Corium und Radioaktivität nach dem Kernschmelzen von Tschernobyl

Der gefährlichste radioaktive Abfall der Welt ist wahrscheinlich der "Elefantenfuß", der Name, der dem festen Strom aus der Kernschmelze am Kernkraftwerk Tschernobyl am 26. April 1986. Der Unfall ereignete sich während eines Routinetests, als ein Stromstoß eine Notabschaltung auslöste, die nicht wie geplant verlief.

Die Kerntemperatur des Reaktors stieg an, was zu einem noch größeren Leistungsanstieg führte, und die Steuerstäbe, die sonst die Reaktion hätten steuern können, wurden zu spät eingesetzt, um zu helfen. Die Wärme und Leistung stiegen bis zu dem Punkt an, an dem das zur Kühlung des Reaktors verwendete Wasser verdampfte und Druck erzeugte, der die Reaktoranordnung in einer starken Explosion auseinanderblies.

Ohne Mittel zum Abkühlen der Reaktion geriet die Temperatur außer Kontrolle. Eine zweite Explosion warf einen Teil des radioaktiven Kerns in die Luft, überschüttete den Bereich mit Strahlung und entzündete Feuer. Der Kern begann zu schmelzen und produzierte ein Material, das heißer Lava ähnelte - außer dass es auch wild radioaktiv war. Als geschmolzener Schlamm durch die verbleibenden Rohre sickerte und Beton schmolz, härtete er schließlich zu einem aus Masse ähnlich dem Fuß eines Elefanten oder für manche Betrachter Medusa, der monströse Gorgon aus dem Griechischen Mythologie.

Der Elefantenfuß wurde im Dezember 1986 von Arbeitern entdeckt. Es war sowohl physisch heiß als auch nuklear heiß und radioaktiv bis zu dem Punkt, dass eine Annäherung für mehr als ein paar Sekunden ein Todesurteil darstellte. Wissenschaftler setzten eine Kamera auf ein Rad und schoben sie heraus, um die Masse zu fotografieren und zu untersuchen. Ein paar mutige Seelen gingen zur Messe, um Proben zur Analyse zu entnehmen.

Die Forscher stellten fest, dass der Elefantenfuß nicht, wie einige erwartet hatten, die Überreste des Kernbrennstoffs waren. Stattdessen war es eine Masse aus geschmolzenem Beton, Kernabschirmung und Sand, die alle miteinander vermischt waren. Das Material wurde benannt Corium nach dem Teil des Reaktors, der es produziert hat.

Der Fuß des Elefanten veränderte sich im Laufe der Zeit, blies Staub auf, knackte und zersetzte sich, aber selbst wenn er es tat, blieb er zu heiß, als dass sich Menschen nähern könnten.

Wissenschaftler analysierten die Zusammensetzung von Corium, um festzustellen, wie es sich gebildet hat und welche Gefahr es darstellt. Sie erfuhren, dass sich das Material aus einer Reihe von Prozessen gebildet hat, aus dem anfänglichen Schmelzen des Kerns zu Zircaloy (einer geschützten Zirkoniumlegierung)) Ummantelung der Mischung mit Sand und Betonsilikaten bis zur endgültigen Laminierung, wenn die Lava durch den Boden schmilzt und sich verfestigt. Corium ist im Wesentlichen ein heterogenes Silikatglas, das Einschlüsse enthält:

• Uranoxide (aus den Brennstoffpellets)
• Uranoxide mit Zirkonium (vom Schmelzen des Kerns in den Mantel)
• Zirkonoxide mit Uran
• Zirkonium-Uranoxid (Zr-U-O)
• Zirkoniumsilikat mit bis zu 10% Uran [(Zr, U) SiO4, das als Chernobylit bezeichnet wird]
• Calciumaluminosilikate
• Metall
• kleinere Mengen Natriumoxid und Magnesiumoxid

Wenn Sie sich das Corium ansehen würden, würden Sie schwarze und braune Keramik, Schlacke, Bimsstein und Metall sehen.

Die Natur von Radioisotopen besteht darin, dass sie im Laufe der Zeit in stabilere Isotope zerfallen. Das Zerfallsschema für einige Elemente kann jedoch langsam sein, zuzüglich der "Tochter" oder des Produkts von zerfallen könnte auch radioaktiv sein.

Das Korium des Elefantenfußes war 10 Jahre nach dem Unfall erheblich niedriger, aber immer noch wahnsinnig gefährlich. Zum 10-Jahres-Zeitpunkt war die Strahlung des Coriums auf 1/10 ihres ursprünglichen Wertes gesunken, aber die Masse blieb physikalisch heiß genug und emittierte genug Strahlung dass 500 Sekunden Exposition Strahlungskrankheit hervorrufen würden und etwa eine Stunde tödlich war.

Die Absicht war, den Elefantenfuß bis 2015 einzudämmen, um seine Umweltbedrohung zu verringern.

Eine solche Eindämmung macht es jedoch nicht sicher. Das Korium des Elefantenfußes ist vielleicht nicht so aktiv wie es war, aber es erzeugt immer noch Wärme und schmilzt immer noch in der Basis von Tschernobyl. Sollte es gelingen, Wasser zu finden, könnte dies zu einer weiteren Explosion führen. Selbst wenn keine Explosion auftreten würde, würde die Reaktion das Wasser verunreinigen. Der Elefantenfuß wird mit der Zeit abkühlen, aber er wird über Jahrhunderte hinweg radioaktiv und (wenn Sie ihn berühren könnten) warm bleiben.

Tschernobyl ist nicht der einzige nukleare Unfall, bei dem Corium produziert wird. Graues Korium mit gelben Flecken bildete sich im März 1979 im Kernkraftwerk Three Mile Island in den USA und im März 2011 im japanischen Kernkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan bei teilweisen Zusammenbrüchen. Glas hergestellt aus Atomtests, wie z Trinitit, ist ähnlich.