Elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi (Fukushima Nr 1)
Opis elektrowni Fukushima Daiichi — lokalizacja, konstrukcja, przebieg awarii z 2011 r., skutki dla energetyki jądrowej oraz długotrwały proces dekontaminacji i zamykania.
Przegląd
Elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi, znana też jako Fukushima Nr 1, to kompleks reaktorów położony w mieście Ōkuma, w prefekturze Fukushima w Japonii. Obiekt był zaprojektowany i eksploatowany przez Tokyo Electric Power Company (TEPCO). Fukushima Daiichi składała się z kilku reaktorów typu wody wrzącej (BWR) zbudowanych w drugiej połowie XX wieku. Po trzęsieniu ziemi i tsunami w marcu 2011 r. elektrownia stała się miejscem poważnej awarii jądrowej, której konsekwencje miały wpływ na politykę energetyczną Japonii i dyskusje o bezpieczeństwie reaktorów na całym świecie (katastrofa w Fukushimie).
Galeria obrazów
10 ObrazyBudowa i cechy techniczne
Kompleks obejmował kilka jednostek generujących prąd, opartych na technologii reaktorów typu BWR. Każdy blok miał własny ciśnieniowy system chłodzenia rdzenia oraz układy bezpieczeństwa zaprojektowane do reakcji na awarie. Lokalizacja przy wybrzeżu miała znaczenie dla chłodzenia, ale też narażała instalację na ryzyko fal sztormowych i tsunami. Elektrownia była pierwszą dużą instalacją jądrową zbudowaną i eksploatowaną wyłącznie przez TEPCO, co wpłynęło na jej historię operacyjną i nadzór regulacyjny.
Kryzys z marca 2011 r. i kluczowe przyczyny
W wyniku potężnego trzęsienia ziemi i następującego po nim tsunami doszło do utraty zasilania zewnętrznego i awarii systemów awaryjnych zasilających pompy chłodzące. Zanikanie układów chłodzenia spowodowało przegrzewanie rdzeni kilku reaktorów, co doprowadziło do częściowego stopienia paliwa w niektórych jednostkach oraz eksplozji wodoru, które uszkodziły budynki reaktorów. Po zdarzeniu nastąpiły emisje materiałów promieniotwórczych do środowiska i ewakuacja okolicznych mieszkańców, a także długotrwałe działania ratunkowe i zabezpieczające. Działania te zwróciły uwagę międzynarodowych agencji i ekspertów ds. bezpieczeństwa jądrowego, w tym Międzynarodowej Agencji Energii (IEA), która zrewidowała prognozy dotyczące rozwoju energetyki jądrowej.
Skutki, odpowiedź i wpływ na energetykę
- Bezpośrednie skutki: poważne uszkodzenia kilku bloków, uwolnienia radiacyjne i masowa ewakuacja mieszkańców strefy przyzakładowej.
- Odpowiedź lokalna i międzynarodowa: działania ratunkowe, monitoring radiacyjny, stabilizacja reaktorów oraz wieloletni plan dekontaminacji i demontażu.
- Wpływ polityczny: w efekcie awarii wiele państw przeglądało politykę wobec energetyki jądrowej, a w Japonii nastąpiło czasowe wyłączenie części elektrowni i zaostrzenie przepisów bezpieczeństwa.
Raporty i analizy po zdarzeniu wskazały na potrzebę lepszego zarządzania ryzykiem związanym z awariami wielosystemowymi oraz odporności infrastruktury na zdarzenia naturalne (lokalizacja i profil, regionalny kontekst, krajowe ramy). Wiele zaleceń dotyczyło zabezpieczeń przed zalaniem i utrzymania zdolności chłodzenia przy długotrwałej utracie zasilania.
