Aktuelle Lage in Fukushima, Japan, und Sicherheitskonzept am FRM II

Transkript

1 Aktuelle Lage in Fukushima, Japan, und Sicherheitskonzept am FRM II Prof. em. Dr. Dr. Herwig Paretzke, Strahlenphysiker an der TUM Dr. Anton Kastenmüller, Technischer Direktor des FRM II, TUM Moderation: Dr. Ulrich Marsch, Pressesprecher der TUM

2 Aktuelle Lage in Fukushima, Japan, und Sicherheitskonzept am FRM II Dr. Anton Kastenmüller, FRM II

3 Erdbeben Technische Universität München www2.demis.nl/quakes

4 Daten über das Erdbeben 11. März 2011 Uhrzeit: 14:46:23 (06:46:23 MEZ) Intensität VII auf der JMA-Skala Magnitude 9,0 auf der Richterskala Tiefe 32 km Epizentrum 130 km von Sendai an der Ostküste von Honshū Nachbeben: Zahlreiche, stärkstes mit Magnitude von 7,9

5 Ausbreitung des Tsunamis Technische Universität München

6 Opfer: 9811 Vermisste: (Offizielle Zahlen vom 24.3., 14 Uhr MEZ) dapd

7 Kernenergie in Japan Ca. 30% des Stroms aus Kernenergie 54 Reaktoren NISA

8 Fukushima I IAEA

9 Mark I Containment, GE Brennelementlagerbecken Reaktordruckbehälter Kondensationskammer Quelle: Areva Äußeres Containment aus Beton Sicherheitsbehälter

10 Nachzerfallsleistung Block BE im Kern BE im Becken Ungefähre Wärmeleistung im Abklingbecken Volumen des Abklingbeckens Block kw 1020 m³ Block kw 1425 m³ Block kw 1425 m³ Block kw 1425 m³ Block kw 1425 m³ Block kw 1497 m³ Univ. of Illinois

11 Nachzerfallsleistung Technische Universität München

12 Chronologie der Ereignisse, Teil 1 Technische Universität München Fr., 11. März Sa., 12. März 14:46 Uhr: Erdbeben ca. 1 Std. später Tsunami 18:00 Uhr: Kühlung in Block 1 ausgefallen 14:30 Uhr:Kontrollierter Druckablass in Block1 15:36 Uhr: Wasserstoffexplosion in Block 1 22:30 Uhr:Block 1 mit Meerwasser gekühlt So., 13. März 5:30 Uhr: Kühlung in Block 3 ausgefallen, Kernschaden nicht ausgeschlossen Mo., 14. März 11:00 Uhr: Wasserstoffexplosion in Block 3 13:25 Uhr: Kühlung im Block 2 ausgefallen Zeit 20:12 Uhr: Kontrollierter Druckablass in Block 2, Kernschaden nicht ausgeschlossen

13 Chronologie der Ereignisse, Teil 2 Di., 15. März 0:30 Uhr: Erhöhte Dosisleistung bis 400 msv/h 6:20 Uhr: Explosion in Block 2, Feuer in Block 4 Technische Universität München Do., 17. März 3:10 Uhr: Brennelemente in Abklingbecken des Block 4 liegen trocken 11:00 Uhr: Kühlversuche aus der Luft mit Helikoptern über Block 3, Wasserwerfer für Block 4 Fr., 18. März 14:00 Uhr: 50t Wasser auf Block 3 gesprüht So., 20. März 14:30 Uhr: Cold shutdown Block 5 19:27 Uhr: Cold shutdown Block 6 Mo., 21. März Di., 22. März 15:36 Uhr: Block 2 ans Stromnetz 18:20 Uhr: Weißer Rauch aus Block 2 10:35 Uhr: Schaltanlagen Block 5 angeschlossen Mi., 23. März 10:00 Uhr: Kerntemperatur Block 1:400 C 13:43 Uhr: Stromversorgung Hauptwarte Block 3 Zeit

14 dpa

15 Zustand von Fukushima I am um 08:00 MEZ

16 Wunschzustand Technische Universität München

17 Sicherheitskonzept der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) Technische Universität München

18

19 Auslegung gegen Erdbeben:

20 Beispiel: Erdbeben-Tests an Batterieanlagen des FRM II Beschleunigung von 0,9 g ( 8,8 m/s 2 ) in x-, y- und z-richtung (entspricht ca. 8 auf der Richterskala)

21 Nachwärmeabfuhr: Technische Universität München

22 Reaktorbecken am FRM II: Technische Universität München

23 Vergleich Nachzerfallsleistung FRM II und KKW Technische Universität München 6,0% Prozent der Nennleistung 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,0% 0,0% t t = = 1 1 s: s: FRM FRM II II ca. ca. 1,2 1,2 MW MW t t = = 1 1 min: min: FRM FRM II II ca. ca kw kw t t = = min: min: FRM FRM II II ca. ca kw kw t t = = min: min: FRM FRM II II ca. ca kw kw Zeit / [min] KKW: 220 MW KKW: 100 MW KKW: 55 MW KKW: 35 MW t= t= min: min: FRM FRM II II ca. ca kw kw KKW: 25 MW

24

25 Begriff: GAU Technische Universität München

26 Begriff: INES-Skala Tschernobyl, 1986 Three Mile Island, 1979 Forsmark, 2006

27 Weitere Informationen: (9 Fragen und Antworten zur Sicherheit am FRM II) Besuch von Gruppen ab 4 Personen zu vereinbarten Terminen: Besucherdienst des FRM II, Tel:

