Die ganze Welt hofft auf den Erfolg der Notkühlungsmassnahmen im zerstörten Atomkraftwerk von Fukushima. Aber der wird höchstwahrscheinlich nicht eintreten, und zwar aufgrund eines Effekts, den der deutsche Naturwissenschafter Johann Gottlob Leidenfrost vor 255 Jahren beschrieben hat.


Jeder, der schon einmal einen Wassertropfen über eine heisse Herdplatte hat tanzen sehen, kennt den Leidenfrost-Effekt [1]. Anstatt dass der Tropfen sofort verdampft, bildet sich eine feine Dampfschicht, auf der er berührungslos schwebt. 
Dieser Effekt ist in Atomkraftwerken (z.B. des Typs von Fukushima) höchst unerwünscht, da er die Kühlwirkung des Wasser um einen grossen Faktor (mehr als 10mal, bis zu 100mal) verschlechtert. Sobald an der Reaktoroberfläche eine Dampfschicht entsteht, und sei sie noch so dünn, kann nicht mehr richtig gekühlt werden, egal wie viel kaltes Wasser hineingepumpt wird. 
Um den Leidenfrost-Effekt zu verhindern, wird das Kühlwasser unter hohem Druck gehalten. Sobald der Druck in einem Siedewasserreaktor allerdings absinkt (z.B. durch eine zerstörte Dampfleitung zur Turbine, wegen Alterung, Erdbeben, Messfehler, Flugzeugabsturz etc.) wird das 275 Grad heisse Wasser schlagartig dampfförmig und die Kühlwirkung sinkt dramatisch. Ab 800 Grad entsteht dann nicht mehr nur Wasserdampf, sondern auch Wasserstoff und Sauerstoff, eine Knallgas-Explosion ist die Folge.Fazit: Eine Notkühlung kann nur erfolgreich sein, wenn der Druck im zerstörten Containment eines Reaktors wiederhergestellt werden könnte, und das ist unter den Bedingungen einer Nuklear-Katastrophe so gut wie unmöglich.Dazu kommt: Ist die Kühlung einmal unterbrochen und steigt die Temperatur im Reaktor, sind wesentlich höhere Drücke nötig, um die Dampfbildug rückgängig zu machen. Sind es bei 263ºC rund 50 bar, sind bei 311ºC schon 100 bar nötig, bei 342ºC 150 bar, bei 374°C 220 bar!Atomkraftwerke, im besonderen die Siedewasserreaktoren und die Abklingbecken, mögen im Normalbetrieb sicher sein – meinetwegen so sicher wie die Atomwirtschaft behauptet – aber im Krisenfall, der immer eintreten kann, sind sie so gut wie unkontrollierbar. Die gleiche Aussage gilt auch für die verbrauchten Brennelemente im Abklingbecken: Kochendes Wasser in diesem Becken tönt ja ja noch nicht "katastrophal". Doch wegen dem Leidenfrost-Effekt nützt es nichts, später wieder kaltes Wasser hinzuzufügen - die isolierende Dampfschicht hat sich schon gebildet! 

(Die Informationen zu diesem Text stammen von Martin Schmid, Ingenieur und Projektleiter Thermische System am Ökozentrum Langenbruck [2]. Ein dortiger Energieforscher wurde vor der Gründung des Ökozentrums vor etwa 35 Jahren vom Paul Scherrer-Institut (PSI) [3] exakt zur Erforschung des Leidenfrost-Effekts anzuwerben versucht.. Die Atomforscher am PSI wussten also schon damals, dass die Notkühlung eines Atomkraftwerks, zumindest eines Siedewasserreaktors, sowie der Abklingbecken, faktisch nicht funktionieren kann.)


[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Leidenfrost-Effekt
[2] http://www.oekozentrum.ch/
[3] http://www.psi.ch/

Weiteres zum Thema:
http://www.eenews.ch/de/article/21790