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Referenzszenarien

  • Welche und wie viele radioaktive Stoffe in einem radiologischen Notfall freigesetzt werden können und welche Auswirkungen auf die Umwelt und die Bevölkerung in Deutschland zu erwarten sind, ist abhängig von der Art des Unfalls.
  • Mithilfe unterschiedlicher Notfallszenarien kann der radiologische Notfallschutz gezielter geplant werden, indem bestimmte Notfallszenarien als Referenzszenarien für verschiedene mögliche Unfallarten dienen. Für diese werden dann Strategien zum Schutz der Bevölkerung und der Einsatzkräfte entwickelt.

Skizzen: Kernkraftwerk, Transportfahrzeuge, Satellit, Kerntechnische Anlagen, und weitere, jeweils mit Radioaktivitäts-Symbol

Es gibt unterschiedliche Arten von Unfällen, bei denen radioaktives Material in die Umwelt gelangen kann, zum Beispiel ein Unfall in einem Kernkraftwerk, ein Unfall bei dem Transport radioaktiver Stoffe oder ein Absturz eines Satelliten mit radioaktiven Stoffen an Bord.

Von der Art des Unfalls ist abhängig, welche und wie viele radioaktive Stoffe freigesetzt werden können und welche Auswirkungen auf die Umwelt und die Bevölkerung in Deutschland zu erwarten sind. Davon hängt das jeweilige Gefahrenpotential des Unfalls und die unterschiedlichen Zuständigkeiten von Bundesländern und Bund ab. Es ist daher sinnvoll, die verschiedenen Arten von Unfällen festzulegen und zu charakterisieren. Im Allgemeinen Notfallplan des Bundes (ANoPl) sind die Unfälle in sogenannten „Referenzszenarien“ (früher „Notfallszenarien“) beschrieben.

Wozu braucht man Referenzszenarien?

Um im Notfall schnell und überlegt handeln zu können, ist die Vorbereitung und Planung sehr wichtig. Mithilfe der unterschiedlichen Referenzszenarien kann der radiologische Notfallschutz gezielter geplant werden.

Für jedes dieser Referenzszenarien sind Strategien zum Schutz der Bevölkerung und der Einsatzkräfte entwickelt worden. Das wesentliche Ziel dieser Schutzstrategien ist es, die Strahlenexposition von Mensch und Umwelt bei einem Unfall zu reduzieren. Daher werden für jedes Szenario auch unterschiedliche Maßnahmen empfohlen, um die Bevölkerung bestmöglich zu schützen. Dabei können sowohl frühe Schutzmaßnahmen (wie z. B. Evakuierung, Aufenthalt von Menschen in Gebäuden oder die Einnahme von hochdosierten Jodtabletten) als auch Strahlenschutzvorsorge-Maßnahmen (wie z. B. Lebensmittelbeschränkungen) eine Rolle spielen.

Wer hat die Referenzszenarien festgelegt?

Die EU schreibt vor, dass die Notfallschutzplanung ereignis- und szenarienspezifisch sein soll (Richtlinie 2013/59/EURATOM, Anhang XI).

In Deutschland sind die Referenzszenarien und die darauf abgestimmten Schutzstrategien im Allgemeinen Notfallplan des Bundes festgelegt.

Die Referenzszenarien sind Ausgangspunkt, um die radiologischen Auswirkungen des jeweiligen Unfalls abzuschätzen und Schutzstrategien zu planen. In die Schutzstrategien fließen auch aktuelle nationale und internationale Empfehlungen und Konzepte ein.

Die Referenzszenarien

Notfall in einem deutschen KernkraftwerkEinklappen / Ausklappen

Kernkraftwerk in Stilllegung mit radioaktivem Inventar (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt einen Notfall mit einer Freisetzung radioaktiver Stoffe in einem deutschen Kernkraftwerk (vor Brennelementefreiheit), dessen radiologische Folgen Katastrophenschutzmaßnahmen und Strahlenschutzvorsorgemaßnahmen erfordern können.

Dieses Szenario würde auf schwere Unfälle in den deutschen Kernkraftwerken zutreffen, die noch im Nachbetrieb sind.

