Tschernobyl und die Folgen

In der Nacht des 26. April 1986 ereignete sich im Atomkraftwerk Tschernobyl der weltweit schwerste Unfall in der zivilen Nutzung der Atomenergie. Noch während des Abfahrens sollte in einem vorgegebenen Leistungsbereich ein Versuch eingeleitet werden, um bestimmte Sicherheitseigenschaften der Anlage nachzuweisen.

Kurzer Abriss der Ereignisse

Unzulänglichkeiten des Versuchsprogramms, unerwartete Bedingungen während der Versuchsdurchführung sowie mehrere nicht vorhersehbare Ereignisse und ungeplante Eingriffe des Betriebspersonals führten dazu, dass die Anlage in einen äußerst instabilen Betriebszustand gefahren wurde. 

Nach Versuchsbeginn um 01:23 Uhr führte der instabile Anlagenzustand zunächst zu einem Leistungsanstieg und dann innerhalb weniger Sekunden zu einem rapiden Anstieg der Energiefreisetzung in den Brennelementen und zur Zerstörung des Reaktorkerns. Die im Brennstoff gespeicherte Wärme wurde dabei sehr schnell in das umgebende Kühlmittel übertragen, welches praktisch spontan verdampfte. Der resultierende hohe Druckanstieg führte zur Explosion des Reaktors. Durch die Explosion und den Brand im Reaktor wurden vor allem in den ersten zehn Tagen radioaktive Stoffe massiv freigesetzt und großräumig verteilt. 

Auch wenn der Reaktortyp in Tschernobyl Auslegungsdefizite besaß, die bei westlichen Reaktoren nicht vorhanden sind, so hatte der Unfall doch erhebliche Konsequenzen für den weltweiten Betrieb von Atomkraftwerken. Es stellten sich den nationalen Regierungen, aber auch der internationalen Staatengemeinschaft, eine Vielzahl von Fragen und Problemen im Zusammenhang mit den

  • sicherheitstechnischen,
  • gesundheitlichen,
  • ökologischen sowie
  • sicherheits- und energiepolitischen 

Folgen, die durch den Reaktorunfall bis dato unbekannte Ausmaße angenommen hatten. Von Anfang an hat sich das Bundesumweltministerium an vielen bi- und multilateralen Projekten und Vorhaben zur Lösung der vordringlichen Probleme beteiligt.

Sicherheitstechnische Maßnahmen am Standort Tschernobyl

Auf dem Gipfel der G-7-Staaten in München 1992 hatten die G7-Staaten unter wesentlicher Mitwirkung Deutschlands erklärt, dass nach ihrem sicherheitstechnischen Verständnis vor allem die RBMK-Reaktortypen so bald wie möglich abgeschaltet werden sollten. Beim RBMK ("Reaktor Bolschoi Moschtschnosti Kanalnyi") handelt es sich um einen grafitmoderierten Siedewasser-Druckröhrenreaktor, der in der damaligen Sowjetunion auch an den Standorten Leningrad, Kursk, Smolensk und Ignalina betrieben wurde. Auf dem G-7-Gipfel 1994 in Neapel wurde der Ukraine ein Aktionsplan zur Unterstützung bei der Stilllegung des Atomkraftwerks Tschernobyl mit seinen dort noch in Betrieb befindlichen drei RBMK-1000 angeboten. Diese Initiative führte am 20. Dezember 1995 zur Unterzeichnung des "Memorandum of Understanding on the Closure of the Chernobyl Nuclear Power Plant" (MoU) zwischen den G-7-Staaten, der Europäischen Kommission sowie der Ukraine. Der damalige Präsident Kutschma sagte zu, das Atomkraftwerk Tschernobyl bis zum Jahr 2000 abzuschalten, was dann auch am 15. Dezember 2000 erfolgte. Als Gegenleistung wurde westliche Unterstützung im Energiebereich und im Bereich der nuklearen Sicherheit, insbesondere bei Maßnahmen zur Überführung des risikobehafteten Sarkophags in Tschernobyl in einen umwelttechnisch sicheren Zustand zugesichert. 

