Tschernobyl
Inhaltsverzeichnis
1.
Tschernobyl allgemein
2.
Ursache der Katastrophe
2.1 Geplanter Versuchsablauf
2.2 Die Katastrophe
3. Tschernobyl aus chemischer Sicht
4. Folgen der Katastrophe
5. Quellenangaben
1.Tschernobyl allgemein Grafiken wurden automatisiert entfernt
Tschernobyl liegt im Norden der Ukraine und ist ca.
120 km von der Hauptstadt Kiew entfernt. Die Stadt hat sich nach der
Katastrophe zur Geisterstadt entwickel und ist ein einziges Sperrgebiet.
Das Kernkraftwerk (KKW) selbst liegt etwa 20 Kilometer
von der Stadt entfernt und besteht aus 4 Blöcken. Die Katastrophe fand damals
im Block 4 des KKW statt, die durch ein fehlerhaft ausgeführtes Experiment am
Reaktor ausgelöst wurde. Dadurch resultierend ereignete sich die Kernschmelze
und eine Explosion im Kernreaktor. Die Ursache der Katastrophe ist bis heute
nicht zweifelsfrei geklärt und gilt als weltweit schwerster Unfall in einem
Atomkraftwerk.
2.1 Geplanter Versuch
Die 4 Blöcke des KKWs sind vom Typ eines
Druckröhren-Siedewasserreaktors, mit einer elektr. Leistung von je 1.000 MW.
Auch ein abgeschaltetes Kernkraftwerk ist auf die
Versorgung mit elektrischer Energie angewiesen, beispielsweise zur
Aufrechterhaltung der Kühlung und für die Überwachung. Im Normalfall wird der Eigenbedarf eines abgeschalteten
Kraftwerks aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz oder von Nachbarblöcken
gedeckt. Ist das nicht möglich, laufen Notstromaggregate an.
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des Kraftwerkes bereits durchgeführter Versuch war 1985 fehlgeschlagen, weil
die Spannung zu schnell abfiel. Nun sollte der Versuch im Block 4 mit
einem verbesserten Spannungsregler wiederholt werden.
2.2 Die
Katastrophe
Zuerst reduzierte man die Leistung des Reaktors wie
bei einer Regelabschaltung üblich.
Danach wurde begonnen das Notkühlsystem anzuschalten
und die weitere Leistungsabsetzung wurde freigegeben. Durch einen Bedienfehler
von der danach kommenden Schichtmannschaft, wurde der Sollwert für die
Gesamtleistungsregelung wahrscheinlich falsch eingestellt oder sank aufgrund
eines technischen Defekts auf nur noch ca. 1% der normalen Leistung.
Wie nach jeder Leistungsabsenkung erhöhte sich nun die
Konzentration des Isotops Xenon- 135. Dieses Neutronengift absorbiert die für
die nukleare Kettenreaktion benötigten Neutronen und führte so zu einer Abnahme
der Leistungsbereitschaft im Reaktor.
Durch Einsetzen von Regelstäben versuchte man nun die
Leistung wieder anzuheben, was durch die mittlerweile entstandene
Xenonvergiftung nur zu 7% Leistungsanstieg führte.
Regelstäbe fangen einen Teil der durch Spaltungen freigesetzten Neutronen ab und verhindern so eine
unkontrollierte Kettenreaktion.
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Um den Stromverbrauch des schon abgeschalteten
Notkühlsystems zu simulieren wurden zwei zusätzliche Hauptkühlpumpen betrieben.
Der nun erhöhte Kühlmittelanteil im Reaktorkern
verbesserte die Wärmeabfuhr und reduzierte den Dampfblasengehalt. Diese
Dampfblasen entstehen, wenn die Kerntemperatur im Reaktor so weit ansteigt,
dass das Kühlmittel zu sieden anfängt und so Hohlräume im Kühlwasser entstehen.
Wird der Dampfblasengehalt reduziert, nimmt die Reaktivität des Reaktors ab und
reagiert mit einem automatischen Herausfahren weiterer Regelstäbe.
Um die Warnsignale zu deaktivieren erhöhte man die
Wasserzufuhr im Reaktor. Dadurch gelang es, den Reaktor zu stabilisieren sodass
sich der Wasserpegel auf 2/3 des vorgeschriebenen Wertes erhöhte.
