Przejdź do treści

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 Obrazy

Budowa 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
nadal się rozprzestrzenia,
podejrzewa się uszkodzenie prętów paliwowych

Niski poziom wody w SFPWoda morska
nadal się rozprzestrzenia,
podejrzewa się uszkodzenie prętów paliwowych

Pojemność chłodzenia SFP została odzyskana

Pojemność chłodzenia SFP została odzyskana

Promień strefy ewakuacji

20 km od NPS

INES

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)

URL: https://pl.alegsaonline.com/art/36940

Udostępnij

Źródła