Fukušimas Daiči atomelektrostacija — vēsture, 2011. gada kodolkatastrofa
Fukušimas Daiči — dziļi izklāsts par vēsturi, 2011. gada kodolkatastrofu, tās cēloņiem, sekām un mācībām globālai kodolenerģijas politikai.
Fukušimas Daiči atomelektrostacija (saukta arī par Fukušimas I) ir atomelektrostacija, kas ir izslēgta no darbības un atrodas Ōkuma pilsētā Fukušimas prefektūrā, Japānā. Fukušima Daiči bija pirmā atomelektrostacija, ko būvēja un ekspluatēja tikai Tokijas elektroenerģijas uzņēmums (TEPCO).
2011. gada martā elektrostacijā un dažās citās Japānas kodoliekārtās notika kodolavārijas, kas izraisīja jautājumus par kodolenerģijas nākotni. Pēc Fukušimas kodolkatastrofas Starptautiskā Enerģētikas aģentūra uz pusi samazināja savu aplēsi par papildu kodolspēkstaciju jaudu, kas jāizbūvē līdz 2035. gadam.
Vēsture un tehniskie dati
Fukušimas Daiči kompleksā tika uzbūvēti seši tvaika ģeneratoru tipa reaktori (BWR), kas tika ievietoti ekspluatācijā 1970. gados. Reaktori tika būvēti pakāpeniski un nodrošināja elektroenerģiju Tokijas apgabalam. Kompleksa reaktoru konstrukcijas pamatā bija starptautiskos tirgos plaši izmantotie BWR risinājumi ar salīdzinoši kompaktiem Mark I sadeguma (containment) korpusiem.
2011. gada kodolkatastrofa — notikumu gaita un cēloņi
- 2011. gada 11. marts: Japānu skāra 9,0 magnitūdas Tōhoku zemestrīce un tam sekojošais milzīgais cunami. Zemestrīce un cunami izraisīja plašas civildzīvības un infrastruktūras katastrofas.
- Elektrības padeves pārtraukums: zemestrīce izslēdza Fukušimas Daiči reaktoru automātisko darbību, tomēr reaktoru dzesēšanai bija nepieciešama ārējā elektroapgāde. Cunami appludināja rezerves dīzeļģeneratoru noliktavas, radot pilnīgu elektroapgādes zudumu (station blackout).
- Dzēsēšanas sistēmu darbības zaudēšana: bez elektroenerģijas palēninājās dzesēšanas sistēmu darbība, izraisot reaktoru kodolu pārkarsēšanos un ūdens iztvaikošanu no kodolu apvalkām.
- Koduļu bojājumi un eksplozijas: notika kodolu daļēja kušana 1., 2. un 3. reaktorā. Spiediena samazināšanai un ūdensapgādes atgūšanai bija izmantojamas pagaidu operācijas, bet ūdeņraža uzkrāšanās dažos korpusos izraisīja sprādzienus (īpaši 1., 3. un 4. reaktora ēkās), kas bojāja reaktoru virsējo daļu un pasliktināja situāciju.
Sekas—apstarojums, evakuācija un vide
Kodolavārija radīja radioaktīvu izplūdumu gaisā un jūrā, kā arī plašāku apkārtnes piesārņojumu. Japānas varas iestādes noteica evakuācijas zonas, un tūkstošiem iedzīvotāju tika pārvietoti drošākās vietās. Oficiālie dati un pētījumi liecina, ka tieši no starojuma izraisītām nāves sekām uzreiz nav bijis daudzumu, taču evakuācija un katastrofas seku mazināšana radīja plašas sociālas un veselības problēmas, tostarp ilgtermiņa psiholoģisko slodzi un cilvēku uzturēšanas grūtības.
Negatīvā ietekme uz vidi iekļāva kontamināciju lauksaimniecības zemēs, pārtikas produktu ierobežojumus un radioaktīvo materiālu nokļūšanu okeānā. Starptautiskā sabiedrība un reģionālās valstis izteica bažas par vides ietekmi un drošību.
