Three Mile Island

Am 28. März 1979 kam es in Block 2 des Kernkraftwerks Three Mile Island im amerikanischen Bundesstaat Pennsylvania zu einer teilweisen Kernschmelze. Auslöser dafür waren einerseits ein grösserer Kühlmittelverlust und andererseits Fehler der Operateure beim Einleiten von Notfallmassnahmen.

Dieser erste und einzige grössere Störfall in den USA führte zur ungefilterten Abgabe kleinerer Mengen radioaktiver Gase, vor allem Jod, in die Atmosphäre. Rund 150’000 Liter radioaktiv belastetes Wasser wurden mit Erlaubnis der amerikanischen Kontrollbehörde in einen nahen Fluss abgeführt. Der Unfall hatte keine nachweisbaren Auswirkungen auf die Gesundheit der Bevölkerung. Vorsichtshalber waren schwangere Frauen und Kinder evakuiert worden.

Der Reaktorunfall von Three-Mile-Island-2 rangiert auf Stufe 5 der siebenstufigen, internationalen INES-Skala. Die freigesetzte Radioaktivität war sehr gering. Die Amerikanische Umweltschutzbehörde EPA fand nach dem Unfall keine radioaktiven Spuren in Wasser-, Sediment- sowie Erd- und Pflanzenproben aus der Umgebung.

Verwirrung im Kommandoraum

In Three-Mile-Island-2 fielen im Sekundärkreislauf der Anlage wegen einer Störung die Speisewasserpumpen aus, welche die Dampferzeuger mit Wasser versorgen. Der Reaktor schaltete sich sofort automatisch ab. Ein für solche Fälle vorgesehenes Notspeisewassersystem war jedoch nicht einsatzfähig, da es nach Instandhaltungsarbeiten aus Versehen manuell gesperrt geblieben war. Temperatur und Druck im Primärkreislauf stiegen so weit an, dass ein Sicherheitsventil ansprach und Druck wieder abgebaut wurde. Dieses Ventil blieb nach Druckabbau fehlerhaft offen, sodass der Reaktor zunehmend Wasser verlor. Die Noteinspeisung von Wasser durch ein zweites System setzte sich automatisch in Betrieb. Doch die Operateure schalteten sie – vorschriftsgemäss – aus: Durch eine irreführende Instrumentenanzeige hatte die Mannschaft angenommen, es sei sogar zu viel Wasser im Reaktor. Der Unfall geschah letztlich durch mechanisches und menschliches Versagen.

Folgen für die Schweizer Kernkraftwerke

Three Mile Island wirkte sich deutlich auf die Kernindustrie aus. Zum einen flachte der damalige Bauboom in den USA stark ab. Die Gegnerbewegung in der Schweiz formierte sich und verhinderte in den folgenden Jahren den Bau weiterer geplanter Kernkraftwerke in Kaiseraugst und Graben. Im Licht des Störfalls liess der Bundesrat die Schweizer Kernanlagen sowie den Katastrophenschutz für die Bevölkerung überprüfen und aktualisieren.

Zum andern löste der Unfall sicherheitstechnische Neuerungen im Design von Leichtwasserreaktoren aus. Die wichtigsten waren ein verbessertes Design des Kommandoraums, Systeme zur gefilterten Druckentlastung und Wasserstoffrekombinatoren. Letztere verhindern die beim Schmelzen der Brennelemente gefürchteten Wasserstoffexplosionen. Die bestehenden Schweizer Anlagen rüsteten umgehend nach und Leibstadt, das sich noch im Bau befand, setzte die Neuerungen direkt um.

Die Lehren aus Three Mile Island führten auch zu anhaltenden Forschungsarbeiten zur besseren Beherrschung schwerer Störfälle. Die periodischen Sicherheitsüberprüfungen in den Anlagen wurden verstärkt, und es werden seither vermehrt probabilistische Sicherheitsanalysen angewendet.

Schnittstelle Mensch und Maschine

Three Mile Island zeigte, dass die zeitgenössischen Betriebsvorschriften für ein schnelles und korrektes Reagieren im Notfall nicht genügend benutzerfreundlich waren und optimiert werden mussten – symptomorientiert statt ablauforientiert wie bis anhin. Auch ein verbessertes Design des Kommandoraums, der Anzeigen sowie der Notstandsinstrumentierung sorgte fortan dafür, dass Operateure Fehler und deren Ursachen besser erkennen und beheben können. Zutrittsvorschriften für den Kommandoraum wurden aktualisiert, die Qualifikation und das Training des technischen Personals für Notfallsituationen verbessert. Das ganze Zusammenspiel von Mensch und Maschine wurde gründlich untersucht und optimiert.

Gleichzeitig machte es die Computerentwicklung möglich, dass die Simulatorentwicklung und -schulung intensiv voranschritt. Damit das Schichtpersonal Störfälle in praxistreuen Konstellationen trainieren kann, wurden eins zu eins nachgebaute Simulatoren für spezifische KKW-Baureihen entwickelt. Die Schichtausbildung und Beherrschung von Störfallen gewann an Realität und Qualität und erreichte ganz neue Standards – ein Meilenstein in der Entwicklung der menschlichen Zuverlässigkeit am Arbeitsplatz.