Jadrová elektráreň Fukušima Daiči – história, havária a následky

Fukušima Daiči: komplexná história havárie, jej príčiny, environmentálne a spoločenské následky a dopad na budúcnosť jadrovej energie v Japonsku i vo svete.

Jadrová elektráreň Fukušima Daiči (nazývaná aj Fukušima I) je odstavená jadrová elektráreň v meste Ōkuma v prefektúre Fukušima v Japonsku. Fukušima Daiichi bola prvou jadrovou elektrárňou, ktorú postavila a prevádzkovala len spoločnosť Tokyo Electric Power Company (TEPCO).

V marci 2011 došlo v elektrárni a v niektorých ďalších japonských jadrových zariadeniach k jadrovým haváriám, ktoré vyvolali otázky o budúcnosti jadrovej energie. Po havárii jadrovej elektrárne vo Fukušime Medzinárodná agentúra pre energetiku znížila svoj odhad ďalších jadrových výrobných kapacít, ktoré sa majú vybudovať do roku 2035, na polovicu.

História a technické údaje

Fukušima Daiči bola komplexom šiestich tlakovodných (presnejšie: varných) reaktorov typu BWR (Boiling Water Reactor), ktoré boli postupne uvedené do prevádzky v 70. rokoch 20. storočia. Výstavbu a prevádzku zabezpečovala spoločnosť TEPCO. Reaktory mali rôzne výkonové kategórie, pričom areál slúžil pre dodávku elektriny do energetickej siete Japonska počas niekoľkých dekád.

Havária – čo sa stalo v marci 2011

11. marca 2011 zasiahlo severovýchodné pobrežie Japonska zemetrasenie s magnitúdou 9,0 (Veľké východojaponské zemetrasenie), po ktorom nasledovalo obrovské prílivové vlny tsunami. Tieto udalosti spôsobili:

• stratu prívodu elektrickej energie z vonkajšej siete (loss of offsite power),
• zatopenie záložných dieselových generátorov, ktoré zabezpečovali chladenie reaktorov po strate hlavného napájania,
• následné zlyhanie chladiacich systémov, prehrievanie paliva a čiastočné roztavenie aktívnej zóny v reaktoroch jednotiek 1, 2 a 3,
• výbuchy vodíka v budovách reaktorov (najmä v jednotkách 1, 3 a v budove jednotky 4), ktoré spôsobili rozsiahle poškodenie nadstavieb a uvoľnenie rádioaktívnych látok do ovzdušia.

Havária bola klasifikovaná Medzinárodnou stupnicou jadrových udalostí (INES) ako stupeň 7 — najvyšší možný, rovnajúci sa rozsahu havárie v Černobyle.

Následky pre ľudí a životné prostredie

• Evakuácia a sociálne dôsledky: desaťtisíce až stovky tisíc obyvateľov z okolia boli evakuované alebo presídlení; dlhodobé vysídlenie a psychické následky patrili medzi najzávažnejšie sociálne problémy.
• Uvoľnenie rádioaktívnych látok: do ovzdušia a do mora sa dostali izotopy ako jód-131, cézium-134, cézium-137 a ďalšie. To spôsobilo kontamináciu pôdy, vôd a časti potravinových reťazcov.
• Zdravotné dopady: podľa medzinárodných hodnotení (UNSCEAR, IAEA, WHO) nebolo zaznamenané významné zvýšenie úmrtí priamo spôsobených radiáciou medzi verejnosťou. Najväčšie zdravotné riziká však predstavovali vysoké dávky u niektorých pracovníkov, dlhodobé psychické a sociálne problémy spojené s evakuáciou a prerušením bežného života.
• Ekologické a ekonomické škody: zasiahnuté boli poľnohospodárstvo, rybolov a miestne hospodárstvo; vznikla potreba dlhodobého monitoringu a obmedzení v potravinovom sektore.

Reakcia, vyšetrenia a zodpovednosť

Havária vyvolala rozsiahle vyšetrovanie príčin a reakcií: zistené boli nedostatočné ochranné bariéry proti tsunami a chyby v plánovaní núdzových postupov. TEPCO a japonská vláda čelili kritike za prípravu, komunikáciu aj riadenie krízy. V dôsledku udalosti bola v Japonsku vytvorená nová regulačná autorita — Nuclear Regulation Authority (NRA) — s prísnejšími bezpečnostnými štandardmi a kontrolami.

