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Fukushima nuklearen Unfalls, Japan

Atomunfall von Tschernobyl, Sowjetunion

Tokaimura Atomunfall, Japan

Tokaimura Atomunfall, Japan

Die Anlage zur Behandlung von Uranbrennstoffen befindet sich in Tokaimura (Japan), 120 km nordöstlich von Tokio, im Ibaraki-Vorwort. Es ist derzeit im Besitz der Firma JCO.

Der Nuklearunfall der Anlage ereignete sich am 30. September 1999 im Kernkraftwerksumbau.

Die Anlage besteht aus drei Nebengebäuden zur Uranumwandlung:

  • Eine mit einer jährlichen Kapazität von 220 Tonnen Uran pro Jahr für eine geringe Anreicherung (ca. 5%).
  • Eine andere mit einer jährlichen Kapazität von 495 Tonnen Uran pro Jahr für eine geringe Anreicherung (weniger als 5%).
  • Eine andere, die den Unfall hatte, mit einer jährlichen Kapazität von etwas mehr als 3 Tonnen Uran pro Jahr für eine hohe Anreicherung (nicht mehr als 20%).

In diesem dritten Gebäude wird aus der Umwandlung von Uranhexafluorid konzentriertes Uranoxidpulver hergestellt. Es hat nicht ununterbrochen funktioniert. Die Anlage wurde nur für ganz bestimmte Aufträge zur sofortigen Produktion eingesetzt. Es war praktisch nur 2 Monate im Jahr einsatzbereit.

Ursachen des Unfalls

Um zu verstehen, was zuerst passiert ist, müssen wir den Urananreicherungsprozess in der Tokaimura-Anlage kurz erläutern.

Der Urananreicherungsprozess wird durchgeführt, indem Uran zuvor in eine Verbindung, Uranhexafluorid, umgewandelt wird, die unter normalen Bedingungen gasförmig ist. Der nächste Schritt ist die Umwandlung von angereichertem Uran in Form von Uranhexafluorid zu Uranoxid, die in einem Tank mit einer wässrigen Lösung von Uranylnitrat erreicht wird.

Die Verbindung wird durch Ausfällung und Sedimentation und später durch Kalzinierung in keramische Brennstoffpellets umgewandelt, die die Brennelemente einiger Kernreaktoren bilden.

Entsprechend der festgelegten internen Arbeitsvorschrift sollte sich die Uranoxidlösung (U 3 O 8 ) in einem dafür vorgesehenen Tank befinden, dann in eine Lösung aus reinem Uranylnitrat überführt und mit einer Stickstoffspülung homogenisiert werden.

Anschließend wurde die Mischung in den wassergekühlten Fällbehälter gegossen, um die durch die auftretende exotherme Reaktion erzeugte Restwärme abzuleiten.

Um das Auftreten einer Kritikalität (einer autarken Kettenspaltungsreaktion) zu verhindern, wurden Grenzwerte für die Menge an Uran festgelegt, die in den Fällungstank überführt werden soll, und zwar maximal 2,4 Kilogramm Uran.

Das Arbeitsverfahren wurde im November 1996 ohne Erlaubnis der zuständigen Regulierungsbehörden geändert und ermöglichte die Behandlung der Auflösung von Uranoxid in rostfreien Stahleimern, die nicht den entsprechenden Maßnahmen entsprachen. Diese neue Arbeitsmethode wurde mehrmals vor dem Unfall durchgeführt.

So lösten die Arbeiter bei der Herstellung des JOYO-Reaktorkraftstoffs im September 1999 das U 3 O 8 -Pulver in Salpetersäure in den Edelstahleimern und gossen die Lösung direkt in den Fällungstank.

Die verwendete Lösung von 16 Litern Uranoxid, angereichert mit 18,8% Uran-235, wurde in vier Eimern aus rostfreiem Stahl verteilt, um in den Fällungstank gegossen zu werden.

Am Morgen des 30. September, als das Volumen 40 Liter erreichte, was 16 Kilogramm Uran entspricht, viel höher als die anfänglich begrenzte Menge, wurde die kritische Masse eingeleitet, die für eine Kernspaltungsreaktion in der Selbstkette erforderlich ist aufrechterhalten, begleitet von der Emission von Neutronen und Gammastrahlung.

Entwicklung des Atomunfalls

Der Arbeiter, der den siebten Würfel Urannitrat in die Spüle fügte, sah einen blauen Blitz von Cherenkov- Strahlung. Er und ein anderer Arbeiter, der sich in der Nähe der Spüle befand, hatten sofort Schmerzen, Übelkeit, Atemnot und andere Symptome. Einige Minuten später, bereits im Dekontaminationsraum, erbrach er sich und verlor das Bewusstsein.