Proces dekontaminacji, dezaktywacji i perspektywy
Po kryzysie rozpoczęto złożony, wieloetapowy proces stabilizacji i demontażu (decommissioning). Zadania obejmują usunięcie stopionego paliwa, oczyszczenie i bezpieczne składowanie wody skażonej, rozbiórkę uszkodzonych budynków oraz rekultywację terenów. Operacje te są technicznie trudne i czasochłonne, dlatego przewiduje się, że zakończenie całego procesu może trwać dekady. W trakcie realizacji pojawiają się kontrowersje dotyczące metod postępowania z wodą opadową i składowaniem odpadów, co generuje debatę społeczną i polityczną zarówno w Japonii, jak i za granicą.
Znaczenie i rozróżnienia
Elektrownia Fukushima Daiichi stała się symbolem ryzyk związanych z połączeniem ekstremalnych zjawisk naturalnych i awarii technicznych. W odróżnieniu od innych incydentów jądrowych, jej następstwa miały szerokie implikacje dla polityki energetycznej, nadzoru regulacyjnego oraz praktyk zarządzania kryzysowego. Wnioski wyciągnięte po zdarzeniu wpływają na projektowanie zabezpieczeń i procedur operacyjnych w nowych i istniejących instalacjach jądrowych (informacje krajowe, studia przypadku, analizy energetyczne).
Ze względu na wagę wydarzeń oraz skomplikowany charakter prac dekomisyjnych, Fukushima Daiichi pozostaje przedmiotem obserwacji naukowej, technicznej i politycznej, a dostęp do rzetelnych źródeł informacji i raportów jest kluczowy dla zrozumienia postępu działań i zagrożeń związanych z długoterminową rekultywacją terenu.

Reaktory jądrowe
Reaktoryjądrowe dla bloków 1, 2 i 6 dostarczyła firma General Electric, dla bloków 3 i 5 - Toshiba, a dla bloku 4 - Hitachi. Projekt architektoniczny bloków General Electric wykonała firma Ebasco. Wszystkie prace budowlane zostały wykonane przez firmę Kajima. Od września 2010 r. blok 3 jest zasilany paliwem MOX|mixed-oxide (MOX) fuel. Bloki 1-5 posiadały/posiadają strukturę containmentu typu Mark 1 (torus w kształcie żarówki), blok 6 posiada strukturę containmentu typu Mark 2 (over/under).
Blok 1 to reaktor wodny wrzący (BWR3) o mocy 439 MW, zbudowany w lipcu 1967 roku. Rozpoczął komercyjną produkcję energii elektrycznej 26 marca 1971 roku, a jego zamknięcie planowane było na marzec 2011 roku. Został uszkodzony podczas trzęsienia ziemi i tsunami w Sendai w 2011 roku. W momencie powstania reaktor miał wysoki poziom bezpieczeństwa atomowego i bezpieczeństwa w razie trzęsienia ziemi, ale obecnie jest on zarówno stary, jak i przestarzały. Nikt nie wiedział, że w Japonii może dojść do tak silnego trzęsienia ziemi. Jednostka 1 została zaprojektowana dla ruchu wstrząsowego o szczytowym przyspieszeniu gruntu wynoszącym 0,18 g (1,74 m/s2), a spektrum odpowiedzi sejsmicznej oparto na trzęsieniu ziemi w hrabstwie Kern w 1952 roku. Wszystkie bloki zostały skontrolowane po trzęsieniu ziemi w Miyagi w 1978 roku, kiedy to sejsmiczne przyspieszenie gruntu wynosiło 0,125 g (1,22 m/s2) przez 30 sekund, ale nie stwierdzono żadnych uszkodzeń krytycznych części reaktora.
