Japoński kryzys nuklearny (Uaktualnienie 6)

Zawalony budynek z reaktorem nr 3 (po lewej) oraz uszkodzony budynek z reaktorem nr 4 i basenem zużytych prętów paliwowych (po prawej)

Przekrój reaktora podobnego do zastosowanych w Fukushima Dai-ichi

Zdjęcie lotnicze kompleksu

CH-47 z podwiesszonym zbiornikiem z wodą do schłodzenia reaktora

Informacje dodane w uaktualnieniu oznaczone są datą i godziną oraz kursywą.

W mediach słyszymy doniesienia na temat kryzysu nuklearnego w Japonii spowodowanego przez trzęsienie ziemi, które miało miejsce w piątek 11.03.2011, o sile 9 stopni w skali Richtera. Było to najsilniejsze zanotowane w Japonii trzęsienie ziemi, od czasu kiedy są one rejestrowane tj. od 130 lat. Jeszcze bardziej niszczycielska była następująca po trzęsieniu fala Tsunami.

Kryzys dotyczy zespołu nr jeden, elektrowni Fukushima (Fukushima Dai-ichi), składającego się łącznie z sześciu reaktorów (budowa kolejnych dwu rozpocząć się miała w 2012). Zespół położony jest tuż przy brzegu Oceanu Spokojnego. Wszystkie reaktory Fukushima Dai-ichi są to reaktory wodne, wrzące. W dużym uproszczeniu działanie jego polega na tym, iż energia reaktora ogrzewa otaczającą go wodę, z tej wytwarza się para, która napędza wytwarzające energię elektryczną turbiny.

Obecnie prowadzane jest wygaszanie reaktorów, po przez spowolnienie zachodzących w prętach paliwowych reakcji łańcuchowych, co prowadzi również do zmniejszenia wydzielania ciepła. Wszystkie japońskie elektrownie mają zabezpieczeń, który automatycznie wyłącza reaktory w sytuacjach kryzysowych. System ten zadziałał poprawnie, problem, który dotyczy chłodziwa reaktora, pojawił się później. Woda, używana, jako chłodziwo, jest przepompowywana i schładzana przy użyciu energii wytwarzanej przez samą elektrownię. Dużym zagrożeniem są również zużyte, (lecz ciągle wysoko radioaktywne) pręty paliwowe przechowywane w specjalnych zbiornikach. Pręty te również wydzielają ciepło (jednak w znacznie mniejszym stopniu niż pręty paliwowe w reaktorze). Zbiorniki zużytych prętów paliwowych w odróżnieni od reaktorów nie posiadają osłon, które chroniłyby otoczenie przed skażeniem.

Jednym z problemów w zespole elektrowni jest brak energii elektrycznej do napędzania przynajmniej częściowo sprawnych systemów chłodzenia reaktorów. Rezerwowe źródło zasilania stanowić miały generatory dieslowskie jednak zostały one zniszczone w wyniku przejścia fali Tsunami. Kolejnym rezerwowym źródłem zasilania jest zasilanie bezpośrednio z lokalnej sieci energetycznej, jednak została ona zerwana w wyniku trzęsienia ziemi. Ostatnim zapasowym źródłem zasilania są akumulatory jednak w momencie gdy to piszę są one na wyczerpaniu. Pojawiła się groźba odsłonięcia rdzeni reaktorów, stopienia osłon i wycieku substancji radioaktywnych. Do odsłonięcia rdzeni doszło w reaktorze nr 2 oraz prawdopodobnie w reaktorze nr 1 - polega ono na spadku poziomu chłodziwa (wody) w reaktorze tak, że czynne pręty paliwowe wystają ponad jej powierzchnię, co znacznie pogarsza odprowadzanie ciepła. W reaktorze nr 1 do wnętrza wpompowana została woda morska.

Wybuchy wodoru nastąpiły w wyniku dekompozycji wody chłodzącej reaktory lub zużyte pręty paliwowe. Temperatura sprawiła, że woda weszła w reakcję w wyniku, której wytworzyły się tlenki oraz silnie wybuchowy (w mieszance z powietrzem) wodór.

2011.03.17 - 11:00 - Podana została informacja iż linia energetyczna łącząca reaktory z siecią jest bliska naprawieniu. Powinno to zakończyć problemy z brakiem energii elektrycznej.

2011.03.19 - 01:30 - Oficjalny raport TEPCO o stanie japońskich elektrowni jądrowych.

