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Kernkraftwerk Fukushima : Ein Sarg aus Eis gegen die Strahlung

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Wie das funktioniert, verdeutlicht der Begriff Eisbeton, der in diesem Zusammenhang gern gebraucht wird: Das Eis entspricht dem Zement und der Boden den Zuschlagsstoffen (Sand und Kies). Das heißt aber auch, ohne Porenwasser im Boden kein Eisbeton, so dass extrem trockener Boden mitunter gewässert werden muss, um ihn gefrieren lassen zu können.Und wie kommt nun der Kunstfrost in den Boden? Entweder stellt man auf die Baustelle eine leistungsfähige Kältemaschine, mit der sich eine Sole (Salzlösung) auf minus 20 bis minus 40 Grad abkühlen lässt und schickt sie durch ein zuvor im Erdreich verlegtes Rohrsystem. Oder man setzt flüssigen Stickstoff ein, den man im Isolierwagen zur Baustelle fährt.

Auch die Wand einer Baugrube lässt sich vereisen und so stabilisieren

Aufgrund seiner extrem niedrigen Siedetemperatur von minus 196 Grad lässt sich damit der Boden deutlich schneller vereisen als mit kalter Sole, mit dem Vorteil, dass sich der Boden beim Tiefgefrieren kaum ausdehnt. Das verhindert Frosthebungen, nicht unwichtig bei Fundamentarbeiten. So hat man etwa im Zuge des Wiederaufbaus des Neuen Museums in Berlin mit mehr als 100 stickstoffführenden Gefrierrohren unter der Südfassade den Boden so lange vereist und stabilisiert, bis eine alte, auf zum Teil vermoderten Eichenpfählen ruhende Bodenplatte durch eine neue, auf neuen Pfählen lagernde Platte ersetzt werden konnte.

Das Stickstoffverfahren ist teurer als die Solevereisung und wird daher vor allem dort eingesetzt, wo schnell gearbeitet wird. So hat man beim Bau des Besichtigungsbauwerks unmittelbar neben der U-Bahn-Baugrube Waidmarkt in Köln anfangs Stickstoff eingesetzt, um ihn später durch eine günstigere Solevereisung zu ersetzen. Hier stabilisiert man mit diesem Verfahren einen weit in die Tiefe ragenden Schacht, von dem aus man die Ursachenforschung für den Einsturz des Kölner Stadtarchivs im März 2009 betreiben will. Denn noch immer ist unklar, wie es zu der Katastrophe kam, bei der 10 000 Tonnen Boden in die Baugrube gerutscht waren.

Ob beim S-Bahn-Bau in Hamburg oder dem Bau der Haltestelle Brandenburger Tor in Berlin, immer dort, wo in schlechten, das heißt meistens wasserführenden Böden gebaut werden muss, vertraut man heute der Bodenvereisung. Wie groß die Anforderungen an die Stabilität der Frostkörper sein können, zeigt die Bahnsteigerweiterung des U-Bahnhofs Marienplatz in München vor einigen Jahren. Hier mussten unmittelbar unter dem Münchner Rathaus neben die beiden vorhandenen Trassen zwei weitere Röhren gegraben werden. Nichts durfte sich bewegen: Man fror komplex geformte Vereisungskappen und schaffte sich drunter durch.

Diese Erfahrungen sollten also ausreichen, eine (wasserdichte) Eisumfriedung in Fukushima herzustellen. Aber: In solchen Dimensionen hat noch niemand mit dieser Technik gearbeitet, denn hier müsste ein mehr als einen Kilometer langer und wohl 20 bis 30 Meter tief in den Boden reichender Sperrriegel gefroren werden. Der Energiebedarf wäre immens. Stickstoff als Kältemittel scheide daher aus, meint der Karlsruher Bodenmechaniker Orth. Wenn man einen solch riesigen Eispanzer baue, dann wohl mit einer Solekühlung. Je Quadratmeter Wandfläche würde die Frostbarriere täglich rund 1,5 kWh schlucken, was überschlägig gerechnet eine Kältemaschinenleistung von zwei Megawatt erforderlich machen würde. Während der Einfrierphase ist der Energiebedarf etwa um das Dreifache größer.

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