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Die Chronik der Nuklearkatastrophe von Fukushima schildert den Ablauf der Ereignisse im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi (Fukushima I) ab dem 11. März 2011 und deren Folgen im Zeitverlauf.
Alle Uhrzeiten sind in japanischer Ortszeit angegeben, entsprechend mitteleuropäischer Zeit (MEZ) plus acht Stunden, beziehungsweise plus sieben Stunden während der mitteleuropäischen Sommerzeit vom 27. März um 3:00 Uhr bis zum 30. Oktober um 3:00 Uhr. In Japan gibt es keine Sommerzeit.
Schnelleinstieg: März – April – Mai – Juni – Juli – August – September – Oktober – November – Dezember – 2012 – 2013 – 2014 – 2015 – 2016 – 2017 – 2018 – 2019 – 2020 – 2021 – 2022 – 2023
Ausgangssituation mini|Reaktorgebäude 1 – vorne im Bild – ist das älteste und kleinste der Anlage (Foto von 1999).
Fukushima I ist das älteste und war mit sechs Kraftwerksblöcken gleichzeitig eines der leistungsstärksten Kernkraftwerke in Japan. Es basiert auf Siedewasserreaktoren eines veralteten Typs von General Electric, dessen Sicherheitsrisiken schon häufig diskutiert wurden. Zudem wurden beim Bau von Fukushima I einige Fehler gemacht. Das Kraftwerksgelände war mit einer 5,70 Meter hohen Schutzmauer gegen Flutwellen abgesichert; vorgeschrieben waren nur 3,12 Meter. (englisch, pdf). IAEO, 16. Juni 2011, archiviert vom Original (PDF; 2,8 MB), abgerufen am 25. Juni 2011. Die älteren Reaktorblöcke 1 bis 4 sind zusätzlich 10 Meter erhöht (über Meeresspiegel) gebaut, die neueren Blöcke 5 und 6 um 13 Meter. (englisch, pdf). Tepco, 9. April 2011, archiviert vom Original (PDF; 395 kB) am 11. April 2011, abgerufen am 24. April 2011.
mini|Aufbau der Reaktorgebäude – Abklingbecken hellblau dargestellt Jeder Reaktorblock besteht aus einem Reaktorgebäude, einem Turbinengebäude und weiteren Vorrichtungen wie dem Zu- und Abfluss für Kühlwasser aus dem Meer. Im Reaktorgebäude befinden sich neben dem stählernen Reaktordruckbehälter mit dem Reaktorkern ein umgebender Sicherheitsbehälter mit zusätzlicher Beton-Schutzhülle, verschiedene weitere Systeme und je ein Abklingbecken zur Lagerung verbrauchter Brennelemente sowie ein Lagerbecken für neue Brennelemente. Das Turbinengebäude enthält die Turbinen und Generatoren zur Stromerzeugung; im Untergeschoss befinden sich unter anderem elektrische Systeme, einschließlich der meisten Notstrom-Dieselgeneratoren. (englisch). Tepco, 16. Mai 2011, archiviert vom Original (PDF; 44 kB), abgerufen am 25. Mai 2011. Diese besondere Lage der Notstromgeneratoren – in Block 6 und in allen anderen japanischen Kernkraftwerken befinden sie sich an geschützterer Stelle. Asahi Shimbun, 7. April 2011, abgerufen am 7. Mai 2011 (englisch). –, wird sich als ein mitentscheidender Grund für die katastrophale Unfallserie erweisen.
Zum Zeitpunkt des Erdbebens sind die Reaktoren 4 bis 6 wegen Wartungsarbeiten außer Betrieb. Die Reaktoren 5 und 6 sind schon wieder mit Brennelementen bestückt, während die Elemente von Reaktor 4 in dessen Abklingbecken lagern. (englisch). IAEA, 15. März 2011, archiviert vom Original am 8. April 2011, abgerufen am 24. März 2011. Auch bei abgeschaltetem Reaktor und während der weiteren Lagerung geben die Brennelemente erhebliche Nachzerfallswärme ab und müssen daher laufend gekühlt werden. Neben den sechs Abklingbecken in den Reaktorgebäuden befindet sich auf dem Gelände auch noch ein separates, großes Abklingbecken, das als zentrales Lager für Brennelemente aus allen Reaktoren genutzt wird.