Es gab keine Explosion, aber das Ergebnis der Kernreaktion war ein starkes Gamma, und die Neutronenstrahlung aus dem Sedimentationstank, die den Alarm auslöste, und dann begannen die Maßnahmen zur Ortung des nuklearen Unfalls. Insbesondere 161 Personen wurden aus 39 Wohngebäuden im Umkreis von 350 Metern um das Unternehmen evakuiert (sie durften nach zwei Tagen in ihre Häuser zurückkehren). 11 Stunden nach Beginn des nuklearen Unfalls wurde an einem der Standorte außerhalb des Kernkraftwerks eine Gammastrahlung von 0,5 Millisievert pro Stunde gemessen.

Die Kettenreaktion der Kernspaltung dauerte etwa 20 Stunden und wurde dann unterbrochen, da der den Absetzbehälter umgebende Kühlmantel mit Wasser gefüllt war. Wasser spielte die Rolle eines Neutronenreflektors, und dem Siedler wurde Borsäure zugesetzt (Bor ist ein guter Neutronenabsorber). 27 Arbeiter nahmen an dieser Operation teil, die auch eine bestimmte Dosis Strahlung erhielten. Die Brüche in der nuklearen Kettenreaktion wurden durch die Tatsache verursacht, dass die Flüssigkeit kochte, die Wassermenge nicht mehr ausreichte, um die Kritikalität zu erreichen, und die Kettenreaktion abgeschwächt wurde. Nach dem Abkühlen und Kondensieren des Wassers setzte sich die Reaktion fort.

Die Neutronenstrahlung hörte mit der Kettenreaktion auf, aber für einige Zeit blieb die gefährliche Menge an restlicher Gammastrahlung von Spaltprodukten im Sumpf. Aus diesem Grund musste ein vorübergehender Schutz gegen Sandsäcke und andere Materialien installiert werden. Die meisten flüchtigen radioaktiven Kernspaltungsprodukte blieben im Gebäude, da sie einen niedrigeren Druck als draußen hatten und dann mit hocheffizienten Luftfiltern gesammelt wurden. Ein Teil der radioaktiven Edelgase und des Jods 131 gelangte jedoch in die Atmosphäre.

Folgen des Unfalls

Der Unfall betraf direkt die drei Bediener, die die Probe vorbereitet hatten, die ins Krankenhaus eingeliefert werden mussten, zwei von ihnen unter kritischen Bedingungen und nach sieben Monaten nacheinander verstarben. Es wird geschätzt, dass einer der verstorbenen Arbeiter einer Strahlung von 1 bis 20 Sievert ausgesetzt war.

Darüber hinaus waren 56 weitere Mitarbeiter des Werks der Strahlung ausgesetzt, von denen mindestens 21 Personen signifikante Dosen erhielten und einer medizinischen Untersuchung unterzogen werden mussten.

In einem Umkreis von 200 Metern um die Anlage war der Zugang beschränkt, und die japanischen Behörden erließen Evakuierungsmaßnahmen für 161 Personen aus Gebieten, die 350 Meter von der Anlage entfernt liegen.

Zur Vorbeugung wurde den 310.000 Menschen, die 10 km entfernt lebten, geraten, ihre Häuser nicht zu verlassen, bis die Situation unter Kontrolle war und ihre Haftdauer 18 Stunden betrug.

Nach Beendigung der Kritikalität wurde der Lösung des Fällbehälters Borsäure zugesetzt, und dank der Rückhaltesysteme des Standorts, die sich immer in einem Unterdruck in Bezug auf die Außenseite befanden, normalisierten sich die Strahlungswerte im Außenbereich wieder.

Nach Angaben der IAEO hatten die Strahlungswerte der anlagennahen Gebiete Mitte Oktober 1999 die natürlichen Hintergrundwerte wieder erreicht. Die Messung von Jod-131 in Böden und Vegetation außerhalb der Anlage ergab, dass die Lebensmittel nicht betroffen waren.

Der Unfall wurde gemäß der INES-Skala („Unfall ohne signifikantes Risiko außerhalb des Standorts“) als Stufe 4 eingestuft, da die im Ausland freigesetzten Strahlungsmengen sehr gering waren und sich innerhalb der festgelegten Grenzen, jedoch innerhalb des Standorts, die Schäden bewegten Neben der tödlichen Exposition von Arbeitnehmern waren auch die Produktion in Geräten und biologischen Barrieren von Bedeutung.

Ausgehend von dem Unfall, auf den alle Anzeichen als menschliches Versagen hinweisen, wurden die Kraftstoffherstellungswerke in Japan vollautomatisiert, um sicherzustellen, dass es nicht zu einem erneuten Kritikalitätsunfall kam, und statteten die Systeme mit Neutronen-Kontrollgeräten aus. und unter Verwendung trockener Umwandlungsmethoden, die an sich sicherer sind.

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Geändert am: 13. Dezember 2018