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Situation in Fukushima Heute
Gefahren und Herausforderungen
Dr. Christoph Pistner
Vier Jahre nach Fukushima:
Chancen für eine Energiewende Berlin, 06.03.2015
2
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Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
Übersicht
Übersicht
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Die Reaktoren heute
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Das Grundwasserproblem
5
Kontinuierliche Kühlung
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Die Unfallfolgen
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Fazit
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Der Unfall
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Der Unfall
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Fukushima Daiichi
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Erdbeben: Zerstörung der Infrastruktur
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Tsunami: totaler Station Blackout
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Fukushima Daiichi, März 2011
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Die Reaktoren heute
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Einhausung Block 1
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
● Block 1:
‒ In 2011: Einhausung
‒ Reduzierung Freisetzung
‒ Reduzierung Eindringen von
Wasser
‒ Gegenwärtig Überprüfung der
weiteren Vorgehensweise
10
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Leckagen am Sicherheitsbehälter Block 1
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
11
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Zustand Sicherheitsbehälter Block 2 unklar
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
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Trümmerbeseitigung Block 3
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
● Block 3:
‒ Beseitigung der Trümmer 5. Geschoss Ende 2013 abgeschlossen
13
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Bergung Brennelemente Block 4
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
● Block 4:
‒ Gerüst und Einhausung zur BE-Entladung aufgebaut
‒ mit Stand 22.12.2014 alle BE aus Block 4 geborgen
14
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Heutiger Zustand
● Zerstörte Reaktorkerne in den Blöcken 1 bis 3:
‒ Block 1 sehr weitgehend, Blöcke 2 und 3 nach wie vor unklar
● Ort und Zustand der Reaktorkerne weitgehend unbekannt
● Reaktordruckbehälter Block 1-3 beschädigt
● Sicherheitsbehälter Block 1 und 3 undicht, bei Block 2 unklare
Leckage
● Kontinuierliche Kühlmitteleinspeisung weiterhin erforderlich
● Große Mengen hochkontaminiertes Kühlmittel in Kellerräumen
● Kühlung im offenen Kreislaufbetrieb:
ständiger Neuanfall kontaminierten Wassers
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Nächste Schritte
● Weiteres Stabilisieren der Gebäude
‒ Notwendig wegen Freisetzungsgefahr bei Einsturz/Verlust der
Beckenintegrität
● Bergung des Brennstoffs aus den Lagerbecken (10 Jahre oder mehr)
‒ Reparaturen und Dekontamination der Reaktorgebäude, Errichten
Krananlagen
‒ Bergung aus BE-Becken Block 3 als nächster Schritt
● Bergung des Brennstoffs aus den RDBs (ca. 30-40 Jahre)
‒ Reparaturen der Sicherheitsbehälter
‒ Fluten der Sicherheitsbehälter mit Wasser
‒ Öffnen Sicherheitsbehälter und Reaktordruckbehälter
‒ Verpacken des Brennstoffs in Behälter
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Kontinuierliche Kühlung
4
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Kühlung und Wasserkreislauf I
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
18
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Kühlung und Wasserkreislauf II - Stand 19.02.2015
● Tägliche Wassermenge zur Kühlung der Reaktoren:
‒ 315 m3
● Wasservolumen in den Untergeschossen Block 1-4
‒ 62.500 m3
● Behandelte Wassermenge seit 11.03.2011
‒ 1.163.870 m3
● Auf dem Gelände gelagertes kontaminiertes Wasser
‒ ca. 550.000 m3 (davon ca. 240.000 m3 hochkont., 315.000 m3 gereinigt)
● Länge des Rohrleitungssystems
‒ ca. 3 km
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
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Lagerproblematik
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
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Lagerproblematik
● Einfach zusammengeschraubte Lagereinrichtungen zur Behebung
des Wassernotstands, Plastikleitungen, ungeeignete
Leckageüberwachungseinrichtungen
à wären in anderen Bereichen sicherheitstechnisch unzulässig
● Häufige Leckagen mit Austritten radioaktiver Flüssigkeiten
● Teils keine Auffangeinrichtungen gegen Leckagen, Beton rissig,
Abfluss in Rinnen oder direkt in den Boden
● Mittelfristig
‒ Neuaufbau der Wasserlagerung nach Stand von Wissenschaft und
Technik wäre eigentlich zwingend erforderlich
‒ „Weiterwursteln“ keine Alternative, weil Zahl und Schwere der Ausfälle
künftig eher noch weiter zunehmen wird (Alterung, Erdbeben, etc.)