| Jednostka | Typ | Pierwszy stał się atomowo "krytyczny | Wytworzona energia elektryczna | Reaktor dostarczony przez | Zaprojektowany przez | Zbudowany przez |
| Fukushima I - 1 | BWR-3 | Październik 1970 | 460 MW | General Electric | Ebasco | Kajima |
| Fukushima I - 2 | BWR-4 | 18 lipca 1974 r. | 784 MW | General Electric | Ebasco | Kajima |
| Fukushima I - 3 | BWR-4 | 27 marca 1976 r. | 784 MW | Toshiba | Toshiba | Kajima |
| Fukushima I - 4 | BWR-4 | 12 października 1978 r. | 784 MW | Hitachi | Hitachi | Kajima |
| Fukushima I - 5 | BWR-4 | 18 kwietnia 1978 r. | 784 MW | Toshiba | Toshiba | Kajima |
| Fukushima I - 6 | BWR-5 | 24 października 1979 r. | 1.100 MW | General Electric | Ebasco | Kajima |
| Fukushima I - 7 (planowane) | ABWR | październik 2016 r. | 1.380 MW | |||
| Fukushima I - 8 (planowane) | ABWR | październik 2017 r. | 1.380 MW |
2011 Katastrofa jądrowa w Fukushimie
Zobacz także: Katastrofa jądrowa w Fukushimie
W marcu 2011 r., wkrótce po trzęsieniu ziemi i tsunami w Sendai, rząd japoński usunął ludzi z okolic elektrowni i wprowadził lokalne przepisy awaryjne w Fukushimie I. Ryohei Shiomi z japońskiej Rady Bezpieczeństwa Jądrowego był zaniepokojony możliwością stopienia się bloku 1. Następnego dnia główny sekretarz gabinetu, Yukio Edano, powiedział, że częściowe stopienie w bloku 3 jest "wysoce możliwe".
Grupa Nuclear Engineering International poinformowała, że bloki 1, 2 i 3 zostały automatycznie wyłączone. Jednostki 4, 5 i 6 zostały już wyłączone w celu przeprowadzenia konserwacji. Generatory rezerwowe zostały uszkodzone przez tsunami; najpierw zostały uruchomione, ale po godzinie przestały działać.
Japoński rząd powiedział, że doszło do awarii jądrowej, gdy problemy z chłodzeniem wystąpiły po awarii zapasowych generatorów diesla. Chłodzenie jest potrzebne do usuwania ciepła rozpadu nawet wtedy, gdy elektrownia została wyłączona, ze względu na długotrwałe reakcje atomowe. Mówi się, że setki japońskich żołnierzy przewozi na miejsce zdarzenia generatory i akumulatory.
Raporty o uszkodzeniach reaktora i generatorów (09.53 UTC, 16-3-2011)
Po awarii zapasowych pomp generatorów diesla, po około ośmiu godzinach wyczerpały się akumulatory awaryjne. Na miejsce wysłano akumulatory z innych elektrowni jądrowych, a przenośne generatory elektryczne i dieslowskie dotarły na miejsce w ciągu 13 godzin, ale prace nad podłączeniem przenośnych urządzeń generujących do zasilania pomp wodnych trwały jeszcze o 15:04 12 marca. W normalnych warunkach generatory dieslowskie byłyby podłączane poprzez przełączniki w piwnicach budynków elektrowni, które jednak zostały zalane przez tsunami.
Dane oszacowane przez JAIF (Japan Atomic Industrial Forum).