Atbildes pasākumi, izmeklēšana un starptautiskā reakcija
- TEPCO un japāņu valdība īstenoja krīzes pasākumus — dzesēšanas atjaunošanu, ūdens sūtīšanu uz reaktoriem, radioaktīvā materiāla monitoringu un plašas evakuācijas.
- Starptautiskās organizācijas, piemēram, Starptautiskā Atomenerģijas aģentūra (IAEA), sniedza tehnisko atbalstu un rekomendācijas par drošības uzlabošanu. Pēc katastrofas daudzas valstis pārskatīja kodolreaktoru drošības prasības.
- Katastrofa radīja plašas politiskas un ekonomiskas diskusijas par kodolenerģijas lomu enerģijas nodrošināšanā, kā arī par nepieciešamību pastiprināt aizsardzību pret ārkārtas dabas stihijām.
Tīrīšana, notekūdeņu un atkritumu apsaimniekošana
Pēc katastrofas TEPCO risināja vairākas sarežģītas problēmas: apkures radioaktīvo ūdeņu savākšana, attīrīšana un uzglabāšana; sadalījušos un kušanas rezultātā izveidojušos degvielas atliekas lokalizācija; un kontaminētās augsnes noņemšana. Lai apstrādātu milzīgu radioaktīvo ūdeņu apjomu, tika izveidota attīrīšanas sistēma (ALPS), kas no ūdens izņem lielāko daļu radionuklīdu, izņemot tritiju. Japānas valdība 2021. gadā apstiprināja plānu pakāpeniskai apstrādāta ūdens atbrīvošanai okeānā, un šim procesam sekoja IAEA novērošana un profesionālas ekspertīzes ziņojumi. Šis risinājums arī izraisīja starptautisku kritiku un bažas no zivju nozvejas kopienām un kaimiņvalstīm.
Demontāža un nākotnes perspektīvas
TEPCO oficiāli ir paziņojis, ka Fukušimas Daiči reaktori tiks pastāvīgi slēgti un dekomisija var ilgt vairākas desmitgades. Darbu apjoms ir milzīgs — notiek iznīcināto reaktoru kodolu atvākšana, sadalījušos degvielas atliekas meklēšana un rūpīga būvju demontāža. Eksperti lēš, ka pilnīga notekūdeņu, atkritumu un reaktoru demontāža var prasīt 30–40 gadus vai vairāk.
Ietekme uz enerģētikas politiku
Fukušimas katastrofa būtiski ietekmēja Japānas un citu valstu enerģētikas politiku: daudzi reaktori tika slēgti vai pakļauti stingrākām drošības pārbaudēm, daļa valstu pārskatīja savus kodolenerģijas plānus, un pieauga investīcijas atjaunojamajos energoresursos. Starptautiskā Enerģētikas aģentūra (IEA) un citas organizācijas pārskatīja savas prognozes un ieteikumus par kodolenerģijas lomu globālajā enerģijas miksā.
Secinājums
Fukušimas Daiči incidents ir viens no smagākajiem kodolnoziegumiem pasaules vēsturē pēc sevišķa katastrofas konteksta, kas parādīja gan tehniskās, gan pārvaldības, gan krīzes reaģēšanas īpašības, kuras nepieciešams uzlabot. Katastrofa atstāja ilgtermiņa sociālas, vides un ekonomiskas sekas, kuru risināšana turpināsies vēl daudzus gadus.
2011. gada Fukušimas kodolkatastrofas laikā Japānā sprādzienu rezultātā tika bojāti trīs kodolreaktori.