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
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Lagerproblematik
● Die Anlagen zur Cs-Entfernung laufen
● Neue Anlagen (ALPS) zur Abtrennung weiterer Nuklide (insb. Sr) im
„Testbetrieb“, mittlerweile jedoch halbwegs stabil
● Aber: Mit einer Freigabe gereinigter Wässer zur Einleitung in das
Meer ist aufgrund Widerstand der Bevölkerung nicht zu rechnen
● Langfristig:
‒ Kann ernstes Glaubwürdigkeitsproblem bei Meereseinleitung überwunden
werden?
‒ Kann Technologie zur Tritiumabtrennung entwickelt werden??
‒ Sonst einzig gesellschaftlich akzeptierte Technik: Verfestigung mit Zement
und Endlagerung in oberflächennahem Lager mit technischen Barrieren
und administrativer Kontrolle über längere Zeiträume (mehrere 100 Jahre)
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
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Das Grundwasserproblem
5
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Grundwasserproblematik I
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
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Grundwasserproblematik
Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
25
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Grundwasserproblematik II
● Vorhandene Kontaminationen im Grundwasser beobachten (TEPCO-
Überwachung derzeit ausreichend)
● Dringend: Maßnahmen zur Eindämmung von Quelltermen
‒ Neuaufbau Tanklagerung, Anlagenqualifizierung Tanklager
‒ Trockenlegung der Keller (wie kommt das Wasser dort hin?, Abstellen der
Versickerungswege, etc.)
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
26
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Die Unfallfolgen
6
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Unfallfolgen – Evakuierung, provisorische
Unterbringung
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
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Unfallfolgen II - Wiederbesiedlungsdosisziele
Quelle: MEXTFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
‒ Zone grün < 20 mSv/a: ohne zwingende Auflagen
‒ Zone gelb 20 – 50 mSv/a: Dekontmaßnahmen
‒ Zone rot > 50 mSv/a: Nicht wiederbesiedelbar
29
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Unfallfolgen III - Was bedeutet 20 mSv/a Dosisziel?
● ca. 7-fach höher als durchschnittliche natürliche
Hintergrundbelastung von ca. 3 mSv/a
‒ Bislang gültiger Dosisgrenzwert für Beruflich Strahlenexponierte
‒ Risiko ca. 1 : 1000 für ernsten Gesundheitsschaden
(gegenüber 1 : 20.000 bei 1 mSv/a)
‒ Beispiel:
● Es kehren 50.000 Personen zurück
● jeder erhält tatsächlich 20 mSv/a
● Kollektivdosis = 1.000 man∙Sv/a
● Anzahl akzeptierte Schäden (Umrechnung nach ICRP) = 56 Fälle pro Jahr
● Rückkehr kann nicht als schadlos betrachtet werden
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
30
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Cleanup I
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
31
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Cleanup II
● Bei glatten und abwaschbaren Flächen:
‒ Reduzierung auf 10 bis 20% möglich
‒ Verlagerung der Kontamination in das Waschwasser
● Bei rauhen Oberflächen tiefgreifender Oberflächenabtrag
à erheblicher Abfallanfall, erfordert Deponierung
● Kontamination extrem unterschiedlich verteilt, daher extrem hohe
Messdichte erforderlich
● Erreichung des Dosiszielwerts im Einzelfall nicht garantierbar
à Personen mit noch höherem individuellem Risiko zu
beaufschlagen muss in Kauf genommen werden
● Langfristig erneute Kontamination aus nicht dekontaminierten
Gebieten?
Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
32
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Fazit
7
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Fazit
Naoto Kan (ehem. Japanischer Premierminister)
Foreign Affairs, 08.03.2012:
“I have thought very hard about the types of safety measures
necessary to prevent any such disaster from happening again.
However, when one weighs these measures against the
tremendous risks, it is clear that no amount of precautions will
make a country completely safe from nuclear energy. I have
reached the conclusion, therefore, that the only option is to
promote a society free of nuclear power.”
