Fukušimos Daiči (Fukušima I) branduolinė elektrinė ir 2011 metų katastrofa

Fukušimos Daiči branduolinė elektrinė (dar vadinama Fukušima I) - tai neveikianti branduolinė elektrinė Ōkumos mieste Fukušimos prefektūroje, Japonijoje. Fukušima Daiči buvo pirmoji atominė elektrinė, kurią pastatė ir eksploatavo tik Tokijo elektros energijos kompanija (TEPCO).

2011 m. kovo mėn. elektrinėje ir kai kuriuose kituose Japonijos branduoliniuose objektuose įvyko branduolinės avarijos, dėl kurių kilo klausimų dėl branduolinės energijos ateities. Po Fukušimos branduolinės katastrofos Tarptautinė energetikos agentūra perpus sumažino savo prognozes dėl papildomų branduolinės energijos gamybos pajėgumų, kuriuos reikia pastatyti iki 2035 m.

Elektrinės apžvalga

Fukušimos Daiči elektrinėje buvo šeši reakciniai blokai, visi – vandeniu aušinami garo reaktoriai (BWR). Jie pastatyti vyresnės kartos technologijomis ir paleisti 1970–1980 m. dešimtmetyje. Objekte veikianti infrastruktūra apėmė reaktorių pastatus, aušinimo sistemas, pagalbinius pastatus ir didelę kuro bei radioaktyvių nuotėkių saugyklą. Elektrinė ilgą laiką buvo pagrindinis regiono energijos tiekėjas, kol tapo neveiksniu po 2011 m. įvykių.

2011 m. katastrofos eiga

2011 m. kovo 11 d. Japoniją ištiko didžiulis žemės drebėjimas (magnitude ~9,0) ir jam sekusi milžiniška cunamio banga. Šis gamtos reiškinys sutrikdė Fukušimos Daiči elektros tiekimą: cunamis apsemė jūros sieną ir užliejo brangias atsargines dyzelines generatorių sistemas, dėl ko elektrinėje įvyko totalinis elektros dingimas (station blackout).

Dėl aušinimo praradimo keliose vienetų branduolinių reaktorių įvyko reaktoriaus šerdžių perkaitimas ir branduolių pažeidimai (TEPCO patvirtino, kad 1–3 blokuose įvyko dalinės ar visiškos šerdžių lydimosi fazės). Kai kuriose reaktorių patalpose susidarė vandenilio dujos, kurios sprogo – žinomi sprogimai įvyko keliuose reaktorių pastatuose. Taip pat kilo problemų su šildymo elementų ir deginamojo kuro baseinais (spent fuel pools).

Avarijos metu išmetė radioaktyvių medžiagų (tarp jų jodas-131 ir cezis-137), buvo teršiama aplinka, oras ir jūra, o dalis vietovių paskelbtos evakuacijos zonomis.

Pasekmės žmonėms ir aplinkai

• Evakuacija: dėl radiacinės grėsmės iš apylinkių buvo laikinai evakuota apie 150 000–160 000 žmonių; įvestas privalomas 20 km aplinkos atstumas nuo elektrinės ir platesnės rekomenduojamos zonos.
• Sveikata: tiesioginių mirčių dėl radiacijos tarp plačiosios visuomenės nenustatyta; didžiausią poveikį turėjo ilgalaikė priverstinė evakuacija, išsikėlimas ir psichologinis stresas. Darbo vietose buvo registruoti radiacijos perviršiai ir kelių darbuotojų sveikatos būklė kėlė susirūpinimą.
• Aplinkos užterštumas: radioaktyviosios medžiagos užteršė žemę, vandens telkinius ir jūrą, sukeldamos ilgalaikes žemės ūkio bei žuvininkystės apribojimus.

Skubus valdymas, likvidavimas ir tvarkymas

Po avarijos TEPCO ir Japonijos valdžia ėmėsi gelbėjimo ir valymo priemonių: reaktorių aušinimo atkūrimo bandymai, radiacinės medžiagos kontrole, užterštų teritorijų izoliacija ir nuolatinis radiacinis monitoringas. 2011 m. gruodį TEPCO pranešė apie „šalto uždarymo“ (cold shutdown) būsenos pasiekimą elektros tiekimo ir vidutinio aušinimo prasme, tačiau tai nereiškė avarijos pabaigos – priešingai, prasidėjo ilga ir sudėtinga likvidavimo fazė.