Für das Ziel der Überführung des Sarkophags in einen umwelttechnisch sicheren Zustand wurde zunächst mit Unterstützung durch die USA, die Europäische Kommission und die Ukraine der sogenannte Shelter Implementation Plan (SIP) entwickelt. Dieser wurde von den G7 gebilligt und unter amerikanischem Vorsitz 1994 vor dem G7-Gipfel in Denver unterzeichnet. Mit den finanziellen Mitteln, die unter anderem auf einer Pledging-Konferenz 1997 in New York eingeworben wurden, wurde 1997 der Chernobyl Shelter Fund (CSF) bei der Europäischen Bank für Wiederaufbau und Entwicklung (EBWE) eingerichtet. 

Wichtigste Maßnahmen im Rahmen des SIP waren die Stabilisierung des bestehenden Sarkophags, die Errichtung des New Safe Confinement (NSC), das über den alten Sarkophag geschoben wurde (Ende November 2016 erfolgreich durchgeführt), sowie der Abbau der instabilen Teile des Sarkophags nach Inbetriebnahme des NSC. Für den späteren Rückbau des alten Sarkophags und die Beseitigung der darin enthaltenen radioaktiven Abfälle wird eine Strategie entwickelt. Die projektierte Lebensdauer des NSC beträgt 100 Jahre. Der Betrieb des NSC, der Rückbau des alten Sarkophags und die Beseitigung der darin enthaltenen radioaktiven Abfälle sind nicht Bestandteile des SIP und liegen in der Verantwortung der Ukraine. 

Das NSC, das aus Strahlenschutzgründen auf einem Bauplatz in einiger Entfernung vom Sarkophag und dort von diesem außerdem noch durch eine Strahlenschutzmauer getrennt war, wurde von dem Konsortium NOVARKA errichtet und nach Fertigstellung Ende 2016 über den alten Sarkophag geschoben und abgedichtet. Das NSC, das die äußere Form einer liegenden halben Tonne hat, ist circa 110 Meter hoch, 165 Meter lang und besitzt eine Spannweite von circa 260 Metern. Das NSC wurde im Juli 2019 betriebsbereit an die Ukraine übergeben.

Der CSF wurde geschlossen. Die Gesamtkosten zur Umsetzung des SIP betragen circa 2,15 Milliarden Euro, wobei sich Deutschlands direkter CSF-Anteil auf gut 100 Millionen Euro beläuft. 

Bau eines Trockenzwischenlagers

Aus einem zweiten Fonds der EBWE, dem Nuclear Safety Account (NSA), wird ein weiteres sicherheitstechnisch notwendiges Objekt finanziert. Es handelt sich um das Trockenzwischenlager für abgebrannte Brennelemente (Interim Spent Fuel Storage 2, ISF-2), am Standort des Atomkraftwerks, das bis Ende 2020 fertiggestellt sein soll. Nach Inbetriebnahme des ISF-2 werden die über 20.000 Brennelemente aus dem Nasslager ISF-1 transportiert, zerlegt, getrocknet und in doppelwandige Stahlcontainer verpackt im ISF-2 gelagert. Der Umladeprozess wird sich über mehr als sieben Jahre erstrecken. Die Kosten für das ISF-2 werden derzeit auf circa 380 Millionen Euro geschätzt. Das ISF-2 ist - wie das NSC - für mindestens 100 Jahre Standzeit ausgelegt.

Weitere Maßnahmen

Im Anschluss an die erfolgreiche Fertigstellung der beiden Großprojekte NSC und ISF-2 erfolgt der Abbau der instabilen Teile des Sarkophags. Als nächste Herausforderung stehen dann die Bergung der kernbrennstoffhaltigen Materialien, ihre sichere Endlagerung und der Rückbau des Sarkophags an. 

Gesundheitliche Folgen der Reaktorkatastrophe in Tschernobyl

Die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl hat insbesondere in den ersten zehn Tagen nach dem Unfall dazu geführt, dass große Mengen radioaktiven Materials freigesetzt und über große Flächen der Ukraine, der Russischen Föderation und Weißrusslands sowie auch in wesentlich geringerem Maß über Regionen in Skandinavien und Mitteleuropa verteilt wurden. In den Gebieten mit der höchsten Strahlenbelastung lebten zum Zeitpunkt des Unfalls etwa 5 bis 7, 2 Millionen Menschen. 

Zur Zahl der durch den Tschernobyl-Unfall verursachten Todesfälle und der zu erwartenden zusätzlichen Todesfälle infolge von Krebserkrankungen gibt es sehr unterschiedliche Angaben und eine bis heute andauernde erbitterte Debatte.

