Die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl (, ) war der bisher folgenschwerste Unfall in der Geschichte der friedlichen Nutzung der Kernenergie und der erste, der auf der siebenstufigen internationalen Bewertungsskala für nukleare Ereignisse in die höchste Kategorie katastrophaler Unfall (INES 7) eingeordnet wurde. Im Block 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl nahe der ukrainischen Stadt Prypjat explodierte am 26. April 1986 um 01:23 Uhr Ortszeit (25. April, 23:23 Uhr MESZ) der Kernreaktor, so dass große Mengen an Radioaktivität in die Erdatmosphäre freigesetzt wurden. Vor allem Gebiete nordöstlich von Tschernobyl – in der Ukraine, in Weißrussland und Russland – wurden kontaminiert. Durch die Windverfrachtung von Radionukliden waren auch andere Länder Ost-, Mittel- und Nordeuropas von radioaktivem Niederschlag betroffen. mini|Reaktor Nr. 4 mit dem alten Sarkophag, 2016
Ausgelöst wurde die Havarie während eines planmäßigen Sicherheitstests in Block 4, mit dem überprüft werden sollte, ob dem Reaktor auch bei einem Stromausfall noch genügend eigene Energie für seine Notkühlung zur Verfügung stünde. Aufgrund von Konstruktionsmängeln, über die das Bedienungspersonal nicht informiert worden war, und durch dessen Verstöße gegen die Sicherheitsvorschriften stieg die Leistung des Reaktors dabei unkontrollierbar an. Beim Versuch, ihn manuell abzuschalten, wurde wegen der Besonderheiten des RBMK-Reaktors die in den Brennelementen enthaltene Energie extrem schnell freigesetzt. Das führte zur Kernschmelze, zur Explosion und zur vollständigen Zerstörung der Reaktorhalle.
Die Zahl der Todesfälle durch die Tschernobyl-Katastrophe ist umstritten: Zum einen ist es methodisch schwierig, festzustellen, ob einzelne Krebsfälle eindeutig auf die Strahlenbelastung nach dem Unfall zurückzuführen sind. Zum anderen behinderte die auf Geheimhaltung bedachte Informationspolitik der Sowjetunion die Aufklärung der Havariefolgen. Laut offiziellen Angaben starben 31 Kraftwerksmitarbeiter und Feuerwehrleute unmittelbar infolge der Explosion und der Brandbekämpfung. Das Tschernobyl-Forum der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEO) schätzte im Jahr 2005 die langfristige Gesamtzahl der Todesopfer auf etwa 4.000, darunter besonders viele Liquidatoren, die die Aufräumarbeiten übernahmen, sowie Bewohner von Prypjat und weiterer stark kontaminierter Gebiete. Andere Schätzungen gehen von mehreren Zehntausend Toten aus.
Noch im Jahr des Unfalls wurde über dem zerstörten Reaktor ein vorübergehender Schutzmantel aus Beton und Stahl errichtet, der „Sarkophag“. Darüber wurde von 2010 bis 2019 eine neue Schutzhülle gebaut, das „New Safe Confinement“, dessen Haltbarkeit und Schutzwirkung auf ca. 100 Jahre ausgelegt war. Infolge des russischen Überfalls auf die Ukraine wurde die Hülle jedoch 2025 durch einen Drohnenangriff schwer beschädigt. Nach 1986 wurde in einem Radius von 30 Kilometern um das Kernkraftwerk eine Sperrzone eingerichtet.
Vorgeschichte Verantwortlich für Aufbau, Leitung und Kontrolle sowohl der militärischen als auch der zivilen Atomindustrie in der Sowjetunion war seit 1953 das Ministerium für mittleren Maschinenbau, abgekürzt Sredmasch. Im Jahr 1954 nahm die Sowjetunion mit dem Kernkraftwerk Obninsk weltweit den ersten Reaktor in Betrieb, der Kernkraft für die zivile Stromerzeugung nutzte, aber auch waffenfähiges Plutonium erzeugte. Auf dem XX. Parteitag der KPdSU, im Februar 1956, stellte Igor Kurtschatow, der „Vater der sowjetischen Atombombe“, seine Pläne vor, die Sowjetunion mit Energie aus Kernkraft zu versorgen.
Im September 1966 verfügte der Oberste Sowjet der UdSSR den Bau eines Prototyps eines graphitmoderierten, wassergekühlten Siedewasser-Druckröhrenreaktors, der unter dem Kürzel RBMK (, trankr. Reaktor Bolschoi Moschtschnosti Kanalny, ) bekannt wurde. Er war zwanzigmal größer als westliche Reaktoren und besaß eine thermische Leistung von 3200 MW (Megawatt) sowie eine elektrische Leistung von 1000 MW.