Kai kurie svarbūs žingsniai:

• Sudėtingas ir ilgalaikis radioaktyvių nuolaužų (melted fuel) išėmimo planavimas ir paruošimas – tai reikalauja specialios įrangos, robotizacijos ir tarptautinės pagalbos.
• Švino degimo (debris) ir užteršto kuro išėmimas iš sunaikintų reaktorių – procesas užtrunka dešimtmečius.
• Kontroliuotas užteršto vandens valymas ir saugojimas: TEPCO sukūrė filtravimo sistemas (tarp jų ALPS), statė talpas užterštam vandeniui laikyti ir ilgainiui paskelbė apie planus saugiai išleisti apdorotą vandenį į jūrą — sprendimas sukėlė didelį tarptautinį ir vietinį ginčą dėl saugumo ir pasitikėjimo.
• Iš kuro baseinų iškeltos kuro rinkiniai: pvz., vieno iš reaktorių (Unit 4) bazėse saugomo kuro išėmimas buvo baigtas po kelių metų (tai buvo vienas ankstyvųjų, platesnio matymo pasiekimų likvidavimo procese).

Teisiniai, finansiniai ir politiniai padariniai

Fukušimos avarija turėjo didelį poveikį Japonijos energetikos politikai ir tarptautinei branduolinės saugos praktikai:

• Japonijoje buvo atliktos visuotinos saugumo peržiūros, įkurtas naujas nepriklausomas reguliatorius (Nuclear Regulation Authority), ir daugelis reaktorių buvo laikinai išjungti tol, kol jie neįrodė atitikties griežtesniems saugumo reikalavimams.
• TEPCO teko išmokėti dideles išmokas ir kompensacijas evakuotiesiems bei verslams; likvidavimo ir kompensacijų išlaidos įvertintos kaip labai didelės — dešimčių milijardų dolerių mastu.
• Tarptautiniu mastu incidentas paskatino branduolinės energetikos saugos peržiūras, griežtus stresinius testus ir papildomas investicijas į avarinių situacijų pasirengimą bei atsarginius energijos šaltinius.

Tarptautinis kontrolės ir stebėsenos vaidmuo

Tarptautinės organizacijos (pvz., IAEA) dalyvavo priežiūroje, patikrinimuose ir rekomendacijose po avarijos. Tarptautinės ataskaitos ir nepriklausomi tyrimai padėjo susisteminti patirtis, išryškinti saugumo spragas ir pasiūlyti praktines priemones ateities rizikai mažinti.

Situacijos dabartis ir perspektyvos

Fukušimos Daiči elektrinė oficialiai laikoma neveikiančia ir yra ilgo proceso – dekomisijos ir teritorijos sanacijos – stadijoje. Likvidavimo darbai truks kelias dešimtis metų. Pagrindiniai uždaviniai išlieka: saugus radioaktyvių medžiagų valdymas, kuro ir lydytų medžiagų išėmimas, užterštų teritorių tvarkymas ir socialinių problemų sprendimas (grįžimo ir draudimų klausimai).

Fukušimos Daiči avarija parodė, kaip gamtos stichijos gali išprovokuoti sudėtingą technologinę avariją ir kokią reikšmę turi pasirengimas, rezervai, nepriklausoma reguliacija bei skaidrumas sprendimų priėmime. Avarijos pasekmės ir sprendimai vis dar aktyviai analizuojami, o patirtis naudojama gerinant saugumo standartus visame pasaulyje.

Branduoliniai reaktoriai

Branduolinius reaktorius 1, 2 ir 6 blokams tiekė "General Electric", 3 ir 5 blokams - "Toshiba", o 4 blokui - "Hitachi". "General Electric" blokų architektūrinį projektą parengė "Ebasco". Visus statybos darbus atliko "Kajima". Nuo 2010 m. rugsėjo mėn. 3-iajame bloke naudojamas MOX kuras|maišytas oksidų (MOX) kuras. 1-5 blokai turėjo/turi 1 ženklo tipo (lemputės formos toruso) apsauginę konstrukciją, o 6 blokas turi 2 ženklo tipo (virš ir (arba) po) apsauginę konstrukciją.

