war daher auf Erfahrungswerte und die fur den Normalbetrieb vorgesehenen Temperaturmessstellen angewiesen Obwohl einige Messstellen steigende Temperatur anzeigten entschied der Operator um 10 30 Uhr den Reaktor weiter anzuheizen Um 11 05 Uhr kam es dann zu einem sprunghaften Temperaturanstieg um 80 Kelvin ansonsten blieb uber die nachsten eineinhalb Tage alles ruhig obwohl der Graphit des Reaktorkerns vermutlich schon brannte Am 9 Oktober um 22 15 Uhr waren die gemessenen Temperaturen mit zum Teil uber 400 C immer noch zu hoch Am 10 Oktober um 05 40 Uhr zeigten Messgerate am Schornstein und auf dem Betriebsgelande an dass der Reaktor Radioaktivitat freisetzte Die Strahlung an dem 120 Meter hohen Abluftkamin uber dem Reaktor stieg stark an Auch die Kerntemperatur erhohte sich stark Zuerst ging man noch davon aus dass eine mit Lithium und Magnesium gefullte Isotopenkapsel geborsten sei und versuchte das Problem mit einem ferngesteuerten Messgerat zu lokalisieren dessen Betatigungsgestange sich durch die Hitze aber bereits verklemmt hatte Erst um 15 Uhr alarmierte die Bedienmannschaft die Fabrikleitung Da bis 16 30 Uhr keine Anweisungen ergingen offnete ein Techniker im Schutzanzug einen Schacht an der Vorderseite des Reaktorkerns und sah die rotgluhenden Brennelemente Es war klar dass der Reaktor gekuhlt werden musste Die Ventilatoren konnten zur Kuhlung jedoch nicht verwendet werden da sie dem Graphitbrand noch zusatzlich Sauerstoff geliefert und wegen der durch das Feuer beschadigten Brennelemente und Isotopenkapseln noch mehr radioaktive Stoffe an die Umwelt freigesetzt hatten Wasser konnte auch nicht verwendet werden da es mit dem geschmolzenen und brennenden Uran den anderen Metallen und dem Graphit zu Wasserstoff und Ethin reagieren wurde was eine Explosion ausgelost hatte Deshalb versuchte man nachdem ein Tankwagen aus dem nahegelegenen Kernkraftwerk Calder Hall eingetroffen war den Brand mit 25 Tonnen flussigem Kohlenstoffdioxid zu loschen was aber keinerlei Wirkung zeigte Durch die Inspektionsluken im Dach des Reaktorkerns wurde um 20 30 Uhr beobachtet dass blaue Flammen aus dem Kern schossen Am 11 Oktober um 01 53 Uhr wurden 1300 C erreicht Inzwischen war im Fabrikgelande Alarm ausgelost worden Obwohl schon den ganzen Tag lang Radioaktivitat freigesetzt wurde wurde die Offentlichkeit immer noch nicht informiert Zum Gluck der Betreiber wehte der Wind die radioaktive Wolke aus 131Jod Plutonium Casium und Strontium auf die Irische See hinaus Trotz der Gefahr einer Knallgasexplosion die den gesamten Reaktor zerstort und das radioaktive Material des Kerns grossraumig freigesetzt hatte versuchte man schliesslich am 11 Oktober um 08 55 Uhr den Brand mit Wasser zu bekampfen was jedoch nicht den gewunschten Erfolg brachte Uber die Inspektionsluken stellten die Techniker fest dass das Wasser wirkungslos durch die Kanale des Kerns schoss Erst als um 09 56 Uhr der Wasserdruck reduziert wurde floss das Wasser in den Kern hinein und kuhlte ihn ab die dabei entstandene riesige Dampfwolke setzte jedoch weitere Mengen an Radioaktivitat frei Das Feuer erlosch erst als um 10 10 Uhr auch die Luftzufuhr zum Reaktor unterbrochen wurde Am 12 Oktober um 15 10 Uhr beendete die Werkfeuerwehr die Wasserzufuhr Um den Reaktor hatte