Das Kernkraftwerk Tschernobyl sollte ursprünglich einen wassermoderierten und wassergekühlten Reaktor (WWER) erhalten, das sowjetische Gegenstück zu dem in den Vereinigten Staaten verwendeten Druckwasserreaktor. Der RBMK konnte jedoch die doppelte Strommenge erzeugen und ließ sich dank vorgefertigten Komponenten billiger errichten. Daher entschied sich die Sowjetunion überwiegend für Kernkraftwerke vom Typ RBMK, so auch in Tschernobyl. Der erste RBMK wurde im Dezember 1973 bei Leningrad in Betrieb genommen – eine Prototypenphase wurde aus Zeitgründen übersprungen.
Am 30. November 1975 geriet der Reaktorblock 1 dieses Leningrader Kernkraftwerks nach einer planmäßigen Wartung außer Kontrolle und es kam zu einer partiellen Kernschmelze. Laut offizieller Erklärung hatte ein Herstellungsfehler zur Zerstörung eines einzelnen Brennstoffkanals geführt. Eine Untersuchungskommission hingegen identifizierte einen Konstruktionsfehler als Unfallursache.
Im Dezember 1966 war der Standort des Kraftwerks Tschernobyl in der Nähe des Dorfes Kopatschi ausgewählt worden. Sein Bau begann im Sommer 1970, Ende 1977 nahm es mit zweijähriger Verspätung den Betrieb auf. Im Dezember 1978 ging Reaktorblock 2, im Dezember 1981 Block 3 und im Dezember 1983 Block 4 ans Netz. Das Wissenschaftliche Forschungs- und Konstruktionsinstitut für Energietechnik NIKIET führte in einer Studie von 1980 neun schwerwiegende Konstruktionsfehler und thermohydraulische Instabilitäten des RBMK auf und stellte fest, dass Unfälle nicht nur unter außergewöhnlichen Bedingungen möglich, sondern auch im Alltagsbetrieb wahrscheinlich seien. In der Folge überarbeitete NIKIET lediglich die Betriebsanleitungen, die Belegschaften der Kraftwerke wurden jedoch nicht über die potenziellen Gefahren informiert. Im September 1982 kam es während eines Unfalls in Block 1 zu einer partiellen Kernschmelze, bei dem Strahlung in die Umgebung freigesetzt wurde. Wie alle Unfälle in sowjetischen Kernkraftwerken wurde auch dieser als streng geheim eingestuft und die Beteiligten mussten Redeverbote des KGB unterzeichnen.
In den Vereinigten Staaten stiegen die Baukosten für Kernkraftwerke nach dem Reaktorunfall von Three Mile Island im März 1979 aufgrund verstärkter Sicherheitsmaßnahmen um den Faktor sieben bis acht an. Die sowjetische Nuklearindustrie folgte dieser Entwicklung nicht.
Hergang mini|Lage des Kraftwerks in der Nähe der Stadt Prypjat mini|Satellitenbild der Region aus dem Jahr 1997 Unter der Leitung von Anatoli Djatlow, dem stellvertretenden Chefingenieur des Kraftwerks, begann am späten Abend des 25. April 1986 ein Sicherheitstest, bei dem ein vollständiger Stromausfall simuliert wurde. Dabei kam es aufgrund der Konstruktionsmängel des Reaktors vom Typ RBMK-1000 und wegen schwerwiegender Verstöße gegen die Sicherheitsvorschriften zu einem unkontrollierten Leistungsanstieg, der um 01:23:44 Uhr des 26. April zur Explosion des Reaktors und zum Brand des als Moderator eingesetzten Graphits führte.
Innerhalb der ersten zehn Tage nach der Explosion wurde eine Radioaktivität von mehreren Trillionen Becquerel in die Erdatmosphäre freigesetzt. Die so in die Atmosphäre gelangten radioaktiven Stoffe, darunter die Isotope Caesium-137 mit einer Halbwertszeit (HWZ) von rund 30 Jahren und Iod-131 (HWZ: 8 Tage), kontaminierten infolge radioaktiven Niederschlags hauptsächlich die Region nordöstlich von Tschernobyl sowie durch Windverfrachtung viele Länder in Europa.
