GAU

Stand: 09.10.2026 09:36 Uhr

Forschende haben winzige Partikel aus dem explodierten Reaktor des sowjetischen Atomkraftwerks Tschernobyl 4 untersucht. Dabei zeigte sich: Die Mikrostruktur der Überreste scheint erstaunlich stabil zu sein.

von Clemens Haug

Die gute Nachricht zuerst: Große Mengen radioaktiver Strahlung aus den Überresten der Katastrophe von Tschernobyl (ukrainisch Tschornobyl) gelangen womöglich auf absehbare Zeit nicht in die Umwelt. Darauf deuten Ergebnisse von aufwendigen Untersuchungen hin, die ein Forscherteam der Universität Hannover und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) jetzt an Partikeln durchgeführt hat, die bei der Explosion am 26. April 1986 in die Umwelt gelangt sind.

Als der Reaktorblock 4 des damaligen Kraftwerks explodierte, wurden zahlreiche winzig kleine Partikel des nuklearen Brennstoffs in die Luft geschleudert und verteilten sich an verschiedenen Orten in der Region im Norden der Ukraine. Die Forschenden haben jetzt einige dieser winzigen Überreste am europäischen Elektronenbeschleuniger ESRF im französischen Grenoble mit extrem hochauflösender Röntgenstrahlung untersucht.

Kernbrennstoff von Tschernobyl: Warum bleibt die Kristallstruktur erhalten?

Ergebnis: Obwohl große Teile des Brennstoffs während der Explosion und beim nachfolgenden Brand mit Sauerstoff reagiert haben, ist die ursprüngliche Kristallstruktur offenbar weitgehend erhalten geblieben. Das sorgt dafür, dass die Partikel die radioaktiven Zerfallsprozesse weitgehend im Inneren einschließen.

Die schlechte Nachricht: Das Team um den Physiker Tobias Weissenborn von der Leibniz Universität Hannover und Christoph Hennig vom HZDR konnte insgesamt lediglich sechs Partikel von zwei verschiedenen Fundorten untersuchen. Schon da zeigt sich: "Jeder einzelne Partikel ist anders aufgebaut", so Weissenborn.

Einschätzung der Gefahr: Reichen sechs untersuchte Partikel aus?

Um zu überprüfen, ob die meisten oder wenigstens ein Großteil der Partikel so stabil sind, müssten deutlich mehr Proben von weiteren Standorten untersucht werden. Das aber dürfte angesichts des Aufwands, den die Forschenden getrieben haben, kaum leistbar sind.

Für ihre Studie hatten die Forschenden zunächst die Partikel aus Bodenproben aus der Ukraine isoliert. Dann befestigten sie die zwischen 8 und 50 Mikrometer großen Fragmente an Wolframnadeln und brachten sie in mehrfach isolierten Behältern zum ESRF nach Grenoble.

Das ESRF ist ein sogenanntes Synchrotron, eine ringförmige Versuchsanlage, in der Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden und dann durch magnetische Ablenkung harte Röntgenstrahlung erzeugt wird. Mit dieser Röntgenstrahlung können winzigste Strukturen abgetastet werden, in diesem Fall die Partikel aus dem früheren Reaktorkern.

Mit Gammastrahlen: So wurden die Brennstoffpartikel untersucht

Die Forschenden konnten drei verschiedene Arten von Partikeln unterscheiden: Ein Teil war dem ursprünglichen Brennstoff Uranoxid noch ziemlich ähnlich, hatte sich also durch Explosion und Brand nur wenig verändert. Ein weiterer Teil war bei der Detonation mit dem Metall Zirkonium verschmolzen. Zirkonium ist relativ stabil gegenüber radioaktiver Strahlung und wird daher häufig für die Hüllen der Kernbrennstäbe verwendet.

Größte Sorge bereitete den Wissenschaftlern vor allem die dritte Kategorie. Dabei reagierte der Kernbrennstoff mit dem brennenden Graphitmoderator. Graphit ist eine kristalline Form von Kohlenstoff und allgemein vor allem aus Bleistiftminen bekannt. Im damaligen Reaktordesign der Sowjetunion wurde es verwendet, um die nukleare Spaltungsreaktion so zu steuern, dass die Kettenreaktion aufrechterhalten bleibt. Nach der Explosion brannte das Graphit allerdings tagelang, wodurch Teile des Brennstoffs zu verschiedenen, instabilen Formen von Uranoxid reagierten.

Warum auch stabiler Uranoxid-Staub gefährlich bleibt

Diese Formen seien vor allem mechanisch instabil, könnten also leicht zu kleinsten Staubpartikeln zerfallen und dadurch weite Strecken mit dem Wind zurücklegen, so das HZDR in einer Pressemitteilung. Selbst wenn hier im Inneren die Kristallstruktur der Brennstoffmoleküle erhalten bleibt, kann der Staub dennoch gefährlich sein, weil er leicht eingeatmet werden kann.

Auch für die übrigen großen Mengen der in der Umwelt von Tschernobyl verteilten Überreste des Brennstoffs gilt: Selbst wenn ein überwiegender Großteil chemisch-physikalisch stabil ist, so kann ein Teil der radioaktiven Strahlung die Lebensdauer der Partikel dennoch übersteigen. Gut möglich sei also, dass noch in ferner Zukunft plötzlich viel Strahlung frei wird, wenn die Partikel durch Umwelteinflüsse soweit verwittert sind, dass sie zerfallen.

Korrektur: In einer früheren Version dieses Beitrags hieß es, Graphit sei eine Verbindung von Kohlenstoff. Korrekt ist, dass Graphit reiner Kohlenstoff in kristalliner Form ist.