Zum Unfallzeitpunkt lagern in den Abklingbecken rund 11.000 Brennelemente, die Kernbrennstoff mit einer Masse von rund 1.900 Tonnen enthalten (→ siehe Tabelle der gelagerten Brennelemente). Dies entspricht rechnerisch dem in Fukushima I produzierten nuklearen Abfall der letzten 16 Jahre.Integrity Inspection of Dry Storage Casks and Spent Fuel at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (englisch, pdf; 1,9 MB). 16. November 2010, abgerufen am 16. März 2011: „Approx. 700 spent fuel assemblies are generated every year.“ Hinzu kommen weitere 2.800 Elemente (480 Tonnen) in den Reaktorkernen und 500 noch unbenutzte, in den Reaktorgebäuden gelagerte Brennelemente (85 Tonnen).
Im Kern von Reaktor 3 befinden sich neben den üblichen Uran-Brennstäben auch einige sogenannte Mischoxid-Brennelemente, in denen dem Uran ein geringer Anteil des stark krebserregenden Plutoniums beigemischt ist.. GRS, abgerufen am 4. April 2011.
März 2011 9. März 11:45:20 Uhr: Unter dem Meeresboden im Nordosten Japans, 170 Kilometer östlich der Stadt Sendai, bebt die Erde. (englisch). United States Geological Survey, 9. März 2011, abgerufen am 14. Juni 2011. Das Beben hat eine Stärke von 7,3 Mw und leitet eine Absenkbewegung des Meeresbodens ein. (englisch, pdf). JAIF / NHK, 8. Juni 2011, archiviert vom Original (PDF; 91 kB), abgerufen am 14. Juni 2011, S. 3.
11. März mini|Datenprotokoll von Block 1: Auslösung der vier Seismometer ab 14:46:46.40, Einfahren der Steuerstäbe um 14:47
14:46:23 Uhr: In der gleichen Meeresregion ereignet sich das Tōhoku-Erdbeben, mit einer Stärke von 9,0 Mw das stärkste bekannte Beben in der japanischen Geschichte. (englisch). United States Geological Survey, 14. März 2011, archiviert vom Original am 11. April 2011, abgerufen am 24. März 2011. (englisch). Japan Meteorological Agency, 13. März 2011, archiviert vom Original am 1. April 2011, abgerufen am 13. März 2011. 14:46:46 Uhr: Die ersten Primärwellen (P-Wellen) des Bebens erreichen das Kraftwerksgelände und lösen dort eine Schnellabschaltung der Reaktoren 1 bis 3 aus. Die Reaktoren 4 bis 6 sind wegen Wartungsarbeiten außer Betrieb. 14:47 bis 14:48 Uhr: Die Reaktorblöcke 2, 3 und 5 erfahren durch das Erdbeben Horizontalbeschleunigungen von bis zu 0,56, 0,52 bzw. 0,56 g. Diese Werte liegen um 26, 15 beziehungsweise 21 Prozent über den zulässigen Höchstwerten. Die Belastungsgrenzen der anderen drei Blöcke werden nicht (ganz) erreicht. (englisch, pdf). Tepco, 16. Mai 2011, archiviert vom Original (PDF; 544 kB) am 20. Mai 2011, abgerufen am 20. Mai 2011. Arbeiter berichten später von beschädigten Rohrleitungen im Reaktorgebäude 1, aus denen Wasser herausschoss.. Yomiuri Shimbun, 17. März 2011, abgerufen am 14. Mai 2011 (englisch). Möglicherweise wurde einer der Kühlkreisläufe beschädigt.Fukushima-Insider: Nicht Tsunami, sondern Beben soll AKW ruiniert haben. Spiegel Online, 16. Mai 2011. Der Kraftwerksbetreiber Tepco vermutet später auch einen Erdbebenschaden an einem Block-3-Notkühlsystem. Während die Reaktoren 1 bis 3 heruntergefahren werden, fällt die externe Stromversorgung des Kraftwerks durch Erdbebenschäden an dessen Schaltanlagen aus, (englisch). Tepco, 16. Mai 2011, archiviert vom Original (PDF; 47 kB) am 17. Mai 2011, abgerufen am 16. Mai 2011. (japanisch). Tepco, 16. Mai 2011, archiviert vom Original (PDF; 908 kB), abgerufen am 19. Mai 2011. und zwölf von dessen dreizehn Notstromdieselgeneratoren (davon neun wasser- und drei luftgekühlt. Yomiuri Shimbun, 15. Juni 2011, abgerufen am 29. Juni 2011 (englisch).) starten. Ein Generator an Block 4 ist wegen Wartungsarbeiten außer Betrieb. In den Leitständen der Blöcke 1 bis 3 erscheinen zahlreiche Alarm- und Warnanzeigen.. The Mainichi Daily News, 17. Mai 2011, abgerufen am 19. Mai 2011 (englisch). Mit dem Stromausfall fallen auch die meisten Kommunikationssysteme auf dem Gelände, die Beleuchtung in allen Gebäuden, elektrische Tür- und Toröffner und die Auslesegeräte für die Personendosimeter aus. Die Strahlenbelastung der Kraftwerksmitarbeiter ist in den folgenden drei Tagen nur unzureichend kontrollierbar. 