Kodolreaktori
Kodolreaktorus 1., 2. un 6. blokam piegādāja General Electric, 3. un 5. blokam - Toshiba, bet 4. blokam - Hitachi. General Electric bloku arhitektūras projektu veica Ebasco. Visus būvdarbus veica Kajima. Kopš 2010. gada septembra 3. bloku darbina ar MOX kurināmo| jaukta oksīda (MOX) kurināmo. 1.-5. blokam bija/ir 1. markas tipa (spuldzes formas toruss) aizsargkonstrukcija, 6. blokam ir 2. markas tipa (virs/zem) aizsargkonstrukcija.
1. bloks ir 1967. gada jūlijā uzbūvēts 439 MW jaudas verdoša ūdens reaktors (BWR3). Tas sāka komerciāli ražot elektroenerģiju 1971. gada 26. martā, un to bija plānots slēgt 2011. gada martā. Tas tika bojāts 2011. gada Sendai zemestrīces un cunami laikā. Reaktora izgatavošanas laikā tam bija augsts atomdrošības un zemestrīču drošības līmenis, taču tagad tas ir gan novecojis, gan novecojis. Neviens nezināja, ka Japānā var notikt tik spēcīga zemestrīce. Pirmais bloks tika projektēts zemestrīces maksimālajam zemes grūdiena paātrinājumam 0,18 g (1,74 m/s2 ) un seismiskās reakcijas spektram, kas balstīts uz 1952. gada Kernas apgabala zemestrīci. Visi bloki tika pārbaudīti pēc 1978. gada Mijagi zemestrīces, kad 30 sekunžu laikā zemes seismiskais paātrinājums bija 0,125 g (1,22 m/s2 ), bet nekādi reaktora kritisko daļu bojājumi netika konstatēti.
| Vienība | Tips | Pirmo reizi gāja atomāri "kritiski | Izgūtā elektroenerģija | Reaktors, ko piegādā | Izstrādājis | Izbūvēts ar |
| Fukušima I - 1 | BWR-3 | 1970. gada oktobris | 460 MW | General Electric | Ebasco | Kajima |
| Fukušima I - 2 | BWR-4 | 1974. gada 18. jūlijā | 784 MW | General Electric | Ebasco | Kajima |
| Fukušima I - 3 | BWR-4 | 1976. gada 27. marts | 784 MW | Toshiba | Toshiba | Kajima |
| Fukušima I - 4 | BWR-4 | 1978. gada 12. oktobris | 784 MW | Hitachi | Hitachi | Kajima |
| Fukušima I - 5 | BWR-4 | 1978. gada 18. aprīlis | 784 MW | Toshiba | Toshiba | Kajima |
| Fukušima I - 6 | BWR-5 | 1979. gada 24. oktobris | 1 100 MW | General Electric | Ebasco | Kajima |
| Fukušima I - 7 (plānots) | ABWR | oktobris 2016 | 1 380 MW | |||
| Fukušima I - 8 (plānots) | ABWR | oktobris 2017 | 1 380 MW |
Tipisks BWR I markas I tipa apvalks, kāds izmantots 1.-5. blokā.
2011. gada Fukušimas kodolkatastrofa
Skatīt arī: Fukušimas kodolkatastrofa
2011. gada martā, drīz pēc Sendai zemestrīces un cunami, Japānas valdība izlaida cilvēkus no elektrostacijas apkārtnes un Fukušimas I stacijā sāka piemērot vietējos ārkārtas likumus.Japānas Kodoldrošības padomes pārstāvis Rjohei Šiomi bija noraizējies par iespējamu pirmā bloka kušanas avāriju. Nākamajā dienā valdības galvenais sekretārs Jukio Edano (Yukio Edano) paziņoja, ka daļēja kušanas avārija trešajā blokā ir "ļoti iespējama".
Nuclear Engineering International grupa bija ziņojusi, ka 1., 2. un 3. bloks tika automātiski izslēgti. Bloki Nr. 4, Nr. 5 un Nr. 6 jau bija apturēti tehniskās apkopes nolūkā. Rezerves ģeneratorus cunami bija sabojājis; sākumā tie iedarbojās, bet pēc stundas apstājās.