Akute gesundheitliche Effekte wurden bei den Beschäftigten und Einsatzkräften beobachtet, die an den Aufräumarbeiten beteiligt waren. Des Weiteren ist die Zahl der Schilddrüsenkrebserkrankungen bei Personen, die als Kinder in den betroffenen Regionen der drei oben genannten Republiken mit Iod-131 exponiert waren, deutlich erhöht. Über weitere Krebserkrankungen in diesen Regionen liegen keine belastbaren beziehungsweise abschließenden Daten vor.

Abschätzungen über zukünftig zu erwartende zusätzliche Krebserkrankungen sind generell und insbesondere in vom Unglücksort entfernten Regionen mit großen Unsicherheiten behaftet. Außerhalb der Staaten der ehemaligen Sowjetunion werden mögliche gesundheitliche Folgen als so gering eingeschätzt, dass sie in epidemiologischen Studien, wenn überhaupt, nur sehr schwer nachweisbar sein werden. 

In Deutschland wurden und werden voraussichtlich auch zukünftig keinerlei messbare gesundheitliche Auswirkungen beobachtet. Die mittlere Strahlenbelastung der Bevölkerung infolge der von Tschernobyl nach Deutschland verfrachteten Radioaktivität beträgt gegenwärtig weniger als 0,01 mSv (Millisievert) pro Jahr. 

Zum Vergleich: Die mittlere Strahlenexposition der Bevölkerung in Deutschland beträgt etwa vier Milli-Sievert im Jahr, die etwa zu gleichen Teilen aus der natürlichen Strahlenbelastung und aus der Anwendung ionisierender Strahlung und radioaktiver Stoffe bei medizinischen Untersuchungen resultiert. Die natürliche Strahlenbelastung variiert in Abhängigkeit von der geologischen Beschaffenheit des Untergrundes und den Lebens- und Ernährungsgewohnheiten erheblich. 

Strahlenexposition und Strahlenschäden

Beim Reaktorunfall in Tschernobyl wurden große Mengen von Radionukliden in die Umwelt freigesetzt. Insbesondere die radioaktiven Isotope des Cäsiums und des Jods verteilten sich über weite Teile Europas. Beim Menschen führten diese Freisetzungen zu

  • einer äußeren Strahlenbelastung durch die vorbeiziehende radioaktive Wolke sowie durch die abgelagerten Radionuklide und
  • einer inneren Strahlenbelastung durch das Einatmen von radioaktiven Partikeln mit der Luft sowie durch die Aufnahme von kontaminierten Lebensmitteln und Trinkwasser.

Bei den Strahlenschäden unterscheidet man grundsätzlich zwischen deterministischen und stochastischen Schäden.

Deterministische Strahlenschäden werden durch hohe Dosen ionisierender Strahlung hervorgerufen. Sie sind häufig akut und treten nur auf, wenn die Dosis innerhalb kurzer Zeit einen gewissen Schwellenwert überschreitet. Für die meisten akuten Strahlenschäden liegt dieser Schwellenwert bei etwa 500 Millisievert und höher. 

Für stochastische Strahlenschäden gibt es keinen Schwellenwert. Sie können daher sowohl oberhalb als auch unterhalb der oben genannten Schwellenwerte für deterministische Schäden hervorgerufen werden. Zu den stochastischen Schäden zählen strahlenbedingte Krebserkrankungen und Leukämien. Sie treten häufig erst Jahre bis Jahrzehnte nach Einwirkung der Strahlung auf. Grundsätzlich gilt für stochastische Strahlenschäden: Je höher die Strahlendosis, desto wahrscheinlicher tritt der Schaden auf. 

Die durch Strahlung ausgelösten stochastischen Erkrankungen lassen sich im Krankheitsbild nicht von gleichartigen, durch andere Einwirkungen verursachten beziehungsweise spontan auftretenden Erkrankungen unterscheiden. Ein Nachweis, dass Strahlung für diese Spät- oder Langzeitfolgen verantwortlich ist, kann nur durch epidemiologische Untersuchungen, das heißt statistisch erbracht werden. Dabei wird untersucht, ob bestimmte Erkrankungen in der bestrahlten Personengruppe häufiger beobachtet werden als in einer sonst gleichartigen Bevölkerungsgruppe. Ein Nachweis im Einzelfall ist dadurch (bisher) nicht möglich. 