Notfall in einem Kernkraftwerk im grenznahen AuslandEinklappen / Ausklappen

Kernkraftwerk (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt einen Notfall in einem grenznahen Kernkraftwerk, dessen mögliche radiologische Folgen frühe Schutzmaßnahmen und Strahlenschutzvorsorgemaßnahmen auf deutschem Gebiet erfordern können.

Grenznah bedeutet, dass das Kernkraftwerk nicht weiter als 100 Kilometer von der deutschen Grenze entfernt betrieben wird.

Grafik: Die Karte zeigt die grenznahen Kernkraftwerke in Belgien, Frankreich, der Schweiz und Tschechien Karte grenznaher KernkraftwerkeKarte grenznaher Kernkraftwerke

Dieses Szenario würde die Kernkraftwerke

  • Tihange (Belgien),
  • Cattenom (Frankreich),
  • Chooz (Frankreich),
  • Leibstadt (Schweiz),
  • Beznau (Schweiz),
  • Gösgen (Schweiz) und
  • Temelin (Tschechien)

betreffen.

Small Modular Reactors (SMR)

Weltweit gibt es Bestrebungen, künftig sogenannte SMRs (Small Modular Reactors) für die Energieerzeugung zu entwickeln und zu nutzen. SMRs sind kleine, modular aufgebaute Kernkraftwerke. Im Moment werden in verschiedenen Ländern unterschiedliche Konzepte von solchen Kleinreaktoren entwickelt.

Das BfS beschäftigt sich mit der Frage, welche Auswirkungen ein möglicher Notfall in SMRs auf die Umgebung haben könnte. Erste Abschätzungen legen nahe, dass auch Schutzmaßnahmen außerhalb der eigentlichen Anlage erforderlich sein könnten. Die Untersuchungen des BfS beziehen sich auf einen bestimmten Notfallablauf in einem speziellen Reaktortyp. Weitere konkrete Untersuchungen sind notwendig, um eine anlagenspezifische Einschätzung der Gefährdungspotenziale von SMRs zu erlangen. Generell wären die Auswirkungen von Notfällen bei SMRs wahrscheinlich geringer als bei den bisher üblichen großen Kernkraftwerken.

Das BfS verfolgt die aktuellen Entwicklungen zu SMRs zusammen mit anderen nationalen und internationalen Institutionen. Die Notfallpläne in Deutschland werden angepasst, falls sich aus den weiteren Bewertungen ergibt, dass bei möglichen Notfällen im Zusammenhang mit SMRs im Ausland Schutzmaßnahmen in Deutschland erforderlich werden könnten (z.B. Maßnahmen für landwirtschaftliche Produkte).

Zum Hintergrund:
Für die bisher üblichen großen Kernkraftwerke könnten bei einem Notfall folgende Schutzmaßnahmen im Umkreis der Anlage notwendig werden: Evakuierung, Einnahme von Jodtabletten sowie Aufenthalt in Gebäuden. Auch Vorkehrungen im Bereich der Landwirtschaft sind denkbar. Ob und, wenn ja, zu welchem Zeitpunkt diese Maßnahmen ergriffen werden müssten, entscheiden die Katastrophenschutzbehörden vor Ort und informieren darüber.

Notfall in einem Kernkraftwerk im übrigen EuropaEinklappen / Ausklappen

Kernkraftwerk (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt einen Notfall in einem Kernkraftwerk in Europa, das mehr als 100 Kilometer vom deutschen Staatsgebiet entfernt liegt.

Die Wahrscheinlichkeit für frühe Schutzmaßnahmen und Strahlenschutzvorsorge-Maßnahmen auf deutschem Gebiet ist aufgrund der größeren Entfernung zum deutschen Staatsgebiet geringer, aber bei einem Unfall mit erheblicher Freisetzung nicht ausgeschlossen. Insbesondere Strahlenschutzvorsorge-Maßnahmen im landwirtschaftlichen Bereich können eine Rolle spielen, wie das Beispiel des Unfalls im Kernkraftwerk Tschornobyl (russ.: Tschernobyl) 1986 zeigt, der mehr als 1.000 km entfernt vom deutschen Staatsgebiet geschah.