28 Radiologische Auswirkungen Technische Universität München

29 Dosisleistung und Dosis Dosisleistung Einheit: Sievert pro Stunde (Sv/h) Beispiele aus dem Alltag: Fernsehen (2 h/d): <0,02 msv/a Rauchen (20/d): 2-8 msv/a (Pb-210, Po-210) Dosis Einheit: Sievert (Sv) Beispiele aus dem Alltag: Flug von München nach Antalya (4 h):13 µsv (Dosisrechner unter Beispielrechnung: Aufenthalt in einem Bereich mit Dosisleistung von 10 µsv/h für 10 Tage ergibt eine Dosis: 10 µsv/h x 24h x 10 = 2400 µsv = 2,4 msv Quelle: Info-Kreis Kernenergie, 2006

30 Dosisleistung und Dosis Aufenthalt einer hypothetischen Person ein Jahr lang am Zaun des FRM II, die sich von dort wachsenden Pflanzen ernährt: Zusätzliche Dosis: 3 µsv (im Jahr 2006 bei 260 Tagen Betrieb des FRM II) Natürliche Umgebungsdosisleistung in Deutschland: 0,1 µsv/h Umgebungsdosisleistung in Neuherberg nach Tschernobyl: 0,6 µsv/h z.b. Röntgen Quelle: BfS

31 Störfallplanungswerte nach 49 StrlSchV (1) Bei der Planung baulicher oder sonstiger technischer Schutzmaßnahmen gegen Störfälle in oder an einem Kernkraftwerk, das der Erzeugung von Elektrizität dient, darf bis zur Stilllegung nach 7 Abs. 3 des Atomgesetzes unbeschadet der Forderungen des 6 in der Umgebung der Anlage im ungünstigsten Störfall durch Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Umgebung höchstens Beruflich strahlenexponierte Personen Wert Art 100 msv Grenzwert für fünf aufeinanderfolgende Jahre (ICRP) 20 msv Maximale eff. Jahresdosis in Deutschland (StrlSchV) 4-5 msv Normale Jahresdosis durch medizinische und natürliche Strahlung in Deutschland 400 msv Maximale Berufslebensdosis in Deutschland (StrlSchV)

32 Dosisleistung in Fukushima I, bis Technische Universität München

33 Dosisleistung in größerem Abstand von Fukushima I

34 Ausbreitung der freigesetzten Aktivität Technische Universität München (Ausbreitungsrechnung der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik)

35 Ausbreitung der freigesetzten Aktivität Technische Universität München (Ausbreitungsrechnung der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik)

36 Radioaktive Stoffe im Brennelement unter anderem: Isotop HWZ I-131 8,02 d Cs ,17 a Sr-89 50,53 d Sr-90 28,78 a Quelle: GRS

37 Aktivität und Kontamination Aktivität Kernzerfälle / Zeit Einheit: 1/s, Becquerel (Bq) Beispiele aus dem Alltag: Mensch (ca. 70 kg): Bq Mineraldünger 50 kg: Bq Szintigramm (Tc-99m): einige Mio. Bq Spez. Aktivität / Kontamination Aktivität pro Masse, Volumen, Fläche Einheit: Bq/kg, Bq/l, Bq/m 2 Beispiele aus dem Alltag: Zement: Bq/kg (K-40) Pilze: Bq/kg (K-40) Milch: Bq/kg (K-40) Meerwasser: 0,02-0,1 Bq/l (H-3) Grundwasser: Bq/l (Rn-222) Frau erntet Spinat, Quelle: orf.at

38 Aktuelle Werte aus Japan und EU-Grenzwerte In der Nähe der Anlage in Fukushima Milch: bis Bq/l ( 131 I) Präfektur Ibaraki Spinat (21.3.): Bq/kg ( 131 I) Kawamata, Leitungswasser 17.3.: 308 Bq/l ( 131 I), 19.3.: 123 Bq/l ( 131 I) Tokio, Leitungswasser 23.3.: 210 Bq/l ( 131 I) Ingestion von 1000 Bq ( 137 Cs) führt zu eff. Dosis von 13 µsv ( tägl. natürliche Strahlendosis) in den nächsten Tagen Quelle: Arbeitskreis Umweltüberwachung, 2002

39 Spezifische Aktivität (Cs-137) in Deutschland aus Kernwaffentests und Tschernobyl Quelle: Info-Kreis Kernenergie, 2006

40 Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz Technische Universität München Expositionspfade

41 Vorsorge und gesundheitliche Auswirkungen Vorsorge: Keine Aufnahme von belasteter Milch, Gemüse oder Trinkwasser Projekt Ecosys: Anteile der Nahrungsmittel an der Ingestionsdosis 6,0E-01 5,0E-01 Ingestionsdosis (msv) 4,0E-01 3,0E-01 2,0E-01 1,0E Tag 1 Woche 2 Wochen 1 Monat 6 Monate 1 Jahr 2 Jahre 5 Jahre 10 Jahre 50 Jahre 70 Jahre Fleisch Milch- produkte Getreide- produkte Gemüse, Obst Zeitraum 0,005 0,01 % Spätschadensrisiko pro msv Zum Vergleich: Allg. Krebsrisiko im Laufe des Lebens: %

42 Auswirkungen auf Pflanzen und Tiere Die Sportarena von Pripyat, 2002 Quelle: Prof. Paretzke

43 Weiterführende Links: (von diesen und anderen Quellen wurden auch die gezeigten Bilder und Darstellung entnommen) (Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit) (Betreiber TEPCO der Fukushima-Anlage) (Nuclear and Industrial Safety Agency) (Internationale Atomenergiebehörde) (Japanische Atomindustrie) (Bundesamt für Strahlenschutz)

44 FRAGEN? Technische Universität München