sich aus den 9 000 m Loschwasser ein radioaktiver See gesammelt Freisetzung von Radioaktivitat und Todesfalle BearbeitenDie beim Brand freigesetzte Wolke zog uber Grossbritannien und von dort bis uber das europaische Festland Wahrend des Brandes kam es zu zwei Freisetzungen zunachst durch das brennende Uran spater durch den Wasserdampf beim Loschvorgang Die Bevolkerung wurde jedoch erst am Tag nach dem Ende des Brandes gewarnt die Milch von 17 umliegenden Farmen eingesammelt und in die Irische See verklappt Am 12 Oktober wurde auch radioaktiv belastete Milch die einen Grenzwert von 3 700 Bq pro Liter uberschritt 2 aus einem 500 km grossen Gebiet eingesammelt und vernichtet Obwohl auch Milch weiter entfernter Farmen durch 131Jod kontaminiert wurde wurde sie verkauft und Aufzeichnungen daruber von der Regierung unter Verschluss gehalten um die Bevolkerung nicht zu beunruhigen Insgesamt wurden etwa 2 Millionen Liter 131Jod kontaminierte Milch ins Meer entsorgt Nach den neuesten Untersuchungen wird abgeschatzt dass durch den Brand unter anderem 900 bis 3700 TBq 131Jod 280 bis 6300 TBq 132Tellur 90 bis 350 TBq 137Casium etwa 0 2 bis 3 1 TBq 90Strontium und 14 bis 110 TBq 210Polonium sowie 8 bis 80 PBq 133Xenon freigesetzt wurden Die Auswirkungen der freigesetzten Radioaktivitat waren bisher nur ungenugend bekannt Ein vorsichtiger britischer Bericht von 1982 nannte wenigstens 40 bedingte Todesfalle andere der mehr als 70 Untersuchungsberichte rund 100 Todesopfer des Unfalls Heutige Modellrechnungen kommen zu dem Schluss dass infolge des damaligen Unfalls rund 240 Personen an Lungenkrebs starben 3 Eine noch grossere Verseuchung ist dadurch verhindert worden dass der Physiker John Cockcroft vor Inbetriebnahme des Pile 1 darauf bestand dass Filter oben auf den Schornsteinen installiert wurden was viele der Ingenieure damals als uberflussig ansahen sie sprachen sogar von Cockcrofts Narretei Cockcrofts Follies 95 des radioaktiven Materials konnten durch diese Filter im Endeffekt zuruckgehalten werden 4 Schliessung und Ruckbau Bearbeiten1958 1961 Bearbeiten Das Gelande rund um Pile 1 wurde dekontaminiert und die unversehrten Brennelemente aus dem Kern entfernt Soweit moglich wurden die Steuer und Kontrollstabe in den zerstorten Kern eingefahren und die Zusatzeinrichtungen am Reaktor abmontiert Eine 80 cm dicke Betonschicht wurde uber die mechanischen Durchfuhrungen in der Strahlungsabschirmung gelegt um den Kern zu versiegeln In den etwa 20 Prozent des Kerns die zerstort wurden befinden sich noch etwa 6700 durch das Feuer beschadigte Brennelemente und 1700 Isotopenkapseln Weiterhin wurden die Geblase und Filter der Luftkuhlung aus den Gebauden B3 B4 B13 und B14 entfernt und die Luftschachte zu den Reaktoren zugemauert Pile 2 wurde nach dem Brand aus Sicherheitsgrunden ausser Betrieb genommen und die Brennelemente entfernt Bis Mitte der 1980er Jahre wurde der immer noch aktive Kern von Pile 1 lediglich uberwacht Phase 1 Bearbeiten Mit der Planung der ersten Phase des Abbaues wurde Ende der 1980er begonnen und 1993 die Arbeit aufgenommen Dabei wurde die Abschirmung um den Reaktor abgedichtet die kontaminierten Zu und Abluftschachte geschlossen und die Wasserkanale die verbrauchte Elemente zum Abklingbecken B29 transportierten