Der fliegende Super-GAU

Die Convair NB-36H wurde als "Nuclear Test Aircraft" mit einem Kernreaktor ausgestattet, der allerdings nicht zum Antrieb verwendet wurde. Zum Schutz der Besatzung wurde ein 12 Tonnen schweres Blei-Gummi-Schild eingebaut (Foto: USAF).

Die drohende Kernschmelze im Reaktor Fukushima macht uns im HD-Zeitalter mehr als je zuvor klar, dass wir Menschen gegen nukleare Unglücke machtlos sind. Umso schwerer vorstellbar ist es, dass noch vor nicht allzu langer Zeit Pläne geschmiedet wurden, Flugzeuge atomar zu betreiben.

Nach fünfjähriger theoretischer Forschungsarbeit wurden von der amerikanischen Regierung 1951 zwei Programme für nuklear betriebene Bomber an General Electric und Pratt & Whitney vergeben. Letzteres hätte ein mit flüssigem Metall als Wärmeleitmittel betriebener Zweikreisreaktor werden sollen. Das heißt, Radioaktivität wäre im Reaktor verblieben. Massive Gewichtsprobleme führten allerdings schon bald zur Einstellung dieses Programms.

Das andere Projekt, wenn auch umstritten, wurde weitergeführt. Zwei General Electric J-47 Triebwerke wurden dahingehend modifiziert, dass die Brennkammer entfernt und stattdessen Rohrleitungen durch den Reaktor gelegt wurden. Man kann sich das wie einen großen selbst laufenden Heizlüfter vorstellen, der statt Heizspulen frei liegende radioaktive Brennstäbe hat. Die Steuerung war im Grunde genommen simpel. Mehrere Reihen Brennstäbe konnten ähnlich einer Revolvertrommel gedreht werden, sodass sich eine Neutronen absorbierende Schicht und Brennstäbe unterschiedlich viel überdeckten. Die Kühlung erfolgte ausschließlich durch die vom Triebwerk komprimierte Luft. Das Prinzip eines Strahltriebwerkes liegt darin, dass Luft komprimiert wird, diese dann stark erhitzt (normal durch Verbrennung von Kerosin) wird und über eine Turbine dass Triebwerk verlässt. Die Turbine nimmt nur soviel Kraft weg, wie der Kompressor am Einlass zum Betrieb braucht, der Rest bewegt als Jetstrahl das Flugzeug. Die Turbine erzeugt also immer soviel Schub wie notwendig ist um den Reaktor zu kühlen.

Dabei stellten sich große Probleme heraus. Aluminium, aus dem ein Flugzeug großteils besteht, verwandelt sich unter so massiver Bestrahlung in sprödes Silizium, Kupfer von elektrischen Leitungen zerlegt sich in Nickel und Zink und Gummi wird so spröde dass es zerfällt. Selbst Schmieröl wird schaumig und verliert seine schmierenden Eigenschaften.

Da das Gewicht das größte Problem bei einem Flugzeug darstellt, musste an allen Ecken und Enden gespart werden. Es gab die Idee, statt einer dicken Abschirmung zwei dünnere (eine für Beta- und eine für Gammastrahlung) zu verwenden. Zusätzlich wurde der Reaktor lediglich so stark geschirmt, dass sich das Flugzeug nicht durch die Strahlung zerlegt. Die Piloten sollten allerdings soweit geschirmt bleiben, dass Sie grade noch unter der damals gültigen Grenzbelastung von 0,3 Sievert lagen (ein Feuerwehrmann darf normalerweise 0,025 in dringenden Notfällen wie es jetzt in Fukushima der Fall ist abbekommen, 0,1 pro Jahr und maximal 0,25 Sievert im gesamten Leben akkumulieren. Für die Restbevölkerungen gelten 0,001 pro Jahr und 0,02 Sievert für Menschen die mit radioaktiven Stoffen arbeiten).

In der Realität sah dies so aus, dass eine dünne Schicht aus einem Blei-Bor Verbund eingesetzt wurde. Außerdem war die Besatzung gezwungen sich zu fünft tagelang in einem nur 12m² großen Cockpit zusammen zu zwängen, wobei von diesen 12m² mehr als die Hälfte mit Instrumenten und Systemen verbaut war. Jeder zusätzliche Quadratmeter hätte bis zu 2,5 Tonnen zusätzliche Abschirmung benötigt. Das bedeutet soviel wie fünf Tage und fünf Nächte auf einem Quadratmeter zu verbringen ohne die Möglichkeit sich zu bewegen oder hinzulegen. Nach der Landung wären die Piloten von einem Bleigepanzertem Fahrzeug mit einer Bleischleuse abgeholt worden und der Reaktor in ein Wasserbecken abgelassen worden.

Nach den Bildern der letzten Tage aus Fukushima, wissen wir wie gut so etwas wie frei liegende Brennstäbe in der Praxis funktioniert. Vorsichtsmaßnahmen wie "keine Häuser im letzten Stück der Anflugschneise" und "ein eigener Parkplatz ein wenig abseits" genügen nach heutigen Erkenntnissen nicht annähernd um sich vor luftgekühlten freiliegendem Plutonium zu schützen.