Japānas valdība paziņoja, ka tai bija ārkārtas situācija kodolspēkstacijā, kad radās dzesēšanas problēmas, jo sabojājās rezerves dīzeļģeneratori. Dzesēšana ir nepieciešama, lai atomelektrostacijā notiekošo sabrukšanas siltumu atomelektrostacijas ilgstošo reakciju dēļ atomelektrostacijā varētu izvadīt pat tad, kad tā ir slēgta. Tika ziņots, ka simtiem Japānas karavīru uz notikuma vietu nogādāja ģeneratorus un akumulatorus.
Ziņojumi par reaktora un ģeneratoru bojājumiem (09.53 UTC, 2011. gada 16. 3. 16)
Pēc rezerves dīzeļģeneratoru sūkņu atteices avārijas baterijas izsīka pēc aptuveni astoņām stundām. Uz notikuma vietu tika nosūtītas baterijas no citām kodolspēkstacijām, un mobilie elektriskie un dīzeļģeneratori ieradās 13 stundu laikā, bet 12. martā plkst. 15.04 joprojām turpinājās darbs, lai pieslēgtu pārnēsājamās ģenerācijas iekārtas ūdens sūkņu darbināšanai. Parasti dīzeļģeneratorus pieslēgtu, pārslēdzot pārnesumkārbas spēkstacijas ēku pagrabstāvā, taču cunami to bija applūdinājis.
Dati aprēķināti pēc JAIF (Japānas Atomenerģijas rūpniecības foruma) aplēsēm.
| Reaktoru statuss plkst. 22:00 21. martā JST | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Elektrojauda (MWe) | 460 | 784 | 784 | 784 | 784 | 1100 |
| Reaktora tips | BWR-3 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-5 |
| Darbības statuss zemestrīces laikā | Darbā | Darbā | Darbā | Pārtraukums (bez degvielas) | Pārtraukums (plānots) | Pārtraukums (plānots) |
| Degvielas bojājumu līmenis | 70% bojāti | 33% bojāti | Bojāts | Nav bojāts | Nav bojāts | Nav bojāts |
| Primārā norobežojuma bojājumu līmenis | Nav bojāts | Aizdomas par bojājumiem | Varētu būt "Nav bojāts" | Nav bojāts | Nav bojāts | Nav bojāts |
| Kodola dzesēšanas sistēma 1 (ECCS/RHR) | Nav funkcionāls | Nav funkcionāls | Nav funkcionāls | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams, pieejams maiņstrāvas barošanas avots | Nav nepieciešams, pieejams maiņstrāvas barošanas avots |
| Kodola dzesēšanas sistēma 2 (RCIC/MUWC) | Nav funkcionāls | Nav funkcionāls | Nav funkcionāls | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams |
| Ēkas bojājumu līmenis (sekundārā izolācija) | Smagi bojāts sprādziena rezultātā | Nedaudz bojāts sprādzienā | Smagi bojāts sprādziena rezultātā | Smagi bojāts sprādziena rezultātā | Jumtā izurbti ventilācijas caurumi | Jumtā izurbti ventilācijas caurumi |
| Ietekme uz vidi (uz ziemeļiem no dienesta ēkas) | 2019 µSv stundā 21. martā plkst. 15:00 | |||||
| Spiediena tvertne, ūdens līmenis | Daļēji vai pilnībā atsegta degviela | Daļēji vai pilnībā atsegta degviela | Daļēji vai pilnībā atsegta degviela | Drošs | Droša un auksta izslēgšana | Droša un auksta izslēgšana |
| Spiediena tvertne, spiediens | Stabils | Nezināms | Nezināms | Drošs | Drošs | Drošs |
| Izturīgās vienības spiediens | Stabils | Stabils | Samazinot | Drošs | Drošs | Drošs |
| Vai reaktora aktīvajā zonā tika ievadīts jūras ūdens | Turpinājums | Turpinājums | Turpinājums | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams |
| Vai primārajā hermetizācijas tvertnē tika ievadīts jūras ūdens? | Turpinājums | Tiks nolemts | Turpinājums | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams |
| Aizsargiekārtas ventilācija | Jā, bet uz laiku apturēta | Jā, bet uz laiku apturēta | Jā, bet uz laiku apturēta | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams | Nav nepieciešams |
| Izlietotās degvielas bojājumu līmenis | Nav zināms, tiek apsvērta ūdens iesmidzināšana | Nezināms, jūras ūdens ievadīšana tika veikta 20. martā | SFP ūdens līmenis ir zemsJūras ūdens | SFP ūdens līmenis ir zemsJūras ūdens | SFP dzesēšanas jauda ir atjaunota | SFP dzesēšanas jauda ir atjaunota |
| Evakuācijas zonas rādiuss | 20 km no NPS | |||||
| INES | 5. līmenis (novērtējusi Japānas NISA un akceptējusi starptautiskā SAEA); 6. līmenis (novērtējusi Francijas kodolenerģētikas iestāde un Somijas kodolenerģētikas iestādes); de facto 5. līmenis (reaktora aktīvās zonas hermetizācija ir pārkāpta). | |||||
Vēlāk drošības sistēmas apturēja arī netālu esošās Fukušimas II atomelektrostacijas 4. bloku. Tagad ir pieejams enerģijas avots ārpus objekta, bet spēkstacijas bojājumu līmenis ir slikts.
Ierosinātā ilgtermiņa drošības darbība
Bors
Amatpersonas ir apsvērušas iespēju izlietotās kodoldegvielas baseinos neitronu absorbēšanai iestrādāt vai no gaisa iemest radiāciju nogalinošu borskābi, bora plastmasas lodītes vai bora karbīda granulas. Francija 2011. gada 17. martā uz Japānu nogādāja 95 tonnas bora. Neitronus absorbē borskābe, kas tika ievadīta reaktoru serdeņos, bet nav skaidrs, vai bors tika iekļauts arī ar šļūtenēm un ugunsdzēsēju mašīnu ūdens smidzināšanā uz izlietoto kodoldegvielu.
Sarkofāga kapenes un šķidrais metāls
18. martā ziņu aģentūra Reuters ziņoja, ka Japānas kodolenerģijas aģentūras pārstāvis Hidehiko Nišijama, jautāts par reaktoru apglabāšanu smilšu un betona kapenēs, atbildēja: "Šis risinājums ir mūsu prātā, bet mēs esam koncentrējušies uz reaktoru dzesēšanu."
Pēc Černobiļas katastrofas atomdrošības darbinieki izmantoja 1800 tonnas smilšu un māla, lai nosegtu spēkstaciju. Tas radīja problēmu, jo tie bija siltumizolatori un iesprostoja siltumu iekšpusē. Tāpēc vispirms uz tās jāuzklāj neiztvaikošs dzesēšanas šķidrums, piemēram, šķidrs metāls. Pēc tam, kad tas viss ir atdzisis, jāizveido tāda struktūra kā Černobiļas atomelektrostacijas "sarkofāga kapenes".
Tokijas ugunsdzēsības dienesta ūdenstornis; Fukusimā ir izvietotas arī citas "ūdenstorņa" ugunsdzēsēju automašīnas.
Ietekmes
Fukušimas Daiči un citu kodoliekārtu avārijas izraisīja jautājumus par kodolenerģijas nākotni. Platts norādīja, ka "krīze Japānas Fukušimas atomelektrostacijās ir pamudinājusi vadošās enerģiju patērējošās valstis pārskatīt savu esošo reaktoru drošību un apšaubīt plānotās paplašināšanas ātrumu un mērogu visā pasaulē". Pēc Fukušimas kodolkatastrofas Starptautiskā Enerģētikas aģentūra uz pusi samazināja savu aplēsi par papildu kodolspēkstaciju jaudu, kas jāuzbūvē līdz 2035. gadam.
Meklēt