versiegelt Zudem wurde der radioaktive Schlamm aus den durch den Brand stark kontaminierten Wasserkanalen zum Abklingbecken entfernt Dabei fand man noch 210 alte Brennelemente in den Kanalen Diese Phase wurde 1999 abgeschlossen so dass der Reaktorkern nun vollstandig von den Zu und Abluftanlagen und den Kanalen zum Abklingbecken getrennt ist Der Abluftschornstein von Pile 2 wurde im Zuge dieser Arbeiten bereits entfernt Phase 2 Bearbeiten Ursprunglich war geplant von 2008 bis 2012 die restlichen 13 Tonnen Kernbrennstoff aus dem Reaktorkern zu entfernen 5 Danach sollte der Reaktorkern selbst abgebaut und fur die sichere Endlagerung vorbereitet werden Im Rahmen der Ruckbauarbeiten wurde eine neue Risikoabschatzung uber die vorhandenen Risiken vorgenommen Diese Risikoabschatzung ergab dass eine erneute Kritikalitat des Reaktorkerns ausgeschlossen werden kann Auch die Gefahr eines Brandes oder einer Graphitstaub Explosion die bei fruheren Untersuchungen befurchtet wurden scheint nicht zu bestehen 6 Deshalb wurde der Abbau des Reaktorkerns zuruckgestellt um sich zunachst auf grossere Risiken auf dem Gelande zu konzentrieren 7 Bis Ende 2022 wird der kontaminierte Abluft Schornstein komplett abgebaut sein Es wurde befurchtet dass der Schornstein unkontrolliert einsturzen und dabei die Sicherheitsbehalter des Piles und umliegender Gebaude zerstoren konne 8 Ein endgultiger Abbau des Reaktors ist bis ca 2040 geplant 9 Kulturelle Adaption BearbeitenIn ihrem Lied Radio Aktivitat nennt die deutsche Musikgruppe Kraftwerk unter anderem auch Sellafield als Metonym fur den havarierten Kernreaktor mit dem Aufruf Stop Radioaktivitat Siehe auch BearbeitenKatastrophe von Tschernobyl Liste von Unfallen in kerntechnischen Anlagen Liste von Storfallen in europaischen kerntechnischen AnlagenLiteratur BearbeitenFachartikel Bearbeiten D Williams R S Cambray S C Maskell An airborne radiometric survey of the Windscale area October 19th 22nd 1957 AERE 1957 englisch gov uk H J Dunster H Howells W L Templeton District surveys following the Windscale incident October 1957 In Proceedings of the Second United Nations International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy Volume 18 Waste Treatment and 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structure were removed The project to demolish the stack is now nearing an end with the stack reduced to a 30cm stub Seite 37 Nuclear Safety Advisory Committee Meeting of RG2 with Windscale Pile 1 Decommissioning Project Team PDF 37 kB hse gov uk 29 September 2005 archiviert vom Original am 19 Oktober 2020 abgerufen am 10 Oktober 2017 englisch nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot www hse gov uk nbsp Dieser Artikel ist als Audiodatei verfugbar source source Speichern 19 31 Minuten 20 0 MB Text der gesprochenen Version 28 Marz 2021 Mehr Informationen zur gesprochenen Wikipedia Nuklearunfalle ab INES Stufe 5 Ernster Unfall INES 7 Tschernobyl 1986 Fukushima Daiichi 2011 nbsp INES 6 Kyschtym 1957 INES 5 Chalk River 1952 Sellafield 1957 Santa Susana 1959 Belojarsk 1977 Harrisburg 1979 Tschernobyl 1982 Wladiwostok 1985 Goiania 1987 54 424861111111 3 5 Koordinaten 54 25 29 5 N 3 30 0 W Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Windscale Brand amp oldid 235387646