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Situation in Fukushima heute - Gefahren und Herausforderungen

  • 1. www.oeko.de Situation in Fukushima Heute Gefahren und Herausforderungen Dr. Christoph Pistner Vier Jahre nach Fukushima: Chancen für eine Energiewende Berlin, 06.03.2015
  • 2. 2 www.oeko.de Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015 Übersicht Übersicht 1 Die Reaktoren heute 3 Das Grundwasserproblem 5 Kontinuierliche Kühlung 4 Die Unfallfolgen 6 Fazit 7 Der Unfall 2
  • 4. 4 www.oeko.de Fukushima Daiichi Quelle: TepcoFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 5. 5 www.oeko.de Erdbeben: Zerstörung der Infrastruktur Quelle: NISAFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 6. 6 www.oeko.de Tsunami: totaler Station Blackout Quelle: TEPCO/MEXTFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 7. 7 www.oeko.de Fukushima Daiichi, März 2011 Quelle: TECPOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 9. 9 www.oeko.de Einhausung Block 1 Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015 ● Block 1: ‒ In 2011: Einhausung ‒ Reduzierung Freisetzung ‒ Reduzierung Eindringen von Wasser ‒ Gegenwärtig Überprüfung der weiteren Vorgehensweise
  • 10. 10 www.oeko.de Leckagen am Sicherheitsbehälter Block 1 Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 11. 11 www.oeko.de Zustand Sicherheitsbehälter Block 2 unklar Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 12. 12 www.oeko.de Trümmerbeseitigung Block 3 Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015 ● Block 3: ‒ Beseitigung der Trümmer 5. Geschoss Ende 2013 abgeschlossen
  • 13. 13 www.oeko.de Bergung Brennelemente Block 4 Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015 ● Block 4: ‒ Gerüst und Einhausung zur BE-Entladung aufgebaut ‒ mit Stand 22.12.2014 alle BE aus Block 4 geborgen
  • 14. 14 www.oeko.de Heutiger Zustand ● Zerstörte Reaktorkerne in den Blöcken 1 bis 3: ‒ Block 1 sehr weitgehend, Blöcke 2 und 3 nach wie vor unklar ● Ort und Zustand der Reaktorkerne weitgehend unbekannt ● Reaktordruckbehälter Block 1-3 beschädigt ● Sicherheitsbehälter Block 1 und 3 undicht, bei Block 2 unklare Leckage ● Kontinuierliche Kühlmitteleinspeisung weiterhin erforderlich ● Große Mengen hochkontaminiertes Kühlmittel in Kellerräumen ● Kühlung im offenen Kreislaufbetrieb: ständiger Neuanfall kontaminierten Wassers Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 15. 15 www.oeko.de Nächste Schritte ● Weiteres Stabilisieren der Gebäude ‒ Notwendig wegen Freisetzungsgefahr bei Einsturz/Verlust der Beckenintegrität ● Bergung des Brennstoffs aus den Lagerbecken (10 Jahre oder mehr) ‒ Reparaturen und Dekontamination der Reaktorgebäude, Errichten Krananlagen ‒ Bergung aus BE-Becken Block 3 als nächster Schritt ● Bergung des Brennstoffs aus den RDBs (ca. 30-40 Jahre) ‒ Reparaturen der Sicherheitsbehälter ‒ Fluten der Sicherheitsbehälter mit Wasser ‒ Öffnen Sicherheitsbehälter und Reaktordruckbehälter ‒ Verpacken des Brennstoffs in Behälter Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 17. 17 www.oeko.de Kühlung und Wasserkreislauf I Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 18. 18 www.oeko.de Kühlung und Wasserkreislauf II - Stand 19.02.2015 ● Tägliche Wassermenge zur Kühlung der Reaktoren: ‒ 315 m3 ● Wasservolumen in den Untergeschossen Block 1-4 ‒ 62.500 m3 ● Behandelte Wassermenge seit 11.03.2011 ‒ 1.163.870 m3 ● Auf dem Gelände gelagertes kontaminiertes Wasser ‒ ca. 550.000 m3 (davon ca. 240.000 m3 hochkont., 315.000 m3 gereinigt) ● Länge des Rohrleitungssystems ‒ ca. 3 km Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 20. 