| Status reaktorów na godzinę 22:00 21 marca JST | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Moc elektryczna (MWe) | 460 | 784 | 784 | 784 | 784 | 1100 |
| Typ reaktora | BWR-3 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-5 |
| Stan pracy podczas trzęsienia ziemi | W służbie | W służbie | W służbie | Przerwa w dostawie paliwa (defueled) | Wyłączenie (planowe) | Wyłączenie (planowe) |
| Poziom uszkodzenia paliwa | 70% uszkodzeń | 33% uszkodzeń | Uszkodzona strona | Nieuszkodzony | Nieuszkodzony | Nieuszkodzony |
| Poziom uszkodzenia podstawowej powłoki ochronnej | Nieuszkodzony | Podejrzewane uszkodzenie | Może być "Nieuszkodzony" | Nieuszkodzony | Nieuszkodzony | Nieuszkodzony |
| Układ chłodzenia rdzenia 1 (ECCS/RHR) | Nie funkcjonuje | Nie funkcjonuje | Nie funkcjonuje | Nie jest to konieczne | Nie jest konieczne, dostępne jest zasilanie prądem zmiennym | Nie jest konieczne, dostępne jest zasilanie prądem zmiennym |
| System chłodzenia rdzenia 2 (RCIC/MUWC) | Nie funkcjonuje | Nie funkcjonuje | Nie funkcjonuje | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne |
| Poziom uszkodzenia budynku (wtórna izolacja) | Poważne uszkodzenie w wyniku eksplozji | Niewielkie uszkodzenie w wyniku eksplozji | Poważne uszkodzenie w wyniku eksplozji | Poważne uszkodzenie w wyniku eksplozji | Otwory wentylacyjne wywiercone w dachu | Otwory wentylacyjne wywiercone w dachu |
| Efekt ekologiczny (mierzony na północ od budynku usługowego) | 2019 µSv/godz. o godz. 15.00, 21 marca | |||||
| Zbiornik ciśnieniowy, poziom wody | Paliwo odsłonięte częściowo lub całkowicie | Paliwo odsłonięte częściowo lub całkowicie | Paliwo odsłonięte częściowo lub całkowicie | Bezpieczny | Bezpieczne i zimne wyłączenie | Bezpieczne i zimne wyłączenie |
| Zbiornik ciśnieniowy, ciśnienie | Stabilny | Nieznany | Nieznany | Bezpieczny | Bezpieczny | Bezpieczny |
| Ciśnienie w zespole zbiorników | Stabilny | Stabilny | Zmniejszanie | Bezpieczny | Bezpieczny | Bezpieczny |
| Czy do rdzenia reaktora wtłoczono wodę morską? | Kontynuując | Kontynuując | Kontynuując | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne |
| Czy woda morska została wtłoczona do głównego zbiornika retencyjnego | Kontynuując | Do ustalenia | Kontynuując | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne |
| Odpowietrzanie jednostki zamkniętej | Tak, ale tymczasowo zatrzymany | Tak, ale tymczasowo zatrzymany | Tak, ale tymczasowo zatrzymany | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne | Nie jest to konieczne |
| Poziom uszkodzenia wypalonego paliwa | Nieznane, rozważane jest wtłaczanie wody | Nieznany, w dniu 20 marca dokonano iniekcji wody morskiej | Niski poziom wody w SFPWoda morska | Niski poziom wody w SFPWoda morska | Pojemność chłodzenia SFP została odzyskana | Pojemność chłodzenia SFP została odzyskana |
| Promień strefy ewakuacji | 20 km od NPS | |||||
| Poziom 5 (oszacowany przez japońską agencję NISA i przyjęty przez międzynarodową MAEA); Poziom 6 (oszacowany przez francuski urząd ds. energii jądrowej i fiński urząd ds. energii jądrowej); de facto poziom 5 (naruszona została izolacja rdzenia reaktora) | ||||||
Później blok nr 4 w pobliskiej elektrowni jądrowej Fukushima II również został wyłączony przez systemy bezpieczeństwa. Obecnie dostępne jest źródło zasilania poza terenem elektrowni, ale poziom zniszczeń w elektrowni jest zły.
Proponowane długoterminowe działanie w zakresie bezpieczeństwa
Bor
Urzędnicy rozważali umieszczenie w basenach z wypalonym paliwem zabójczego dla promieniowania kwasu borowego, plastikowych kulek z dodatkiem boru lub granulek węglika boru w celu pochłaniania neutronów lub zrzucenie ich z powietrza. 17 marca 2011 roku Francja wysłała do Japonii 95 ton boru. Neutrony są pochłaniane przez kwas borowy, który został wstrzyknięty do rdzeni reaktorów, ale nie jest jasne, czy bor został również dodany do węży i wozów strażackich rozpylających wodę na SFP.
Grobowiec sarkofagowy" i płynny metal
18 marca agencja informacyjna Reuters podała, że Hidehiko Nishiyama, rzecznik japońskiej agencji atomowej zapytany o zakopanie reaktorów w piaskowo-betonowym grobowcu, powiedział: "To rozwiązanie jest z tyłu naszych umysłów, ale koncentrujemy się na schłodzeniu reaktorów".