Europa-Karte mit aktiven Kernkraftwerken in der Nähe der deutschen Grenze sowie im übrigen Europa Kernkraftwerke im grenznahen Ausland sowie im restlichen EuropaStandorte von Kernkraftwerken in Europa | Datenquelle: IAEA

Dieses Notfallszenario würde Kernkraftwerke in

  • Belarus,
  • Belgien (außer Tihange),
  • Bulgarien,
  • Finnland,
  • Frankreich (außer Cattenom),
  • Niederlande,
  • Großbritannien,
  • Rumänien,
  • Russland,
  • Schweden,
  • Slowakei,
  • Slowenien,
  • Spanien,
  • Tschechien (außer Temelin),
  • Ukraine und
  • Ungarn

betreffen.

Small Modular Reactors (SMR)

Weltweit gibt es Bestrebungen, künftig sogenannte SMRs (Small Modular Reactors) für die Energieerzeugung zu entwickeln und zu nutzen. SMRs sind kleine, modular aufgebaute Kernkraftwerke. Im Moment werden in verschiedenen Ländern unterschiedliche Konzepte von solchen Kleinreaktoren entwickelt.

Das BfS beschäftigt sich mit der Frage, welche Auswirkungen ein möglicher Notfall in SMRs auf die Umgebung haben könnte. Erste Abschätzungen legen nahe, dass auch Schutzmaßnahmen außerhalb der eigentlichen Anlage erforderlich sein könnten. Die Untersuchungen des BfS beziehen sich auf einen bestimmten Notfallablauf in einem speziellen Reaktortyp. Weitere konkrete Untersuchungen sind notwendig, um eine anlagenspezifische Einschätzung der Gefährdungspotenziale von SMRs zu erlangen. Generell wären die Auswirkungen von Notfällen bei SMRs wahrscheinlich geringer als bei den bisher üblichen großen Kernkraftwerken.

Das BfS verfolgt die aktuellen Entwicklungen zu SMRs zusammen mit anderen nationalen und internationalen Institutionen. Die Notfallpläne in Deutschland werden angepasst, falls sich aus den weiteren Bewertungen ergibt, dass bei möglichen Notfällen im Zusammenhang mit SMRs im Ausland Schutzmaßnahmen in Deutschland erforderlich werden könnten (z.B. Maßnahmen für landwirtschaftliche Produkte).

Zum Hintergrund:
Für die bisher üblichen großen Kernkraftwerke könnten bei einem Notfall folgende Schutzmaßnahmen im Umkreis der Anlage notwendig werden: Evakuierung, Einnahme von Jodtabletten sowie Aufenthalt in Gebäuden. Auch Vorkehrungen im Bereich der Landwirtschaft sind denkbar. Ob und, wenn ja, zu welchem Zeitpunkt diese Maßnahmen ergriffen werden müssten, entscheiden die Katastrophenschutzbehörden vor Ort und informieren darüber.

Notfall in einem Kernkraftwerk außerhalb EuropasEinklappen / Ausklappen

Kernkraftwerk (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt einen Notfall in einem Kernkraftwerk außerhalb Europas. Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung auf deutschem Gebiet sind aufgrund der Entfernung ausgeschlossen, auch die Notwendigkeit von Strahlenschutzvorsorgemaßnahmen besteht nicht.

Es können aber Kontaminationen von Fahrzeugen (Flugzeuge, Schiffe, Kraftwagen) sowie von Personen und Waren, die nach Deutschland gelangen, nicht ausgeschlossen werden. Auch geringfügige Erhöhungen der Aktivitätskonzentration in der Luft in Deutschland sind bei erheblichen Freisetzungen möglich. Deutsche Staatsangehörige im Unfallstaat oder in dessen Nachbarstaaten können betroffen sein, so dass auch über Reisewarnungen entschieden werden muss.

Länder außerhalb Europas mit einer größeren Anzahl von Kernkraftwerken sind

  • die USA,
  • China,
  • Russland,
  • Süd-Korea,
  • Indien,
  • Kanada und
  • Japan.

Die Internationale Atomernergie-Organisation (International Atomic Energy Agency, IAEA) veröffentlicht eine Liste der Reaktoren, die sich weltweit in Betrieb befinden.