Nicht vergessen werden darf, dass durch den Unfall selbst und die notwendigen Katastrophenschutzmaßnahmen wie Evakuierung, Beschränkungen des Verzehrs von Lebensmitteln, Zugangsbeschränkungen und so weiter weitere gesundheitsrelevante Folgen ausgelöst wurden. Auch die mit dem Unfall verbundene Destabilisierung der lokalen und regionalen gesellschaftlichen Strukturen hatte Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der Betroffenen. 

Mehr als fünf Millionen Menschen lebten in Gebieten, die als kontaminiert klassifiziert wurden (mehr als 37.000 Becquerel (Bq) pro Quadratmeter). Etwa 400.000 davon lebten davor in noch höher belasteten Gebieten (mehr als 555.000 Becquerel pro Quadratmeter) und wurden aus der unmittelbaren Umgebung des Unfallreaktors evakuiert. Im Frühjahr und Sommer 1986 betrug die Anzahl der Evakuierten etwa 116.000 und in den Folgejahren zusätzlich 220.000. In dieser Bevölkerung, insbesondere bei den evakuierten Personen aus der Umgebung Tschernobyls, wurden nach dem aktuellen Kenntnisstand keine akuten Strahlenschäden beobachtet. 

Bis zum Jahr 2004 sind mindestens neun Kinder nachweislich an Schilddrüsenkrebs gestorben. Weitere sechs Patienten starben aufgrund anderer Todesursachen. Die meisten Patienten konnten jedoch durch operatives Entfernen der Schilddrüse und anschließende Radiojodtherapie erfolgreich erstbehandelt werden. 

Ökologische Folgen der Reaktorkatastrophe in Tschernobyl

Ausbreitung radioaktiver Stoffe in Folge der Katastrophe

Die Explosion des Reaktorkerns in Tschernobyl führte dazu, dass auch Kernbrennstoffe wie Plutonium-239 (Pu-239) und Radionuklide wie Strontium-90 (Sr-90) aus dem Reaktor in die Umgebung der Anlage geschleudert wurden. Der anschließende mehrtägige Brand des Grafits mit Temperaturen von weit über 2000 Grad Celsius transportierte die leichter flüchtigen Radionuklide wie Iod und Cäsium in große Höhen der Atmosphäre, von wo sie sich mit Höhenwinden über große Gebiete bis nach Mittel- und Nordeuropa ausbreiteten. 

Die Nuklidzusammensetzung in den radioaktiven Wolken änderte sich mit der Entfernung zum Reaktor. In unmittelbarer Nähe wurden die weniger flüchtigen Elemente, wie Strontium (zum Beispiel Sr-90) oder Plutonium (zum Beispiel Pu-239), abgelagert. Vor allem Cäsium- und Iod-Isotope wurden dagegen über weite Strecken transportiert. 

Außerhalb der Sperrzone in Tschernobyl wurden Gebiete in Russland, Weißrussland und der Ukraine mit einem hohen Cäsium-137 (Cs-137) Aktivitätsniveau der obersten Bodenschicht (Größer-gleich 37 Kilobecquerel pro Quadratmeter) als kontaminiert definiert und unterliegen seitdem der sogenannten radiologischen Kontrolle. Das betrifft nach offiziellen Angaben in Weißrussland eine Fläche von etwa 46.500 Quadratkilometer, in Russland von 57.000 Quadratkilometer und in der Ukraine von 41.800 Quadratkilometer (einschließlich Sperrzone). 

Auswirkungen auf Flora und Fauna

Für die Auswirkungen von Strahlung auf Flora und Fauna sind die äußere Bestrahlung und die Aufnahme von Radionukliden in den Organismus sowie die sehr unterschiedlich ausgeprägte Strahlenempfindlichkeit der Organismen bestimmend.