20 www.oeko.de Lagerproblematik ● Einfach zusammengeschraubte Lagereinrichtungen zur Behebung des Wassernotstands, Plastikleitungen, ungeeignete Leckageüberwachungseinrichtungen à wären in anderen Bereichen sicherheitstechnisch unzulässig ● Häufige Leckagen mit Austritten radioaktiver Flüssigkeiten ● Teils keine Auffangeinrichtungen gegen Leckagen, Beton rissig, Abfluss in Rinnen oder direkt in den Boden ● Mittelfristig ‒ Neuaufbau der Wasserlagerung nach Stand von Wissenschaft und Technik wäre eigentlich zwingend erforderlich ‒ „Weiterwursteln“ keine Alternative, weil Zahl und Schwere der Ausfälle künftig eher noch weiter zunehmen wird (Alterung, Erdbeben, etc.) Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 21. 21 www.oeko.de Lagerproblematik ● Die Anlagen zur Cs-Entfernung laufen ● Neue Anlagen (ALPS) zur Abtrennung weiterer Nuklide (insb. Sr) im „Testbetrieb“, mittlerweile jedoch halbwegs stabil ● Aber: Mit einer Freigabe gereinigter Wässer zur Einleitung in das Meer ist aufgrund Widerstand der Bevölkerung nicht zu rechnen ● Langfristig: ‒ Kann ernstes Glaubwürdigkeitsproblem bei Meereseinleitung überwunden werden? ‒ Kann Technologie zur Tritiumabtrennung entwickelt werden?? ‒ Sonst einzig gesellschaftlich akzeptierte Technik: Verfestigung mit Zement und Endlagerung in oberflächennahem Lager mit technischen Barrieren und administrativer Kontrolle über längere Zeiträume (mehrere 100 Jahre) Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 23. 23 www.oeko.de Grundwasserproblematik I Quelle: TEPCOFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 25. 25 www.oeko.de Grundwasserproblematik II ● Vorhandene Kontaminationen im Grundwasser beobachten (TEPCO- Überwachung derzeit ausreichend) ● Dringend: Maßnahmen zur Eindämmung von Quelltermen ‒ Neuaufbau Tanklagerung, Anlagenqualifizierung Tanklager ‒ Trockenlegung der Keller (wie kommt das Wasser dort hin?, Abstellen der Versickerungswege, etc.) Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 27. 27 www.oeko.de Unfallfolgen – Evakuierung, provisorische Unterbringung Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 28. 28 www.oeko.de Unfallfolgen II - Wiederbesiedlungsdosisziele Quelle: MEXTFukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015 ‒ Zone grün < 20 mSv/a: ohne zwingende Auflagen ‒ Zone gelb 20 – 50 mSv/a: Dekontmaßnahmen ‒ Zone rot > 50 mSv/a: Nicht wiederbesiedelbar
  • 29. 29 www.oeko.de Unfallfolgen III - Was bedeutet 20 mSv/a Dosisziel? ● ca. 7-fach höher als durchschnittliche natürliche Hintergrundbelastung von ca. 3 mSv/a ‒ Bislang gültiger Dosisgrenzwert für Beruflich Strahlenexponierte ‒ Risiko ca. 1 : 1000 für ernsten Gesundheitsschaden (gegenüber 1 : 20.000 bei 1 mSv/a) ‒ Beispiel: ● Es kehren 50.000 Personen zurück ● jeder erhält tatsächlich 20 mSv/a ● Kollektivdosis = 1.000 man∙Sv/a ● Anzahl akzeptierte Schäden (Umrechnung nach ICRP) = 56 Fälle pro Jahr ● Rückkehr kann nicht als schadlos betrachtet werden Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 30. 30 www.oeko.de Cleanup I Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 31. 31 www.oeko.de Cleanup II ● Bei glatten und abwaschbaren Flächen: ‒ Reduzierung auf 10 bis 20% möglich ‒ Verlagerung der Kontamination in das Waschwasser ● Bei rauhen Oberflächen tiefgreifender Oberflächenabtrag à erheblicher Abfallanfall, erfordert Deponierung ● Kontamination extrem unterschiedlich verteilt, daher extrem hohe Messdichte erforderlich ● Erreichung des Dosiszielwerts im Einzelfall nicht garantierbar à Personen mit noch höherem individuellem Risiko zu beaufschlagen muss in Kauf genommen werden ● Langfristig erneute Kontamination aus nicht dekontaminierten Gebieten? Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015
  • 33. 33 www.oeko.de Fazit Naoto Kan (ehem. Japanischer Premierminister) Foreign Affairs, 08.03.2012: “I have thought very hard about the types of safety measures necessary to prevent any such disaster from happening again. However, when one weighs these measures against the tremendous risks, it is clear that no amount of precautions will make a country completely safe from nuclear energy. I have reached the conclusion, therefore, that the only option is to promote a society free of nuclear power.” Fukushima heute│C. Pistner│Berlin│06.03.2015