Notfall in kerntechnischen Anlagen (die keine Kernkraftwerke sind)Einklappen / Ausklappen

Kerntechnische Anlage (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt einen Notfall in kerntechnischen Anlagen im Inland oder im Ausland, die keine Kernkraftwerke sind. Dies können zum Beispiel

  • Forschungsreaktoren,
  • Urananreicherungsanlagen,
  • Brennelemente-Fabriken,
  • Anlagen zur Isotopenherstellung,
  • Lager mit abgebrannten Brennelementen oder
  • abgeschaltete Kernkraftwerke nach Brennelemente-Freiheit

sein. Die Auswirkungen sind regional wesentlich stärker begrenzt als bei Kernkraftwerksunfällen. Lokal können Katastrophenschutzmaßnahmen und Strahlenschutzvorsorgemaßnahmen notwendig sein.

Die freigesetzten radioaktiven Stoffe können sich in Menge und Zusammensetzung deutlich von denen bei Kernkraftwerksunfällen unterscheiden.

Dieses Notfallszenario würde in Deutschland unter anderem auf

  • den Forschungsreaktor in Garching,
  • die Urananreicherungsanlage Gronau,
  • verschiedene Brennelemente-Zwischenlager (wie z.B. Ahaus) sowie
  • abgeschaltete Kernkraftwerke nach Brennelemente-Freiheit (wie z.B. das KKW Phillipsburg)

zutreffen.

Terroristischer oder anderweitig motivierter Anschlag auf eine kerntechnische AnlageEinklappen / Ausklappen

Grafik: Missbräuchlich verwendetes radioaktives Material in einem Koffer

Dieses Referenzszenario beschreibt Notfälle, bei denen eine vorsätzliche (terroristische) Straftat oder Störmaßnahme gegen eine ortsfeste kerntechnische Anlage (Kernkraftwerke und weitere kerntechnische Anlagen mit erhöhtem Gefahrenpotenzial) verübt wird und in deren Folge Schutzmaßnahmen erforderlich sein können.

Das Ausmaß der Auswirkungen bei einer Freisetzung radioaktiver Stoffe im Sinne dieses Referenzszenarios kann den möglichen Auswirkungen der weiter oben beschriebenen Szenarien in Kernkraftwerken und kerntechnischen Anlagen entsprechen. Die Abgrenzung zu diesen Szenarien betrifft insbesondere den terroristischen Hintergrund mit der Absicht, Personen, Sachwerte oder die Umwelt zu schädigen.

Transportunfall an Land (Straße, Schiene, Luft)Einklappen / Ausklappen

Transport radioaktiver Stoffe (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt einen Notfall beim Transport von radioaktiven Stoffen, bei dem diese freigesetzt werden (zum Beispiel bei einem Verkehrsunfall). Die Folgen sind eher lokal begrenzt.

Die freigesetzten radioaktiven Stoffe können je nach Transportgut sehr unterschiedlich sein und reichen von Material, das für medizinische Zwecke benötigt wird, bis hin zu Castor-Transporten abgebrannter Brennelemente. Wenn es zu einer Freisetzung aufgrund eines Notfalls während des Transports von radioaktiven Stoffen kommt, erfolgt diese wahrscheinlich schnell und ist von relativ kurzer Dauer.

Sonstiger Notfall mit radioaktiven Stoffen oder KontaminationenEinklappen / Ausklappen

Herrenlose radioaktive Stoffe (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario umfasst Notfälle mit radioaktiven Stoffen wie zum Beispiel das Auffinden einer herrenlosen (nicht registrierten) radioaktiven Quelle, illegal entsorgter radioaktiver Abfall, Unfälle beim (unbefugten) Umgang mit radioaktiven Stoffen oder das versehentliche Einschmelzen von radioaktiven Quellen. Auch Brände oder Explosionen in kontaminierten Gebieten, durch die es zu einer Mobilisierung und Ausbreitung der radioaktiven Kontamination kommen kann, fallen in dieses Referenzszenario.

Bei diesen Ereignissen sind die Folgen in der Regel kleinräumig, typischerweise sind weder frühe Schutzmaßnahmen noch Strahlenschutzvorsorgemaßnahmen erforderlich.

