Trzęsienie ziemi w Japonii – awaria w elektrowni Fukushima

fot. Beacon Radio

W piątek 11 marca 2011 r. na skutek trzęsienia ziemi o sile 9 stopni w skali Richtera doszło do awarii w japońskiej elektrowni Fukushima I (Fukushima Daiichi), wyposażonej w 6 bloków z reaktorami BWR. 12 marca doszło do wybuchu wodoru i zniszczenia górnej części budynku reaktora nr 1 a 14 marca taki sam wybuchł miał miejsce w bloku nr 3. Obudowa bezpieczeństwa reaktora nr 1 jest nienaruszona. Stan obudowy bezpieczeństwa reaktorów nr 2 i 3 jest nieznany.

Niestety 15 marca doszło do eksplozji w bloku nr 2. Eksplozja nieznacznie uszkodziła budynek reaktora (ale nie tak powaznie jak wcześniejsze eksplozje w blokach nr 1 i 3). W tej chwili nie wiadomo w jakim stanie jest obudowa bezpieczeństwa reaktora nr 2.

W bloku nr 4 wybuchł pożar w okolicach basenu z wypalonym paliwem jądrowym jednak został on ugaszony.

16 marca w blokach nr 3 i 4 doszło do krótkotrwałych pożarów. W tej chwili nic się nie pali. Trwa akcja zalewania basenów wypalonego paliwa i zbiorników cisnieniowych reaktorów wodą morską.

Do bloku nr 2 podłączono kabel zasilający z sieci energetycznej - pomoże to uruchomić systemy awaryjnego chłodzenia reaktora i basenu wypalonego paliwa.

Podniesienio stopień w skali INES - 5

Na stronie IAEA NEWS (Nuclear Events Web-based System) jest już dostępny szczegółowy opis awarii w poszczególnych blokach: http://www-news.iaea.org/news/

Przyczyna i początkowy przebieg awarii:

Trzięsienie ziemi miało miejsce 11 marca o godzinie 14.46 czasu lokalnego. Trzy pracujące w tym czasie reaktory zostały automatycznie wyłączone, natomiast pozostałe trzy przechodziły rutynowe przeglądy i nie były uruchomione w chwili trzęsienia ziemi.

Po wyłączeniu reaktorów rozpoczęto odprowadzanie ciepła powyłączeniowego, tj. ciepła generowanego przez paliwo jądrowe przez jakiś czas po wyłączeniu reaktora (zatrzymanie pracy reaktora nie oznacza jeszcze jego automatycznego „schłodzenia” do staniu zimnego – to następuje dopiero po kilkunastu godzinach).

Woda chłodząca dostarczana jest do rdzenia reaktora rurociągami a jej obieg wymuszany jest za pomocą pomp. W przypadku starych reaktorów BWR pracujących w elektrowni Fukushima, w czasie awarii w elektrowni pompy napędzane są awaryjnymi generatorami diesla. Niestety praca generatorów awaryjnych została przerwana po godzinie na skutek fali tsunami, która zalała część elektrowni. Operator elektrowni (firma TEPCO) zgodnie z wymaganiami bezpieczeństwa poinformował rząd Japonii o sytuacji. Zarządzono natychmiastowe dostarczenie helikopterami do elektrowni przenośnych generatorów.

Aktualny stan elektrowni:

Z powodu braku chłodzenia nastąpiło odparowanie części wody w zbiornikach reaktorów nr 1, 2 i 3, wzrost ciśnienia w zbiornikach i wypchnięcie części wody przez parę do poziomu ostrzegawczego, poniżej którego rozgrzany rdzeń reaktora może bez dostępu wody stopić się. Wzrosło również ciśnienie w rurociągach obiegu pierwotnego (w reaktorach BWR jest tylko jeden obieg chłodzenia).