In der Nähe des Kraftwerks wurden in einem angrenzenden Waldstück große Mengen radioaktiver Partikel abgelagert. Dieser Wald wurde massiv geschädigt. Vor allem die Kiefern in der näheren Umgebung des Unfallortes starben in den Wochen und Monaten nach dem Unfall völlig ab (sogenannter "Roter Wald"). Für diesen Bereich wurden die höchsten Energiedosen (größer 10 Gray) abgeschätzt. Im weiteren Bereich, in dem die Energiedosen etwas niedriger (3 bis 10 Gray) lagen, gab es deutlich erkennbare Schäden an den Kiefern. Andere Baumarten, wie Espen, Birken und Eichen in der Nachbarschaft der geschädigten Kiefern, zeigten keine oder nur geringe Symptome. Viele der geschädigten Kiefern gingen in den folgenden Jahren ein. Krautige Pflanzen hingegen zeigten kaum sichtbare Schäden. 

In Bezug auf den Transfer vom Boden in die Pflanze sind in der Sperrzone die Nuklide Cäsium-137, Strontium-90 und Plutonium-239 zu betrachten, wobei letzteres nur eine sehr geringe Transferrate aufweist. Für die Kontamination von Waldprodukten und landwirtschaftlichen Erzeugnissen außerhalb der Sperrzone ist hingegen nur noch das langlebige Cäsium-137 von Bedeutung. Die Kontamination von Wildfleisch ist, ähnlich wie bei wild wachsenden Pilzen, im Vergleich zu landwirtschaftlichen Produkten immer noch deutlich erhöht. Für die Kontamination von Waldprodukten und landwirtschaftlichen Erzeugnissen ist heute in Mitteleuropa nur noch das langlebige Cäsium-137 von Bedeutung. In höher kontaminierten Gebieten Süddeutschlands wurden 2013 in Semmelstoppelpilzen, Pfifferlingen und Steinpilzen noch erhöhte Mengen Cäsium-137 gefunden. 

Im Rahmen des bundesweiten Routinemessprogramms zur Überwachung der Umweltradioaktivität (IMIS) wurden in 2017 im Fleisch von Hirschen maximal 67 Becquerel pro Kilogramm, im Fleisch von Rehen 119 Becquerel pro Kilogramm gemessen. Die höchsten Cäsium-137-Aktivitäten wurden bei Schwarzwild gemessen (circa 9800 Becquerel pro Kilogramm im Muskelfleisch von Wildschweinen). Der Spitzenwert betrug etwa 65.000 Becquerel pro Kilogramm und wurde 1998 im Bayerischen Wald festgestellt. 

EU-weit gilt für alle Lebensmittel ein Höchstwert von 600 Becquerel pro Kilogramm. Liegt die Aktivität darüber, ist eine Vermarktung nicht zulässig. 

Maßnahmen und heutige Situation

Durch unterschiedliche Maßnahmen bei der Agrarbewirtschaftung wie die Anwendung von Düngemitteln, Kartierung der Kontamination und Leitlinien für die Weidehaltung des Viehs, Herstellung von Silofutter aus Mais anstelle von Heu, Umstellung der Verarbeitung von Milch usw. konnte die Kontamination der erzeugten Lebensmittel in den betroffenen Gebieten der Ukraine und den am stärksten betroffenen Nachbarstaaten seit dem Unfall deutlich reduziert werden, so dass heutzutage Nahrungsmittel wieder ohne große Einschränkungen produziert werden können. Im Einzelfall, insbesondere bei Wildprodukten (z.B. Wildbret oder Waldpilze) aus diesen Regionen, ist jedoch eine erhöhte Menge von Radioaktivität auch heute noch nicht auszuschließen. Für Importe in die Europäische Union aus Drittstaaten, welche von den Auswirkungen des Reaktorunfalls in Tschernobyl betroffen waren, gelten daher Höchstwerte für die Radioaktivität in Lebensmitteln, die eingehalten werden müssen.

Die Ukraine und auch Weißrussland haben die 30 Kilometer Sperrzone von Tschernobyl in ihrer Ausdehnung bis heute nicht verändert. Es gab und gibt zwar immer wieder diesbezügliche Diskussionen und Vorschläge, praktisch gibt es aber keine gemeinsam tragbare Strategie oder Roadmap. Lediglich einzelnen älteren Leuten hat man zwischenzeitlich aus humanitären Gründen gestattet, in die Zone zurückzukehren und dort zu verbleiben. Andererseits gibt es ausgewählte Vorschläge und Einzelfallentscheidungen zur wirtschaftlichen Nutzung in der Zone. Gedanken zur Errichtung eines Naturschutzgebietes sind ebenso zu vernehmen.