Der eigentliche Test begann damit, dass die Turbinenschnellschlussventile
geschlossen wurden, wodurch die Wärmezufuhr im Reaktor unterbrochen wurde. Dadurch
kam es zu einem enormen Temperaturanstieg des Kühlwassers. Es siedete so stark,
dass immer mehr Dampfblasen entstanden sind und somit ein Leistungsanstieg
erfolgte. Das System reagierte darauf mit dem Einfahren der Steuerstäbe. Jedoch
fuhren die Steuerstäbe so langsam ein, dass der Neutronenfluss nicht geblockt
wurde und somit weiter anstieg. Dies bewirkte einen verstärkten Abbau der im
Kern angesammelten Neutronengifte, die z.B. durch das Xenon-135 entstanden.
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Als dies bemerkt wurde löste ein Arbeiter den
Notschalter aus der bewirkte, dass alle zuvor aus dem Kern entfernten
Steuerstäbe wieder in den Reaktor herausgefahren wurden. Doch durch die an den
Spitzen der Stäbe angebrachten Graphitblöcke wurde die Reaktivität kurzzeitig
erhöht, bis der Stab in den Kern eingedrungen war. Durch das gleichzeitige
Ausfahren aller Regelstäbe in den Kern wurden so viele Neutronen bei der
Spaltung von Atomkernen freigesetzt, dass diese für eine Kettenreaktion
ausreichten. Damit kam es in Sekundenbruchteilen zu einem Leistungsanstieg, der
die normale Leistung um das Hundertfache überstieg. Dabei wurden Wasser,
Graphit, Regelstäbe und Brennstäbe so stark erhitzt, dass sie zu einer
verheerenden Explosion führten.
Nachdem die Blöcke 1 und 2 abgeschaltet wurden,
versuchte man den Block 4, in dem die Explosion geschah, mit Blei, Bor, Sand
und Lehm zuzuschütten, um das brennende Graphit im Kern abzudecken. Zur gleichen Zeit begann die Evakuierung der in der Nähe liegenden
Stadt Pripyat mit 48.000 Einwohnern.
3. Tschernobyl aus chemischer Sicht
Durch das Erhitzen von Wasser, Graphit, Regelstäbe und
Brennstäben wurde eine Explosion ausgelöst. Diese entstand durch die Reaktion
verschiedener Faktoren.
Zuerst reagierte das Graphit, eine natürliche
Erscheinungsform des Kohlenstoffs (C) mit Wasser zu Kohlenmonoxid und
Wasserstoff.
C + H2O à CO +H2
Das Gemisch aus CO und H2 wird auch als
Wassergas bezeichnet.
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CO + H2 + O2 à CO2 + H2O
Grafiken wurden automatisiert entfernt
Grafiken wurden automatisiert entfernt 4. Folgen der Katastrophe:
Für die Menschen:
Insgesamt 600.000 Personen meist junge Wehrdienstleistende
aus der gesamten Sowjetunion, so genannte Liquidatoren wurden zu Räumungs- und
Dekontaminationsarbeiten am zerstörten Reaktor eingesetzt (zum Vergleich: Stärke der Bundeswehr ca. 275.000
Personen). Viele
von ihnen sind verstorben und Überlebende leiden an schweren Krankheiten.
Die Umgebung des Kernkraftwerkes wurde erst nach 3 Tagen evakuiert: 161.000
Menschen wurden umgesiedelt. Mittlerweile beträgt die
Sperrzone 4300 km2
Sofort wurde die Radioaktivität in der Nahrung
systematisch kontrolliert. Einwandfreie Lebensmittel mussten eingeführt werden,
und es erfolgte eine sofortige Umstellung der landwirtschaftlichen
Produktionsweisen.
Die Liquidatoren:
Die Liquidatoren haben (freiwillig oder unter massivem Druck, informiert
oder völlig ahnungslos) ihre Gesundheit und ihr Leben für die Begrenzung der
Katastrophenfolgen eingesetzt.
Sie haben durch ihren Einsatz Andere vor noch schlimmeren Schäden bewahrt,
wurden jedoch Opfer von Feuer und Strahlung, da sie lediglich mit einem
Mundschutz ausgestattet wurden. Leider wurde es ihnen nicht ermöglicht,
sie qualifiziert zu behandeln und sozial und finanziell zu unterstützen.
Russischen Angaben zufolge sind über 90 Prozent der Liquidatoren krank
und arbeitsunfähig.
Sie altern vorzeitig, erkranken an verschiedenen Krebserkrankungen, an
Leukämie und an psychischen Erkrankungen.
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