Фукушима Даичи: аварията от 2011 г., история и последици

Фукушима Даичи: разказ за аварията от 2011 г., причините, здравни и екологични последствия и уроците за бъдещето на ядрената енергетика.

АЕЦ "Фукушима Даичи" (наричана още "Фукушима I") е изключена атомна електроцентрала в град Ōкума в префектура Фукушима, Япония. Фукушима Даичи е първата атомна електроцентрала, построена и управлявана само от Токийската електрическа енергийна компания (TEPCO).

През март 2011 г. в електроцентралата и в някои други японски ядрени съоръжения възникнаха ядрени аварии, които повдигнаха въпроси за бъдещето на ядрената енергетика. След ядрената катастрофа във Фукушима Международната агенция по енергетика намали наполовина оценката си за допълнителните ядрени мощности, които трябва да бъдат изградени до 2035 г.

Какво се случи през март 2011 г.

На 11 март 2011 г. силно земетресение с магнитуд около 9,0 по Рихтер и последвалото го цунами удариха североизточното крайбрежие на Япония. Вълните наводниха площадката на АЕЦ "Фукушима Даичи", като повредиха външните електрически захранвания и резервните дизелови генератори. В резултат на загубата на захранване системите за охлаждане на няколко реактора прекъснаха и горивото започна да прегрява.

В следващите дни в блокове 1, 2 и 3 настъпи частично или пълно стопяване на активната зона (core melt), а в някои сгради имаше взривове от натрупан водород. В блок 4 реакторът бе спрян за обслужване и основното гориво бе в басейна за отработено гориво; в сградата на реактора имаше експлозия и сериозни повреди на конструкцията. Инцидентът бе класифициран от Международната агенция за атомна енергия като ниво 7 по Международната скала за ядрени и радиологични събития (INES) — същото ниво като Чернобил.

Изпускания на радиация и евакуации

От реакторите и други съоръжения бяха освободени радиоактивни материали, включително изотопи като йод-131 и цезий-134/137. Около 154 000 души бяха евакуирани от зони в радиус до няколко десетки километра от централата; много райони останаха под дълготрайни ограничения за достъп и пребиваване.

За населението общите радиационни дози бяха в повечето случаи относително ниски в сравнение с критични нива, и до момента научните изследвания не показват консолидирани доказателства за голямо увеличение на раковите заболявания сред широката общественост. Все пак някои работници и служители, участващи в аварийните операции и възстановителните дейности, са получили по-високи облъчвания и продължават да бъдат проследявани.

Управление на замърсената вода и дългосрочно обезвреждане

Продължителното охлаждане на повредените реактори доведе до образуване на големи количества радиоактивно контаминирана вода. TEPCO внедри системи за пречистване (ALPS и др.), които отстраняват много радионуклиди, но не премахват трацията на тритий. Контаминираната вода бе съхранявана в голям брой временни резервоари на площадката; обемът надхвърли над един милион кубически метра. В края на 2022–2023 г. японското правителство одобри и стартира контролирано изпускане на пречистена и разредена вода в Тихия океан — мярка, която предизвика международни и местни протести и продължава да бъде предмет на мониторинг и научни оценки.

Деактивирането и демонтажът на АЕЦ "Фукушима Даичи" са дългосрочен и сложен процес, който се очаква да отнеме десетилетия. Основните предизвикателства включват откриване и изваждане на стопеното гориво (корий) от реакторите, безопасното управление на отработило гориво и контаминирани материали, а също и дезактивация на засегнати райони. В процеса се използват дистанционно управляеми роботи, специализирани технологии и международно сътрудничество.

Екологични, социални и икономически последици

Освен радиационните аспекти, инцидентът доведе до значителни социални и психологически въздействия — разселване на хиляди семейства, загуба на доходи и социална изолация. Местният риболов и селскостопански сектор бяха сериозно засегнати поради страхове от замърсяване и ограничения върху търговията с продукти от засегнатите райони.

Икономическите разходи за почистване, обезщетения и мерки за възстановяване са в порядъка на десетки до стотици милиарди долари и продължават да растат в зависимост от избраните стратегии за дългосрочно управление.

Регулаторни промени и уроци за безопасността

Аварията във Фукушима доведе до радикални промени в регулацията и оперативните стандарти за ядрената безопасност в Япония и по света. В Япония бе създадена независима регулаторна агенция (Nuclear Regulation Authority) с по-строги изисквания за оценка на риска, устойчивост на цунами, резервни системи и аварийно планиране. Много страни преосмислиха своите ядрени програми — някои ускориха оттеглянето от атомната енергетика, докато други внедриха допълнителни защитни мерки и модернизации.

От техническа гледна точка уроците включват важността на защитата на резервните мощности (особено генератори и контролни системи), наличието на независими системи за охлаждане и филтриране, подобряване на системите за ранно предупреждение и комуникация с обществеността, както и по-добра подготовка за мащабни природни бедствия.

Текущо състояние и перспектива

Към средата на 2020-те години площадката остава в процес на дългосрочно обеззаразяване и демонтаж. Много въпроси остават отворени — като пълното изваждане на кория, дългосрочното управление на радиоактивните отпадъци и възстановяването на засегнатите общности. Международни организации и научни екипи продължават да наблюдават, оценяват и предлагат решения за минимизиране на риска и ускоряване на безопасното възстановяване.