Čistenie, likvidácia a aktuálny stav

Proces odstraňovania následkov havárie a odstavovania elektrárne je mimoriadne zložitý a časovo náročný. Medzi kľúčové aktivity patria:

• stabilizácia reaktorov a chladenie roztopeného paliva,
• odstránenie vyhoreného paliva z bazénu jednotky 4 (tento proces bol jedným z prvých väčších úspechov a odstránenie paliva z bazénu jednotky 4 bolo dokončené v priebehu nasledujúcich rokov),
• zber a spracovanie kontaminovanej vody, skladovanie v nádržiach, inštalácia systémov na čistenie (napr. ALPS), budovanie tzv. „ľadovej steny“ (frozen soil wall) na zníženie prítoku podzemnej vody do poškodených budov,
• dlhodobé plánovanie dekontaminácie krajiny, sledovanie radiácie a postupné uvoľňovanie niektorých oblastí k návratu obyvateľov.

Oficiálne plánované odstavovanie a úplné odstránenie aktívnej zóny a kontaminovaných materiálov sa odhaduje na desiatky rokov (často sa uvádza rozmedzie 30–40 rokov alebo viac), pričom proces môže byť predĺžený v závislosti od technických a bezpečnostných výziev.

Voda, tretej fázy spracovania a medzinárodné obavy

Jedným z najkontroverznejších problémov zostáva správa obrovského objemu kontaminovanej vody, ktorá sa zhromažďuje v nádržiach pri zariadení. Aj po spracovaní zostáva vo vode najmä tritium, ktoré nie je možné jednoducho odstrániť. Japonská vláda a TEPCO oznámili plány na postupné uvoľňovanie ošetrenej a naistotenej vody do oceánu, čo vyvolalo odpor a obavy u rybárskych komunít i niektorých susedných krajín. Podľa odborných posudkov by takéto uvoľňovanie po primeranom zriedení a monitoringu malo byť radiologicky bezpečné, avšak verejná dôvera zostáva oslabená.

Globálny dopad a poučenia

Havária vo Fukušime mala výrazné medzinárodné dôsledky:

• mnohé krajiny revidovali svoje bezpečnostné postupy a niektoré (napríklad Nemecko) urýchlili dočasné alebo trvalé uzatváranie jadrových blokov,
• medzinárodné agentúry posilnili pravidlá pre ochranu pred prírodnými katastrofami, záložné zdroje energie a plánovanie núdzových opatrení,
• nastal zvýšený dopyt po transparentnosti, nezávislom dohľade a dôslednej komunikácii s verejnosťou v prípade jadrových udalostí.

Zhrnutie

Havária jadrovej elektrárne Fukušima Daiči je jednou z najvážnejších jadrových událostí v histórii. Okrem technických a environmentálnych škôd priniesla aj hlboké sociálne a politické následky, ktoré ovplyvnili prístup k jadrovej energii v Japonsku aj vo svete. Odstraňovanie následkov pokračuje aj roky po udalosti a predstavuje dlhodobú kombináciu technických výziev, zdravotného sledovania, sociálnej podpory a medzinárodnej spolupráce.

Jadrové reaktory

Jadrové reaktory pre bloky 1, 2 a 6 dodala spoločnosť General Electric, reaktory pre bloky 3 a 5 spoločnosť Toshiba a pre blok 4 spoločnosť Hitachi. Architektonický návrh pre bloky spoločnosti General Electric vypracovala spoločnosť Ebasco. Všetky stavebné práce vykonala spoločnosť Kajima. Od septembra 2010 sa v bloku 3 používa palivo MOX|zmiešané oxidové palivo (MOX). Bloky 1 až 5 mali/majú ochrannú konštrukciu typu Mark 1 (torus v tvare žiarovky), blok 6 má ochrannú konštrukciu typu Mark 2 (nad/pod).