14:48 Uhr: Die Reaktoren 1 bis 3 und ihre Turbinen sind heruntergefahren. Die Steuerstäbe wurden zum Abbruch der nuklearen Kettenreaktion voll in den Reaktorkern eingefahren und die Verbindungsleitungen zu den Turbinen verschlossen. Die Kühlung von Reaktor 2 und 3 erfolgt nun durch die unter den Reaktoren gelegenen Kondensationskammern. Von dort wird die Wärme durch elektrisch betriebene Kühlwasserpumpen weiter ins Meer abgeführt.Joseph Shepherd: (englisch, pdf). California Institute of Technology, 24. April 2011, archiviert vom Original am 27. April 2011, abgerufen am 27. April 2011. Fotos der Arbeiten bei Notbeleuchtung ab Seite 102.Wärmeabfuhr in die Kondensationskammer per Reactor Core Isolation Cooling System (RCIC-Notkühlsystem, engl. für „Kühlsystem im isolierten Reaktorbetrieb“) und von dort weiter ins Meer per Residual Heat Removement System (RHR, engl. für „Nachwärme-Entfernungssystem“).Die verschiedenen Notkühlsysteme werden zusammen auch als Emergency Core Cooling System (ECCS, engl. für „Notfall-(Reaktor)Kern-Kühlsystem“) bezeichnet. Sieben Mitarbeiter im Kraftwerk wurden durch Folgen des Erdbebens verletzt, fünf davon leicht. (englisch, pdf). NISA, 24. März 2011, archiviert vom Original am 11. April 2011, abgerufen am 24. März 2011. Fukushima I ist nicht an das vorhandene Tsunami-Warnsystem angeschlossen und erhält keine sofortige Warnung. 14:52 Uhr: In Block 1 schaltet sich automatisch die Notkühlung mittels Isolation Condenser ein. (englisch). Yomiuri Shimbun, 18. Mai 2011, archiviert vom Original, abgerufen am 19. Mai 2011. Hierbei wird der Dampf aus dem Reaktor durch zwei separate, kleinere Kondensationskammern geführt.Dave Lochbaum: (englisch, PowerPoint). 14. April 2011, archiviert vom Original (MS PowerPoint; 5,0 MB) am 26. April 2011, abgerufen am 26. April 2011. Funktionsweise des RCICS auf Seite 18–19 und des Isolation Condensers auf Seite 20.Der Isolations Condenser ist das Vorläufersystem des RCICS. Es muss ohne Wärmeabfuhr ins Meer auskommen und ist daher nur für einen begrenzten Zeitraum nutzbar. 15:03 Uhr: Die Mitarbeiter im Leitstand schalten den Isolation Condenser von Reaktor 1 wieder ab, weil die Kühlwirkung zu stark war. Stattdessen aktivieren sie ein anderes, schwächeres Kühlsystem, das den Reaktor vorläufig stabilisiert.Dave Lochbaum: (englisch). Union of Concerned Scientists, 25. Mai 2011, archiviert vom Original (PDF; 1,4 MB), abgerufen am 27. Mai 2011.Die beiden Isolation-Condenser-Einheiten wurden nach Tepco-Nachforschungen von Hand ausgeschaltet und durch die beiden Containment Cooling Systems (CCS, „Containment Spray“) ersetzt. Danach stabilisiert sich der Wasserstand und steigt langsam wieder. 15:27 Uhr: Die erste von mehreren vom Erdbeben ausgelösten Tsunamiwellen – etwa vier Meter hoch – trifft in Fukushima I ein. Die hinter der 5,70 Meter hohen Schutzmauer angebrachten Meerwasserpumpen werden zerstört. Damit fallen die reguläre Kühlung aller ReaktorenDas RHR-System fällt aus, weil es auf die Meerwasserpumpen angewiesen ist. sowie die gesamte Kühlung der Abklingbecken und der neun wassergekühlten Notstromgeneratoren aus. Die Wellen erreichen Höhen von maximal 13 bis 15 Metern. Die Reaktorblöcke 1 bis 4 stehen vier bis fünf Meter tief im Wasser, die Blöcke 5 und 6 bis zu einem Meter. Das Wasser läuft unter anderem in die Turbinengebäude, in die Reaktorgebäude und in das Gebäude des zentralen Abklingbeckens und überschwemmt dort fünf der laufenden zwölf Notstromaggregate und die meisten Stromverteiler. mini|hochkant=1.3|Ausfall der beiden Dieselgeneratoren von Block 2