Absturz eines Satelliten mit radioaktivem MaterialEinklappen / Ausklappen

Satellit mit radioaktivem Inventar (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt einen Absturz von Satelliten oder Raumfahrzeugen mit nuklearem oder radiologisch relevantem Material. Etwa 50 solcher Satelliten befinden sich in der Erdumlaufbahn. Die radioaktiven Stoffe befinden sich in kleinen Kernreaktoren oder in Radioisotopenbatterien an Bord und dienen der Energieversorgung.

Trotz Sicherheitsvorkehrungen bei Satelliten mit nuklearem oder radiologisch relevantem Material kam es in der Vergangenheit vereinzelt zu Abstürzen, die Kontaminationen im mitunter relativ großen Absturzgebiet zur Folge hatten. Ein Satellitenabsturz über Deutschland ist sehr unwahrscheinlich. Moderne Satelliten werden normalerweise gezielt über dem Pazifik in Bereichen mit wenig Schiffsverkehr zum Absturz gebracht.

Stürzt ein Satellit über Land ab, ist es unwahrscheinlich, dass eine große Anzahl von Personen erhöhter Strahlung ausgesetzt ist. Vermehrter externer Gamma- und Betastrahlung von abgelagerten radioaktiven Teilen wären nur Personen ausgesetzt, die sich längere Zeit in der Nähe von Partikeln aus dem Reaktorbrennstoff aufhalten oder direkten Körperkontakt mit solchen Teilchen haben.

Notfall mit ungeklärtem UrsprungEinklappen / Ausklappen

Fragezeichen mit Radioaktivitätssymbol, das als Punkt dient

Dieses Referenzszenario beschreibt den Fall, wenn Meldungen, Gerüchte oder erhöhte radiologische Messwerte mit ungeklärtem Ursprung auf eine Freisetzung zum Beispiel durch einen Unfall in einer kerntechnischen Anlage hindeuten, die Informationen jedoch nicht bestätigt worden sind.

In dieses Referenzszenario fällt zum Beispiel die Messung von Ruthenium-106 an zahlreichen Messstellen in Europa Anfang Oktober 2017.

Nuklearwaffen-ExplosionEinklappen / Ausklappen

Nuklearwaffen (Symbolbild)

Dieses Referenzszenario beschreibt Notfälle, die im Zusammenhang mit der Explosion einer Nuklearwaffe stehen, insbesondere unfallbedingte und vorsätzliche Ereignisse mit kriminellem oder terroristischem Hintergrund.

Nuklearwaffen sind Massenvernichtungswaffen, in denen radioaktive Stoffe genutzt werden, um eine starke Explosion zu erzeugen. Kommt es zu einer solchen Explosion, können Nuklearwaffen aufgrund von Kernspaltungs- oder Kernfusionsprozessen neben radioaktiven Stoffen und Strahlung eine enorme Energie freisetzen. Letzteres geschieht in Form einer Explosionswirkung, die aus einem Lichtblitz mit anschließender Druck- und Hitzewelle sowie einem nuklear-elektromagnetischen Puls besteht, der elektronische Geräte stören bzw. zerstören kann.

Über welche Entfernungen eine Nuklearwaffen-Explosion wirken kann, ist vor allem abhängig von

  • der Sprengkraft der Nuklearwaffe (TNT-Äquivalent),
  • der Explosionshöhe (am Boden oder in der Luft).

Die infolge der Explosion freigesetzten radioaktiven Stoffe können in Menge und Art sehr unterschiedlich sein. In der Regel werden sie sehr schnell und nur relativ kurz freigesetzt (explosionsartig). Wie weit sie nach der Explosion in der Umwelt verteilt werden können, ist auch abhängig von der aktuellen Wetterlage (Wind und Niederschlag).

Neben den Folgen der eigentlichen Explosion können auch die radiologischen Folgen für die Umwelt und für den Menschen verheerend sein. Im August 1945 wurden in Hiroshima und Nagasaki zum ersten und bisher einzigen Mal Atomwaffen in einem militärischen Konflikt eingesetzt.

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