Кратко заключение: Аварията във Фукушима Даичи от 2011 г. е едно от най-сериозните събития в историята на ядрената енергетика. Тя предизвика незабавни промени в регулациите, дълготрайни социални и екологични последствия и стимулира глобален диалог за това как да се управлява и развива ядрената енергия по-безопасно и прозрачно.

Ядрените реактори

Ядрените реактори за блокове 1, 2 и 6 са доставени от General Electric, тези за блокове 3 и 5 - от Toshiba, а за блок 4 - от Hitachi. Архитектурният проект за блоковете на General Electric е направен от Ebasco. Всички строителни работи са извършени от Kajima. От септември 2010 г. блок 3 се захранва с MOX гориво|смесено оксидно (MOX) гориво. Блокове 1-5 са имали/имат защитна конструкция от тип Mark 1 (торус с форма на електрическа крушка), блок 6 има защитна конструкция от тип Mark 2 (над/под).

Блок 1 е 439-мегаватов реактор с кипяща вода (BWR3), построен през юли 1967 г. Започва да произвежда електроенергия с търговска цел на 26 март 1971 г. и е планирано да бъде спрян през март 2011 г. Той е повреден по време на земетресението и цунамито в Сендай през 2011 г. При създаването си реакторът е имал високи нива на атомна и земетръсна безопасност, но сега е както стар, така и неактуален. Никой не е знаел, че в Япония може да се случи толкова силно земетресение. Блок 1 е проектиран за върхово земно ускорение при земетресение от 0,18 g (1,74 m/s² ) и спектър на сеизмично реагиране, базиран на земетресението в окръг Керн през 1952 г. Всички блокове са проверени след земетресението в Мияги през 1978 г., когато сеизмичното ускорение на земната повърхност е било 0,125 g (1,22 m/s² ) в продължение на 30 секунди, но не са открити повреди в критичните части на реактора.

Единица	Тип	Първият атомен "критичен	Произведена електрическа енергия	Реактор, доставен от	Проектиран от	Построен от
Фукушима I - 1	BWR-3	октомври 1970 г.	460 MW	General Electric	Ebasco	Каджима
Фукушима I - 2	BWR-4	18 юли 1974 г.	784 MW	General Electric	Ebasco	Каджима
Фукушима I - 3	BWR-4	27 март 1976 г.	784 MW	Toshiba	Toshiba	Каджима
Фукушима I - 4	BWR-4	12 октомври 1978 г.	784 MW	Hitachi	Hitachi	Каджима
Фукушима I - 5	BWR-4	18 април 1978 г.	784 MW	Toshiba	Toshiba	Каджима
Фукушима I - 6	BWR-5	24 октомври 1979 г.	1,100 MW	General Electric	Ebasco	Каджима
Фукушима I - 7 (планирани)	ABWR	октомври 2016 г.	1,380 MW
Фукушима I - 8 (планирани)	ABWR	октомври 2017 г.	1,380 MW

Типичен контейнер за BWR Mark I, използван в блокове от 1 до 5.

Предложена дейност за дългосрочна безопасност

Бор

Длъжностните лица обмислят да поставят или да пуснат във въздуха убиваща радиацията борна киселина, борирани пластмасови топчета или пелети от боров карбид в басейните за отработено гориво, за да поглъщат неутроните. На 17 март 2011 г. Франция изпрати 95 тона бор в Япония. Неутроните се поглъщат от борната киселина, която е била впръскана в активните зони на реакторите, но не е ясно дали борът е бил включен и в разпръскването на вода от маркучите и пожарните коли върху ОЯГ.

"Гробница на саркофага" и течен метал

На 18 март агенция Ройтерс съобщи, че Хидехико Нишияма, говорител на японската ядрена агенция, е бил попитан за погребването на реакторите в пясъчно-бетонна гробница и е казал: "Това решение е в съзнанието ни, но ние сме съсредоточени върху охлаждането на реакторите."

След катастрофата в Чернобил работниците по атомната безопасност използват 1800 тона пясък и глина за покриване на централата. Това създава проблем, тъй като те са топлинни изолатори и задържат топлината вътре. Затова първо трябва да се постави неизпаряващ се охлаждащ агент, например течен метал. След като всичко се охлади, се създава структура като "саркофага-гробница" на атомната електроцентрала в Чернобил.

Водна кула на пожарната служба в Токио; във Фукушима са изпратени и други пожарни коли с водни кули.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява атомната електроцентрала "Фукушима Даичи"?

В: Кой експлоатира атомната електроцентрала "Фукушима Даичи"?

В: Какво се случи през март 2011 г. в атомната електроцентрала "Фукушима-1"?

В: Какво въздействие оказаха ядрените аварии в АЕЦ "Фукушима-1" върху бъдещето на ядрената енергетика?

В: Каква беше реакцията на Международната агенция по енергетика на ядрената авария във Фукушима?

В: Кога е построена атомната електроцентрала "Фукушима-1"?

В: Къде се намира атомната електроцентрала "Фукушима-1"?

Търсене по буква