Geplanter Sicherheitstest Der Sicherheitstest, der zum Unfall führte, war seit längerer Zeit geplant. Auch ein abgeschaltetes Kernkraftwerk ist auf die Versorgung mit elektrischer Energie angewiesen, beispielsweise um die Kühlung, die Instrumentierung und die Überwachung zu gewährleisten. Im Normalfall wird der Eigenbedarf eines abgeschalteten Kraftwerks aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz oder von Nachbarblöcken gedeckt. Ist das nicht möglich, laufen Notstromaggregate an, die aber ebenfalls eine gewisse Zeit benötigen, bis sie ausreichend Strom produzieren.
Im Rahmen einer wegen Wartungsarbeiten anstehenden Abschaltung des Reaktors sollte nun gezeigt werden, dass die Rotationsenergie der auslaufenden Turbinen bei gleichzeitig unterstelltem Netzausfall ausreicht, die Zeit von etwa 40 bis 60 Sekunden bis zum vollen Anlaufen der Notstromaggregate zu überbrücken. Vorschriftsgemäß hätte solch ein Test bereits vor der kommerziellen Inbetriebnahme im Dezember 1983 durchgeführt werden sollen. Wegen der hohen finanziellen Anreize für einen rechtzeitigen Start der Anlage verlegten die Projektleiter ihn jedoch auf einen späteren Zeitpunkt.
Ein analoger Versuch im Block 3 des Kraftwerks war 1985 fehlgeschlagen, da die Spannung des Generators an der Hauptturbine zu schnell abfiel. Die Stromversorgung aus dem Generator hätte daher nicht ausgereicht, die Zeit bis zum Anspringen und Hochfahren der Notstromaggregate zu überbrücken.Informationskreis Kernenergie (Hrsg.): Tschernobyl. Der Reaktorunfall. Bonn 1996, S. 5, In Block 4 sollte der Versuch nun mit einem verbesserten Spannungsregler wiederholt werden. Er sollte bei reduzierter Reaktorleistung (zwischen 700 und 1000 MWthermisch) durch Schließung der Dampfzufuhr zu den Turbinen eingeleitet werden.
Ursachen des Unfalls Ein wesentlicher Grund dafür, dass der Sicherheitstest zum Unfall führte, war dessen Verschiebung um rund einen halben Tag, in die Nachtschicht von 25. auf den 26. April. Die dadurch entstandene lange Haltezeit auf Teillast führte zu einer Anreicherung des Reaktors mit neutronenabsorbierendem Xenon-135. Durch die so genannte Xenonvergiftung wurde das neutronenphysikalische Verhalten des Reaktors wesentlich komplexer und weniger berechenbar. Chefingenieur Djatlow informierte seine Mitarbeiter erst zu Schichtbeginn von dem vorgesehenen Test, mit dessen Prozedere sie zum Teil nicht vertraut waren. Die bauartbedingten Eigenschaften des graphit-moderierten RBMK-Reaktors, insbesondere dessen instabiles Verhalten im niedrigen Leistungsbereich, waren auch Djatlow selbst nicht bekannt.
mini|hochkant=1.8|Schematische Darstellung eines RBMK-Reaktors Kennzeichnend für diesen Reaktortyp ist ein stark positiver Void-Koeffizient: Bilden sich im Kühlwasser Dampfblasen – zum Beispiel wegen einer lokalen Leistungssteigerung an einer Stelle im Reaktor oder wegen Druckverlusts im Reaktor nach dem Platzen eines Rohres –, steigt die Reaktivität im Reaktor und damit die Wärmeabgabe. Grund hierfür ist, dass sich die Neutronenabsorption des Kühlwassers entsprechend der Dampfblasenbildung reduziert, während zugleich die zur Kernspaltung nötige Moderationswirkung des im Reaktor verbauten Graphits erhalten bleibt. Bei den meisten anderen kommerziellen Reaktortypen ist hingegen der Void-Koeffizient negativ, weil dort das Kühlwasser zugleich als Moderator dient. Kommt es bei diesen zur Dampfblasenbildung, reduziert sich die Reaktivität und damit auch die Wärmeproduktion. Um die wahre Ursache des Unglücks zu beweisen, wagte Nikolai Steinberg im August 1986 einen riskanten Versuch in Block 1 von Tschernobyl, der nach dem Supergau in Block 4 abgeschaltet worden war. Unter den Augen geladener Experten aus Moskau und Kiew demonstrierte er den fatalen positiven Void-Effekt. Für Steinberg stand fest: Ohne diesen konstruktionsbedingten Fehler hätte die Katastrophe in Block 4 niemals dieses Ausmaß erreicht.