Alles musste heimlich passieren. Kein Mensch sollte erfahren, was in der Anlage im Südural, etwa 3600 Kilometer östlich von Berlin, genau vorging. Dabei trägt die Anlage den Namen des Symbols alles überragender Sichtbarkeit: Majak, Russisch für "Leuchtturm". Doch dieser Leuchtturm wurde nicht gebaut, um Orientierung in der Finsternis zu bieten. Der Name der Anlage passt eher zu den strahlenden Gütern, die dort erzeugt werden – auch heute noch. 1948 entstand in Majak der erste Kernreaktor der Sowjetunion. Er sollte das Plutonium für die sowjetische Atombombe liefern. Die USA hatten mit den Atombombenabwürfen in Hiroschima und Nagasaki 1945 gezeigt, zu was ihre Kernwaffen in der Lage waren. Um auf dasselbe Drohpotenzial zu kommen, begann die Sowjetunion noch im selben Jahr mit dem Bau einer Anlage, die waffenfähiges Plutonium erzeugen sollte.

Alles musste sehr schnell gehen. Im Juni 1948 nahm der erste Kernreaktor in Majak seinen Betrieb auf. Im Dezember lief die Anlage zur Aufbereitung des im Reaktor produzierten Plutoniums an. Am 29. August 1949 gelang der erste erfolgreiche Test einer sowjetischen Atombombe. In ihr befanden sich 16,5 Kilogramm Plutonium aus Majak. Doch die Eile hatte einen hohen Preis.

Majak steht in einer Sperrzone, etwa halb so groß wie der Bodensee, die von Soldaten bewacht wird. Die Stadt Osjorsk, in der die Arbeiter, Ingenieure und Forscher von Majak mit ihren Familien leben, ist eine "geschlossene Stadt". Man darf sie nur mit Genehmigung betreten. Offiziell existierte Osjorsk vor 1991 gar nicht. Es trug nur einen Kodenamen: erst Tscheljabinsk-40, dann Tscheljabinsk-65. Auf den Landkarten der Sowjetunion war es nicht verzeichnet.

Handarbeit im Kernreaktor

Anfangs war die Anlage von Majak technisch sehr schlecht ausgestattet. Es gab kaum automatisierte Vorrichtungen oder Fernbedienungen, viele Arbeiten wurden "von Hand" ausgeführt. Brennelemente tauschte man aus, während der Reaktor in Betrieb war. Wenn Unfälle geschahen, wurden die Schäden ebenfalls von Hand beseitigt. Laut einer Studie von 2002 im Fachjournal "Radiation and Environmental Biophysics" waren zehntausende Arbeiter und Anwohner in den ersten Jahren dadurch einer starken Strahlenbelastung ausgesetzt.

Der schlimmste Zwischenfall in Majak ereignete sich vor 60 Jahren, am 29. September 1957. Und obwohl er als drittschwerster Atomunfall der Geschichte gilt, ist über seine Folgen bis heute nur wenig bekannt. Tschernobyl, Fukushima, das sind Namen, die jeder mit Atomkatastrophen verbindet. Der Name Majak fehlt meist in dieser Liste. Zu gut hatte die Sowjetunion lange Zeit verstecken können, was um den Leuchtturm herum geschehen war.

Um aus alten Brennstäben waffenfähiges Plutonium zu gewinnen, mussten die Arbeiter von Majak sie zunächst aufbereiten. Dabei entstanden große Mengen an flüssigem, hochradioaktivem Müll, die sie in 20 stählernen Tanks zwischenlagerten. Diese Stahltanks waren jeweils etwa so groß wie drei Omnibusse. Jeder enthielt 80 Tonnen hoch radioaktive Salzlösung, hauptsächlich Nitrate. Sie lagerten unter der Erde in einer Fassung aus Eisenbeton, bedeckt von tonnenschweren Deckeln, darüber eine etwa eineinhalb Meter dicke Erdschicht.

Der Unfall von Kyschtym ist drittschwerster Nuklear-Unfall

Durch den radioaktiven Zerfall des Mülls entstand große Wärme. Die Tanks wurden daher mit einem Wasserbad gekühlt. Im Lauf des Jahres 1956 wurde eine der Kühlleitungen undicht. Die Kühlung eines Tanks fiel aus, die Salzlösung in dem Behälter begann durch die nun nicht mehr abgeführte Wärme zu verdunsten, bis das Salz schließlich trockenfiel. Am 29. September 1957 war es dann wohl der Funke eines Kontrollgeräts, der eine Explosion der kristallisierten Nitrate auslöste. Es handelte sich dabei nicht um eine nukleare Explosion wie bei einer Atombombe, sondern um eine chemische. Ihre Wucht aber setzte große Mengen radioaktiver Stoffe frei, darunter auch langlebige Isotope von Strontium, Zäsium und Plutonium.