Blok 1 je reaktor s vriacou vodou s výkonom 439 MW (BWR3), ktorý bol postavený v júli 1967. Komerčne začal vyrábať elektrickú energiu 26. marca 1971 a jeho odstavenie bolo plánované na marec 2011. Bol poškodený počas zemetrasenia a cunami v Sendai v roku 2011. Reaktor mal v čase výroby vysokú úroveň atómovej a zemetrasnej bezpečnosti, ale v súčasnosti je už starý a zastaraný. Nikto netušil, že v Japonsku môže dôjsť k takému silnému zemetraseniu. Blok 1 bol navrhnutý na špičkové zrýchlenie zemského otrasu 0,18 g (1,74 m/s² ) a spektrum seizmickej odozvy vychádzajúce zo zemetrasenia v okrese Kern v roku 1952. Všetky bloky boli skontrolované po zemetrasení Miyagi v roku 1978, keď seizmické zrýchlenie zeme bolo 0,125 g (1,22 m/s² ) počas 30 sekúnd, ale nebolo zistené žiadne poškodenie kritických častí reaktora.

Jednotka	Typ	Najskôr išiel atómovo "kritický	Vyrobená elektrická energia	Reaktor dodáva	Navrhol	Postavené podľa
Fukušima I - 1	BWR-3	október 1970	460 MW	Spoločnosť General Electric	Ebasco	Kajima
Fukušima I - 2	BWR-4	18. júla 1974	784 MW	Spoločnosť General Electric	Ebasco	Kajima
Fukušima I - 3	BWR-4	27. marca 1976	784 MW	Toshiba	Toshiba	Kajima
Fukušima I - 4	BWR-4	12. októbra 1978	784 MW	Hitachi	Hitachi	Kajima
Fukušima I - 5	BWR-4	18. apríla 1978	784 MW	Toshiba	Toshiba	Kajima
Fukušima I - 6	BWR-5	24. októbra 1979	1 100 MW	Spoločnosť General Electric	Ebasco	Kajima
Fukušima I - 7 (plánované)	ABWR	október 2016	1 380 MW
Fukušima I - 8 (plánované)	ABWR	október 2017	1 380 MW

Typický kontajner typu panning BWR Mark I, ktorý sa používa v blokoch 1 až 5.

Navrhovaná dlhodobá bezpečnostná činnosť

Bór

Úradníci uvažovali o tom, že by do bazénov s vyhoreným palivom vložili kyselinu boritú, bórované plastové guľôčky alebo karbid bóru, ktoré by pohlcovali neutróny, alebo by ich tam pustili zo vzduchu. Francúzsko 17. marca 2011 dopravilo do Japonska 95 ton bóru. Neutróny pohlcuje kyselina boritá, ktorá bola vstrekovaná do jadier reaktorov, ale nie je jasné, či bol bór zahrnutý aj do hadíc a hasičských áut striekajúcich vodu na vyhorené palivo.

"Sarkofágová hrobka" a tekutý kov

Tlačová agentúra Reuters 18. marca uviedla, že hovorca japonskej jadrovej agentúry Hidehiko Nišijama na otázku o pochovaní reaktorov do pieskového a betónového hrobu povedal: "Toto riešenie je v našich mysliach, ale sústredíme sa na ochladzovanie reaktorov."

Po havárii v Černobyle použili pracovníci atómovej bezpečnosti na pokrytie elektrárne 1 800 ton piesku a hliny. To spôsobilo problém, pretože boli tepelnými izolátormi a zadržiavali teplo vo vnútri. Preto sa najprv muselo na ňu položiť neodparovateľné chladivo, napríklad tekutý kov. Keď sa všetko ochladí, vytvorí sa konštrukcia, ako je "sarkofágová hrobka" černobyľskej jadrovej elektrárne.

Vodná veža tokijského hasičského zboru; do Fukušimy boli nasadené aj ďalšie hasičské autá s "vodnou vežou".

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to jadrová elektráreň Fukušima Daiči?

Otázka: Kto prevádzkoval jadrovú elektráreň Fukušima Daiichi?

Otázka: Čo sa stalo v marci 2011 v jadrovej elektrárni Fukušima Daiči?

Otázka: Aký vplyv mali mimoriadne udalosti v jadrovej elektrárni Fukušima Daiichi na budúcnosť jadrovej energie?

Otázka: Aká bola reakcia Medzinárodnej agentúry pre energiu na jadrovú haváriu vo Fukušime?

Otázka: Kedy bola postavená jadrová elektráreň Fukušima Daiči?

Otázka: Kde sa nachádza jadrová elektráreň Fukušima Daiichi?

Hľadajte podľa písmena