Aby nie dopuścić do rozerwania rurociągów automatycznie otwierane są zawory upustowe, które wypuszczają w sposób kontrolowany część skażonej pary z reaktora do wnętrza stalowej obudowy bezpieczeństwa (tzw. containment). To spowodowało jednak wzrost ciśnienia w obudowie bezpieczeństwa do 840 kPa, a sama obudowa zaprojektowana została na ciśnienie o wartości 400 kPa.

W tej sytuacji, w ramach działań awaryjnych w nocy z 11/12 marca w bloku reaktora nr 1, przeprowadzono kontrolowane wypuszczenie pary wodnej z obszaru pomiędzy zbiornikiem reaktora a stalowo-żelbetową obudową bezpieczeństwa celem obniżenia ciśnienia pary wodnej wewnątrz obudowy. Nastąpiło kontrolowane uwolnienie substancji promieniotwórczych zawartych w wodzie reaktorowej. Te same działania planowane są dla bloków 2 i 3 oraz wszystkich czterech bloków sąsiedniej elektrowni Fukushima II (Fukushima Daiini).

Ze względu na niewystarczającą wydajność chłodzenia awaryjnego za pomocą zainstalowanych pomp, zarządzono zalanie rdzeni reaktorów nr 1 i 3 mieszankną wody morskiej i roztworu kwasu borowego, który pochłania neutrony. Działanie zatwierdził japoński dozór jądrowy.

Nie ma sprawdzonych informacji o ewentualnym uwolnieniu materiałów jądrowych (paliwa zawartego w rdzeniu reaktora).

Rys. Schemat bloku z reaktorem BWR, który uległ awarii w elektrowni Fukushima I. Zniszczeniu uległ budynek reaktora (Reactor Building/Secondary Containment) ale stalowa obudowa bezpieczeństwa (Inerted Drywell/Primary Containment) i sam reaktor pozostały nienaruszone.

W ramach działań zapobiegawczych w okresie poprzedzającym uwolnienie przeprowadzono ewakuację ludności z obszaru 3 km wokół elektrowni Fukushima Dai-ichi, a w sobotę rozszerzono strefę ewakuacji do 20 km. Ewakuację zakończono.

W sobotę, w godzinach porannych i przedpołudniowych (czasu polskiego) rozpoczęto ewakuację ludności z obszarów o promieniu 10 km wokół Fukushima Dai-ni, położonej blisko elektrowni Fukushima Dai-ichi (łącznie z sąsiedztwa obu elektrowni ewakuowano 184 670 osób).

13 marca o godzinie 15.36 czasu lokalnego miał miejsce wybuch wodoru na obszarze bloku reaktora nr 1 Fukushima Dai-ichi , jako - najprawdopodobniej - efekt powtórnych wstrząsów sejsmicznych. Choć zawaliły się ściany i dach budynku elektrowni, zbiornik reaktora i osłona bezpieczeństwa nie zostały naruszone. Rannych zostało czterech pracowników elektrowni, ale ich życiu nie zagraża niebezpieczeństwo. Zginął jednak operator suwnicy, uwięziony w zawalonej części budynku reaktora.

Podobny wybuch zniszczył górną częśc budynku reaktora nr 3 w dniu 14 marca o godz. 11:01 czasu lokalnego (3:01 czasu polskiego).Wybuch nie naruszył obudowy bezpieczeństwa reaktora, jednak 16 marca rano operator podał, że obudowa może być uszkodzona.

15 marca, godz. 5.50 (czasu polskiego) podano, iż w okolicy zbiornika wypalonego paliwa reaktora nr 4 Fukushima Dai-ichi wybuchł pożar (prawdopodobnie wskutek wybuchu wodoru). Nie jest jasne, co się paliło, prawdopodobnie jest to okablowanie lub elementy konstrukcyjne. Na podstawie wstępnych pomiarów moc dawki promieniowania w bezpośrednim sąsiedztwie reaktorów nr 3 i 4 znacznie wzrosła. Trwa weryfikacja zmierzonych wartości.