2011.03.22 - 11:00 - Na wskaźnikach w Japonii obserwuje się wzrosty promieniowania. Odczyty na linii ewakuacji 20 km od reaktora wskazują przekroczenie "normalnych poziomów" 1600 razy (161 µSv/h).

Stan reaktorów

Reaktor nr 1, produkcji General Electric o mocy 460 MW uruchomiony 17.11.1970.
Awaria system chłodzenia, rdzenie paliwowe stopione w ok. 70%, budynek, w którym znajduje się reaktor został zniszczony w eksplozji w Sobotę 12.03.2011. Zarówno reaktor jak i jego wnętrze zostały schłodzone wodą morską.

2011.03.17 - 23:00 - Sytuacja wydaje się ustabilizowana.

2011.03.18 - 23:00 - Prace nad podłączeniem do reaktorów nr 1 i nr 2 przewodów zasilających ze znajdującej się w odległości 1,5 km linii energetycznej.

Reaktor nr 2, produkcji General Electric o mocy 784 MW, uruchomiony 18.07.1974.
Awaria systemu chłodzenia, rdzenie paliwowe stopione w ok. 33%, doszło do czasowego odkrycia rdzeni paliwowych, budynek uszkodzony podczas eksplozji w reaktorze nr 3 we poniedziałek 14.03.2011. Reaktor chłodzony wodą morską. Uszkodzenie osłony reaktora nastąpiło we wtorek 15.03.2011.

2011.03.17 - 11:00 - Najprawdopodobniej w zbiorniku zużytych prętów paliwowych nie znajduje się już woda czego efektem jest wzrost radiacji.

2011.03.17 - 23:00 - Reaktor został podłączony do sieci elektrycznej. Zasilanie ma zostać wznowione gdy ustabilizowana zostanie sytuacja w reaktorze nr 3. Sytuacja wydaje się ustabilizowana.

2011.03.18 - 23:00 - Prace nad podłączeniem do reaktorów nr 1 i nr 2 przewodów zasilających ze znajdującej się w odległości 1,5 km linii energetycznej.

2011.03.22 - 11:00 - W niedzielę 20.03.2011 systemy chłodzenia reaktora zostały podłączone do zewnętrznej linii zasilającej. W poniedziałek widziane były obłoki pary unoszące się z reaktora.

Reaktor nr 3, produkcji Toshiba o mocy 784 MW, uruchomiony 27.03.1976.
Awaria systemu chłodzenia, podejrzenie stopienia rdzeni paliwowych, uszkodzony podczas eksplozji wodoru w poniedziałek 14.03.2011. Reaktor chłodzony wodą morską. W środę 16.03.2011 w pobliżu reaktora notowany jest wyraźny wzrost promieniowania, prawdopodobne uszkodzenie osłony reaktora. Reaktor ten używa paliwa MOX (mieszanych tlenków) które może rozgrzewać się do większych temperatur.

2011.03.17 - 11:00 - Według IAEA temperatura wody w zbiorniku zużytych prętów paliwowych ma temperaturę wrzenia. Znad budynku unosi się para co może wskazywać, iż woda ciągle paruje. Zużyte pręty są przynajmniej częściowo odsłonięte czego efektem jest wzrost radiacji, dobra strona tej informacji to fakt iż zapewne osłona reaktora nie jest tak uszkodzona jak wcześniej sądzono. Śmigłowce CH-47 Chinook przeprowadziły operacje zrzucania wody na reaktor.

2011.03.17 - 23:00 - Przez cały dzień prowadzono operacje chłodzenia reaktora przy użyciu wozów strażackich z armatkami wodnymi oraz śmigłowców CH-47 Chinook. Sytuacja wydaje się bliska ustabilizowania.

2011.03.18 - 23:00 - Kolejny dzień kontynuowano spryskiwanie reaktora. Akcje przeprowadzane przy użyciu śmigłowców oceniono jako nieefektywne, używane są wozy strażackie z armatkami wodnymi.

2011.03.22 - 11:00 - Przez pięć dni pod rząd na reaktor była pompowana woda. W poniedziałek 21.03.2011 z reaktora uniósł się dym który zmusił do ewakuowania się pracujących przy nim techników. Reaktor postrzegany jest jako największe zagrożenie.