1-asis blokas - tai 1967 m. liepos mėn. pastatytas 439 MW galios verdančio vandens reaktorius (BWR3). Komerciniais tikslais elektros energiją jis pradėjo gaminti 1971 m. kovo 26 d. Buvo planuojama jį sustabdyti 2011 m. kovo mėn. Jis buvo apgadintas per 2011 m. Sendajaus žemės drebėjimą ir cunamį. Kai reaktorius buvo pagamintas, jo atominės ir žemės drebėjimo saugos lygis buvo aukštas, tačiau dabar jis yra ir senas, ir pasenęs. Niekas nežinojo, kad Japonijoje gali įvykti toks stiprus žemės drebėjimas. 1 blokas buvo suprojektuotas 0,18 g (1,74 m/s² ) didžiausiam žemės drebėjimo pagreičiui ir 1952 m. Kerno apygardos žemės drebėjimu pagrįstam seisminio atsako spektrui. Po 1978 m. Mijagio žemės drebėjimo, kai seisminis grunto pagreitis 30 sekundžių siekė 0,125 g (1,22 m/s² ), visi blokai buvo tikrinami, tačiau kritinių reaktoriaus dalių pažeidimų nenustatyta.

Vienetas	Tipas	Pirmasis buvo atominis "kritinis	Pagaminta elektros energija	Reaktorių tiekia	Sukurta pagal	Pastatytas pagal
Fukušima I - 1	BWR-3	1970 m. spalio mėn.	460 MW	"General Electric	Ebasco	Kajima
Fukušima I - 2	BWR-4	1974 m. liepos 18 d.	784 MW	"General Electric	Ebasco	Kajima
Fukušima I - 3	BWR-4	1976 m. kovo 27 d.	784 MW	"Toshiba"	"Toshiba"	Kajima
Fukušima I - 4	BWR-4	1978 m. spalio 12 d.	784 MW	"Hitachi"	"Hitachi"	Kajima
Fukušima I - 5	BWR-4	1978 m. balandžio 18 d.	784 MW	"Toshiba"	"Toshiba"	Kajima
Fukušima I - 6	BWR-5	1979 m. spalio 24 d.	1 100 MW	"General Electric	Ebasco	Kajima
Fukušima I - 7 (planuojama)	ABWR	2016 m. spalio mėn.	1 380 MW
Fukušima I - 8 (planuojama)	ABWR	2017 m. spalio mėn.	1 380 MW

Tipinis BWR I ženklo konteineris, naudojamas 1-5 blokuose.

Siūloma ilgalaikė saugos veikla

Boras

Pareigūnai svarstė galimybę į panaudoto branduolinio kuro baseinus įpilti arba iš oro pilti radiaciją naikinančios boro rūgšties, boro plastiko rutuliukų arba boro karbido granulių, kad jos sugertų neutronus. 2011 m. kovo 17 d. Prancūzija į Japoniją nuskraidino 95 tonas boro. Neutronus sugeria boro rūgštis, kuri buvo įšvirkšta į reaktorių aktyviąsias zonas, tačiau neaišku, ar boras taip pat buvo įmaišytas į žarnas ir gaisrinių automobilių vandenį, kuriuo buvo purškiamas panaudotas branduolinis kuras.

"Sarkofago kapas" ir skystas metalas

Kovo 18 d. naujienų agentūra "Reuters" pranešė, kad Japonijos branduolinės energetikos agentūros atstovas spaudai Hidehiko Nishiyama, paklaustas apie reaktorių palaidojimą smėlio ir betono kapavietėje, atsakė: "Šis sprendimas yra mūsų mintyse, tačiau mes sutelkėme dėmesį į reaktorių atvėsinimą."

Po Černobylio katastrofos atominės saugos darbuotojai panaudojo 1 800 tonų smėlio ir molio elektrinei uždengti. Dėl to kilo problema, nes jie buvo šilumos izoliatoriai ir sulaikė šilumą viduje. Taigi pirmiausia ją reikia padengti neišgaruojančiu aušinimo skysčiu, pavyzdžiui, skystu metalu. Viską atvėsinus būtų galima įrengti tokią konstrukciją, kaip Černobylio atominės elektrinės "sarkofago kapavietė".

Tokijo ugniagesių tarnybos vandens bokštas; į Fukušimą buvo išsiųsti ir kiti "vandens bokšto" gaisriniai automobiliai.

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra Fukušimos Daiichi atominė elektrinė?

K.: Kas valdė Fukušimos Daiichi atominę elektrinę?

K.: Kas nutiko 2011 m. kovo mėn. Fukušimos Daiichi atominėje elektrinėje?

K.: Kokią įtaką branduolinės avarijos Fukušimos Daiichi elektrinėje turėjo branduolinės energijos ateičiai?

K: Kaip į Fukušimos branduolinę avariją reagavo Tarptautinė energetikos agentūra?

K: Kada buvo pastatyta Fukušimos Daiči branduolinė elektrinė?

K: Kur yra Fukušimos Daiči branduolinė elektrinė?

Paieška pagal raidę