Radioaktive Partikel wurden bis zu 1000 Meter hoch in die Luft geschleudert. Rund 90 Prozent der Radioaktivität schlugen sich auf dem Betriebsgelände nieder, zehn Prozent wanderten als "Radioaktivitätsfahne" mit dem Wind Richtung Nord-Ost. Ihr "Fallout" erzeugte die so genannte Osturalspur von 10 bis 40 Kilometer Breite und 400 Kilometern Länge.

Auf der Internationalen Bewertungsskala für nukleare Ereignisse (INES) rangiert dieser "Unfall von Kyschtym" – benannt nach einer zehn Kilometer östlich von Osjorsk gelegenen Stadt – auf der zweithöchsten Stufe 6: schwerer Unfall. Damit ist er der drittschwerste Nuklearunfall der Geschichte nach den Katastrophen von Tschernobyl 1986 und Fukushima 2011, die beide auf Stufe 7 eingeordnet wurden: katastrophaler Unfall. Kyschtym ist der einzige Unfall mit Stufe 6. Die bekannteren Zwischenfälle im britischen Sellafield ebenfalls 1957 und 1979 in Harrisburg in den USA stehen auf Stufe 5: ernster Unfall.

Die Explosion am 29. September 1957 war zwar der schwerste, bei Weitem aber nicht der einzige Zwischenfall in Majak. Nach Angaben der deutschen Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit kam es zwischen 1948 und 2008 zu insgesamt acht dokumentierten, schwerwiegenderen Ereignissen.

Der am heftigsten verunreinigte Ort der Welt?

Ein noch größeres Problem ist, wie man in Majak jahrzehntelang mit radioaktiven Abfällen umgegangen ist: Hoch- und mittelradioaktive Abwässer wurden von Beginn an in speziellen Tanks auf dem Gelände gelagert. Einer jener Tanks war es auch, der 1957 zum Unfall von Kyschtym führte. Schwach radioaktive Abwässer leitete man direkt in den Fluss Techa. Nach einer gewissen Abklingzeit landeten die mittelradioaktiven Abwässer ebenfalls dort.

Zu Beginn waren die Einleitungen vergleichsweise moderat, da nur ein Reaktor in Betrieb war. Als dann aber ab 1951 drei Reaktoren auf Volllast liefen, stieg die Menge an verstrahlten Abwässern um das bis zu 100-Fache. Im Herbst 1951 kam es kurzzeitig zu einer weiteren zehnfachen Erhöhung der eingeleiteten Radioaktivität, da einer der Tanks für hoch radioaktive Abwässer stark unter Korrosion gelitten hatte und ins Kühlwasser leckte. Um den Tank zu reparieren, wurde das hoch kontaminierte Kühlwasser in die Techa abgelassen. Die Behörden waren sich der Gefahren für Mensch und Umwelt durch die starke radioaktive Verseuchung des Gewässers durchaus bewusst. Ab 1951 durften die Anwohner den Fluss, der zuvor unter anderem auch als Trinkwasserquelle gedient hatte, nicht mehr nutzen. Doch da die Behörden nicht begründeten warum, wurde das Verbot von vielen ignoriert.

Ein nach und nach aufgebautes System aus Kanälen und Staubecken sollte außerdem verhindern, dass die strahlenden Abwässer weiter flussabwärts gespült werden. Ab 1951 leitete man diese in den Karatschai-See, der keinen oberirdischen Ablauf besitzt. 1967 kam es durch diese Maßnahme zu einem weiteren schweren Zwischenfall: Auf Grund einer Dürreperiode fiel der Karatschai-See trocken. Die radioaktiven Ablagerungen aus Staub und Dreck wurden durch den Wind aufgewirbelt, bildeten eine etwa 100 Kilometer lange Fahne und konnten sich so verteilen. Zwischen 1978 und 1986 wurde der See mit Beton-Hohlkörpern aufgefüllt und vollständig abgedeckt, um eine weitere Verseuchung durch die Sedimente zu verhindern.

Der Physiker Thomas B. Cochran vom Natural Resources Defense Council, einer international tätigen gemeinnützigen Umweltschutzorganisation, bezeichnete den Karatschai-See 1991 in der "New York Times" als "den wohl am stärksten verschmutzten Ort der Welt". Bereits eine Stunde am See könne tödlich sein. Dieser war für Jahrzehnte das radioaktivste Gewässer weltweit, 2015 wurde er schließlich geleert und zubetoniert. Auf Satellitenbildern ist dort heute kein Wasser mehr zu sehen.

Erhöhtes Krebsrisiko für Mitarbeiter und Anwohner

Seit dem Ende der Sowjetunion Anfang der 1990er Jahre ist es für ausländische Forscher und Journalisten möglich, sich ein eigenes Bild davon zu machen, wie es rund um den mehr als 40 Jahre geheim gehaltenen Leuchtturm Majak aussieht – wenn auch nur nach Voranmeldung und unter Beobachtung durch Mitarbeiter der Anlage oder von Behörden. So konnten Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München untersuchen, welche Folgen die Unfälle und die Verklappung von radioaktivem Müll in den Gewässern haben. Drei von ihnen sind die Physiker Clemens Woda, Albrecht Wieser und Markus Eidemüller.