Reaktor nr 4, produkcji Hitachi o mocy 784 MW, uruchomiony 24.02.1978.
Podczas trzęsienia ziemi reaktor znajdował się w konserwacji. We wtorek 15.03.2011 zaobserwowano ogień, prawdopodobnie wybuch wodoru w zbiorniku z zużytymi prętami paliwowymi - jednak poziom wody w zbiorniku w normie. W środę 16.03.2011 zaobserwowano ogień w budynku z reaktorem.

2011.03.17 - 11:00 - Według IAEA temperatura wody w zbiorniku zużytych prętów paliwowych we wtorek rano (czasu lokalnego) równa była 84 st. C Obecnie wskaźniki wskazują iż woda ma temperaturę wrzenia, nad budynkiem nie obserwuje się już unoszącej pary, prawdopodobnie ze zbiornika wyparowała już cała woda, obserwowany jest wzrost radiacji.

2011.03.17 - 23:00 - Obecnie reaktor nr 4 ma stanowić największe zagrożenie.

2011.03.18 - 23:00 - Kolejny dzień kontynuowano spryskiwanie reaktora. Udało się wizualnie potwierdzić iż w zbiorniku ze zużytymi prętami ciągle znajdują się woda - pozwoliło to skupić wysiłki na reaktorze nr 3.

2011.03.22 - 11:00 - W poniedziałek 21.03.2011 reaktor ponownie został polany wodą.

Reaktor nr 5, produkcji Toshiba o mocy 784 MW, uruchomiony 22.09.1977
Podczas trzęsienia ziemi reaktor znajdował się w konserwacji. Zaobserwowano nieznaczny wzrost temperatury w zbiorniku ze zużytymi prętami paliwowymi.

2011.03.17 - 11:00 - Według IAEA temperatura wody w zbiorniku zużytych prętów paliwowych w środę rano (czasu lokalnego) równa była 62,7 st C (prawidłowa temperatura to ok 25 st C).

2011.03.18 - 23:00 - Generatory Dieslowskie zostały podłączone do systemów chłodzących zbiornik ze zużytymi prętami paliwowymi. Zanotowana temperatura w zbiorniku to 65,5 st C.

2011.03.22 - 11:00 - W reaktorze wciąż znajdują się pręty paliwowe, reaktor wygaszony (cold shutdown) w niedziele 20.03.2011. Zasilanie awaryjne (generatory Diesla) przywrócone w sobotę 19.03.2011. W poniedziałek podłączone zostało zasilanie z zewnętrznej linii energetycznej.

Reaktor nr 6, produkcji General Electric o mocy 1100 MW, uruchomiony 4.05.1979
Podczas trzęsienia ziemi reaktor znajdował się w konserwacji. Zaobserwowano nieznaczny wzrost temperatury w zbiorniku ze zużytymi prętami paliwowymi.

2011.03.17 - 11:00 - Według IAEA temperatura wody w zbiorniku zużytych prętów paliwowych w środę rano (czasu lokalnego) równa była 60 st C (prawidłowa temperatura to ok 25 st C).

2011.03.18 - 23:00 - Generatory Dieslowskie zostały podłączone do systemów chłodzących zbiornik ze zużytymi prętami paliwowymi. Zanotowana temperatura w zbiorniku to 62 st C.

2011.03.22 - 11:00 - W reaktorze wciąż znajdują się pręty paliwowe, reaktor wygaszony (cold shutdown) w niedziele 20.03.2011. Zasilanie awaryjne (generatory Diesla) przywrócone w sobotę 19.03.2011.

Składowisko zużytego paliwa

2011.03.18 - 23:00 - Składowisko składa się ze zbiornika ze zużytymi prętami (w którym znajduje się 60% zużytego paliwa jądrowego) oraz suchego magazynu. Poziom wody w zbiorniku określony został jako bezpieczny, nie zanotowano nieprawidłowości w suchym magazynie.

Ponadto w stosunkowo niedużej odległości znajduje się zespól nr dwa elektrowni Fukushima (Fukushima Dai-ni ) składający się z kolejnych czterech reaktorów, wszystkich o mocy 1100 MW (reaktory uruchomione były w latach 1981-1986). Zespoły chłodzenia reaktorów nr 1, 2 i 4 zostały uszkodzone podobnie jak Fukushima Dai-ichi. Obecnie wszystkie cztery reaktory są wyłączone.

Źródła

http://english.kyodonews.jp/news/2011/03/78524.html
http://english.kyodonews.jp/news/2011/03/78672.html
http://english.kyodonews.jp/news/2011/03/79463.html
http://bravenewclimate.files.wordpress.com/2011/03/tepco_status_4.jpg