Po katastrofie w Czarnobylu, pracownicy odpowiedzialni za bezpieczeństwo atomowe użyli 1800 ton piasku i gliny do pokrycia elektrowni. Stworzyło to problem, ponieważ były one izolatorami termicznymi i zatrzymywały ciepło wewnątrz. Dlatego najpierw trzeba było nałożyć na nie nie parujący czynnik chłodzący, taki jak ciekły metal. Po ostygnięciu wszystkiego należy stworzyć konstrukcję taką jak "grobowiec sarkofagowy" Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej.
Implikacje
Awarie w elektrowni Fukushima Daiichi i innych obiektach jądrowych wywołały pytania o przyszłość energetyki jądrowej. Platts stwierdził, że "kryzys w japońskich elektrowniach atomowych Fukushima skłonił kraje będące największymi konsumentami energii do zweryfikowania bezpieczeństwa istniejących reaktorów i poddał w wątpliwość tempo i skalę planowanej rozbudowy na całym świecie". Po katastrofie w Fukushimie MiędzynarodowaAgencja Energii zmniejszyła o połowę szacunki dotyczące dodatkowych mocy wytwórczych elektrowni jądrowych, które mają powstać do 2035 roku.
Pytania i odpowiedzi
P: Czym jest elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi?
O: Elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi to elektrownia jądrowa znajdująca się w mieście Ōkuma w prefekturze Fukushima w Japonii.
P: Kto zarządzał elektrownią jądrową Fukushima Daiichi?
O: Tokyo Electric Power Company (TEPCO) była jedyną firmą, która zbudowała i obsługiwała elektrownię jądrową Fukushima Daiichi.
P: Co wydarzyło się w marcu 2011 roku w elektrowni jądrowej Fukushima Daiichi?
O: W marcu 2011 r. w elektrowni jądrowej Fukushima Daiichi i kilku innych obiektach jądrowych w Japonii doszło do awarii jądrowych.
P: Jaki wpływ na przyszłość energetyki jądrowej miały awarie w elektrowni Fukushima Daiichi?
Awarie w elektrowni jądrowej Fukushima Daiichi i innych japońskich obiektach jądrowych doprowadziły do pytań o przyszłość energii jądrowej.
P: Jaka była reakcja Międzynarodowej Agencji Energii na katastrofę nuklearną w Fukushimie?
O: Po katastrofie nuklearnej w Fukushimie Międzynarodowa Agencja Energii zmniejszyła o połowę szacunki dotyczące dodatkowych mocy wytwórczych energii jądrowej, które mają zostać zbudowane do 2035 roku.
P: Kiedy zbudowano elektrownię jądrową Fukushima Daiichi?
Elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi była pierwszą elektrownią jądrową zbudowaną i zarządzaną wyłącznie przez TEPCO.
P: Gdzie znajduje się elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi?
O: Elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi znajduje się w mieście Ōkuma w prefekturze Fukushima w Japonii.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi (Fukushima Nr 1) Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/36940
Źródła
- bloomberg.com : Nuclear Renaissance Threatened as Japan’s Reactor Struggles · webcitation.org
- reuters.com : Analysis: Nuclear renaissance could fizzle after Japan quake · webcitation.org
- reuters.com : Japan nuclear woes cast shadow over U.S. energy policy
- marketwatch.com : Nuclear winter? Quake casts new shadow on reactors · webcitation.org
- channel4.com : Will China's nuclear nerves fuel a boom in green energy?
- economist.com : "Gauging the pressure" · webcitation.org
- nuctrans.org : "Nuclear Reactor Maps: Fukushima-Daiichi"
- nuclearstreet.com : "Fukushima to Restart Using MOX Fuel for First Time"
- world-nuclear-news.org : "Third Japanese reactor to load MOX"
- books.google.com : An Investigation of the Miyagi-ken-oki, Japan, earthquake of June 12, 1978
- icjt.org : "Nuke database system: fukushima daiichi-1"