Woda hat unter anderem Ziegel von Gebäuden an der Techa auf Strahlung hin analysiert und Wieser aus medizinischen Gründen gezogene Zähne von Anwohnern des Flusses und der Majak-Arbeiter untersucht. Die Daten verglichen sie mit so genannten Dosimetrie-Modellen. Mit diesen lässt sich die Radioaktivität und die damit verbundene Strahlenexposition berechnen, die sich mit dem flüssigen Atommüll entlang der Techa an verschiedenen Orten eingestellt hat. Zudem existieren umfangreiche medizinische Kohortendaten über Erkrankungen von 25 000 ehemaligen Majak-Mitarbeitern und 30 000 Flussanrainern. Auf Basis der Berechnungen und Messungen zur Strahlungsbelastung und der medizinischen Daten der beiden Kohorten ergibt sich, dass die schwersten gesundheitlichen Folgen die Mitarbeiter des Kraftwerks trafen. In den ersten Jahren waren sie hoher Strahlung und radioaktiven Plutoniumpartikeln ausgesetzt, die sie mit der Luft einatmeten.

Die Strahlenexposition führte zu einer erhöhten Zahl von Krebsfällen, wie Markus Eidemüller schildert. Von den 25 000 Arbeitern starben zwischenzeitlich insgesamt 1825 an Krebs, wie eine Studie von 2015 im Fachjournal "PLoS One" zeigt. 100 dieser Todesfälle sind mutmaßlich auf die erhöhte externe Strahlung zurückzuführen, der die Menschen ausgesetzt waren, weitere 100 auf Fälle von Lungenkrebs, die mit dem Einatmen von Plutonium erklärt werden können, wie eine Studie von 2013 in "Radiation Research" zeigt. Einige Plutoniumisotope besitzen eine sehr lange Halbwertszeit. Die eingeatmeten Atome bestrahlen dauerhaft das umgebende Lungengewebe und erhöhen so das Krebsrisiko. Von den 30 000 Flussanwohnern in der Techa-Kohorte sind mittlerweile 2300 an Krebs gestorben. Bei 50 der Todesfälle kann man die Strahlung von Majak als Ursache annehmen, ergibt eine Studie die 2013 ebenfalls in "Radiation Research" erschienen ist.

Diese Zahlen basieren allerdings nur auf statistischen Berechnungen des Krebsrisikos. Sie beruhen auf Annahmen zu den Strahlungsdosen, denen die Arbeiter und Flussanwohner vermutlich ausgesetzt gewesen waren. Im Einzelfall lässt sich jedoch nicht nachweisen, ob eine Krebserkrankung durch radioaktive Strahlung oder einen anderen Vorgang ausgelöst wurde. Biologisch lässt sich das am Krebsgewebe nicht unterscheiden.

Freilandlabor für Strahlungsschäden

Was die Folgen des Unfalls von Kyschtym angeht, lassen sich nicht so fundierte Aussagen treffen. Es gibt keine eigenen Kohortenanalysen dafür. Allerdings wurden die Anwohner der damals am stärksten betroffenen Orte relativ schnell umgesiedelt, innerhalb von ein bis zwei Wochen, was die Strahlungswirkung in Grenzen gehalten haben dürfte, so die Experten vom Münchner Helmholtz-Institut.

Die medizinischen Daten aus Majak sind weltweit einmalig – und äußerst wertvoll. Die bislang maßgeblichen Grenzwerte im Strahlenschutz basieren auf der Analyse der etwa 100 000 Opfer der Atombombenabwürfe von Hiroschima und Nagasaki, erklären Eidemüller und Woda. Allerdings waren diese einer kurzzeitigen hohen Strahlendosis ausgesetzt und zudem japanischer Herkunft, was die Vergleichbarkeit mit westlichen Arbeitern in Kernkraftwerken oder anderen langfristig mit Radioaktivität belasteten Bereichen schmälert.

Bislang war man davon ausgegangen, dass eine kurze, heftige Exposition gefährlicher ist als eine lange, weniger intensive mit der insgesamt selben Strahlendosis. Die Daten aus Majak weisen jedoch darauf hin, dass die Risiken in beiden Fällen vergleichbar groß sind. Diese Erkenntnis, die es ohne die geheime Anlage von Majak nicht geben würde, könnte helfen, den Strahlenschutz für Forscher und Arbeiter in Zukunft zu verbessern.

Seit 1987 produziert Majak kein kernwaffenfähiges Material mehr. Die zwei heute noch betriebenen Reaktoren erzeugen unter anderem Isotope für medizinische und militärische Forschungszwecke. Die Anlage ist eine der weltweit größten Produktionsstätten für Radionuklide. Abnehmer sind vor allem westliche Industrieländer. Außerdem wird in Majak Brennstoff für Kernkraftwerke und U-Boote hergestellt, und abgebrannte Brennelemente werden wiederaufgearbeitet. Man arbeitet auch an Konzepten, um die kontaminierten Flächen zu säubern und die verbliebenen radioaktiven Abfälle zu beseitigen. Der Leuchtturm strahlt weiter.