Nachdem man bis 1951 noch so unwissend war, Plutonium mit bloßen Händen zu verarbeiten (so lange es nicht warm wurde und alles blau geleuchtet hat) verwundert es auch nicht wie fahrlässig über möglich Katastrophen gedacht wurde. "Nachdem ein wenig Strahlung, und Experten sind sich uneinig darüber wie viel das sein könnte, was aus einem nicht ganz perfekt geschirmten Reaktor austritt, wären die Auswirkungen eines in 10km Höhe fliegenden A-Bombers auf Menschen am Boden vernachlässigbar" schrieb das "Science and Mechanics" Magazin im Jahr 1961.

Gleichsam unverständlich aus heutiger Sicht wurde über einen Super-Gau in der Größenordnung von Tschernobyl im Falle eines Absturzes berichtet: "An einem sonnigen Tag würden sich die radioaktiven Stoffe schnell verflüchtigen, nur bei Regen wäre eine größere Verstrahlung denkbar. Eine Kernschmelze wäre schlimm, da ein Verdampfen des Kerns eine größere Menge an Spaltprodukten freisetzt als ein Schmelzen von selbigem. All dies abwiegend kommen Experten zur Erkenntnis, dass bereits nach 600-1000 Metern keine Gefahr mehr davon ausgeht und nach 1900 Metern nicht einmal kurzfristige Strahlenkrankheiten auftreten können. Personen in einem sehr schmalen Bereich bis 50 Kilometer Entfernung entlang der Windrichtung vom Absturzort entfernt, würden eine maximal erlaubte, aber ungefährliche Dosis abbekommen."

Liest man sich solche Artikel durch, verwundert es nicht, dass alsbald wirklich mit Testflügen begonnen wurde. Die amerikanische Armee modifizierte eine B-36 mit einem Reaktor, der in 47 Testflügen allerdings nie zum Einsatz kam und nur die Abschirmung evaluieren sollte. Der zweite Prototyp sollte die inneren Triebwerke bereits nuklear angetrieben haben, wurde aber nie fertig gestellt. Große Panik brach aus, als 1958 in allen Zeitschriften dann Bilder eines russischen Überschallbombers auftauchten. Das Flugzeug war allerdings lediglich die Myasishchev M-50, die einer der ersten Überschallbomber und ein Gegenstück zur amerikanischen B-58 war, welche wiederum ein Vorgänger der heutigen B-1B war. Die M-50 wurde allerdings mit Kerosin betrieben und war nicht sehr erfolgreich, nachdem es bei nur einem Prototyp blieb.

Die Russen hatten allerdings wirklich bereits ein nuklear betriebenes Flugzeug. Eine Tupolev Bear wurde mit nuklear betriebenen inneren Triebwerken modifiziert und flog Dutzende Male erfolgreich bis auch diese Versuche ein Ende fanden. Start und Landung fanden mit den äußeren Kerosinbetriebenen Triebwerken statt, um den Flughafen nicht zu verstrahlen. Wie wurde das Problem mit der Abschirmung der Piloten gelöst? Ganz einfach, gar nicht. Die Mannschaft wurde ausgetauscht, sobald diese zu stark verstrahlt waren. Die durchschnittliche Lebenserwartung der Besatzung lag angeblich bei nur 3 Jahren.

Zum Glück aller glaubte John F. Kennedy nicht daran, dass die Russen auf dem Gebiet der Kernforschung weiter wären als die Amerikaner und ließ aufgrund der massiven technischen Probleme alle Projekte hinsichtlich nuklearer Flugzeuge stoppen. Leider gibt es aber auch heute noch ein paar unbeirrbare, welche einfach nicht einsehen wollen, dass es keine eierlegende Wollmilchsau gibt. Als rund um 1999 bekannt wurde, dass Hafnium bei Röntgenbeschuss 60 Mal mehr Energie abgibt als aufnimmt, dachte man gleich daran, eine Drone der Air Force damit auszurüsten. Die kurze Halbwertszeit sollte nach einem Absturz nur für ein paar Jahre Probleme bereiten und kein Pilot wäre an Bord, welcher ein Schutzschild gegen Strahlung bräuchte. Beruhigend ist die Tatsache, dass dies nur bei sehr kleinen Mengen Hafnium funktioniert (der Wirkungsgrad nimmt mit der Menge ab) und der zuständige Wissenschafter anscheinend nur jemand gesucht hat, der dumm genug ist um seine Forschungen zu finanzieren.

Glücklicherweise dürfen wir also auch die nächsten Jahre ohne die Angst leben, dass uns ein zweites Tschernobyl einfach so auf den Kopf fällt.

Autor: Andreas Schönwälder
Das ist der Kurztext zu Andreas Schönwälder.

    Special Visitors

    Alba Star / EC-MUB
    Privilege Style / EC-LZO
    YYA Management / M-USIK
    Rhein-Neckar Air / MHS Aviation / D-CIRP
    Ethiopian Airlines / ET-AUC
    Turkish / TC-JRO
    Ethiopian Airlines / ET-AUC

    Unsere Autoren

    Martin Metzenbauer

    Jan Gruber

    Michael Csoklich

    Robert Hartinger

    Christoph Aumüller