Фукушима

[Ana]

Приведу тут кое-какую информацию предложенную на докладе сделанном проф. Наото Секимурой, заместителем декана, School of Engineering, Department of Nuclear Engineering and Management, The University of Tokyo.

 

Напомню.

Тохоку землетрясение, 9 баллов (максимальна величина по шкале используемой в Японии) произошло 11 Марта, 2011 года, в пятницу, в 2 часа 46 минут дневного времени. Эпицентр первого и сильнейшего толчка находился на глубине 32 км. в океане на расстоянии 129 км от г. Сендай и в 373 км от Токио.

На самом деле было еще не менее четырех толчков величиной около 7 балов в тот же день, и после еще огромное количество меньших по величине автошоков с эпицентрами в разных точках вдоль северо-восточного побережья Японии, причем эпицентр одного из 7бальных землетрясений был в непосредственной близости от Токио.

 

Через 45 минут после первого толчка на побережье Японии обрушилось страшное цунами.

[Ana]

Тут преведены данные какой высоты над уровнем моря зарегистрированна волна цунами вдоль восточного побережья Японии.

Как видите, максимальная высота волны достигала 40 метров!

[Ana]

Как вы знаете, от стихийного бедствия сильно пострадала атомная станция Фукушима-даичи. Вот её фотография до события

[Ana]

Фотографии момента прихода цунами вблизи станции:

[/url]

[Ana]

Вот это интересная серия фотографий (с самой станции):

 

 

Большой белый бак по центру расположен 15 метров выше уровня моря. Вода начала поступать в комнату в 42:40, а в 43:54 этот бак уже полностью изчез под водой Весь удар волны уложился практически в 3 минуты. Естественно что ни у чего живого при такой мощи удара нет шансов спастись.

 

Позже я продолжу.

[Ana]

На самом деле, не смотря на то что проектная устойчивость реактора не была расчитана на землетрясение такой мощности, само землетрясение не нанесло непоправимого ущерба. Защитные стержни при землетрясении упали как положено и ядерная реакция была остановлена. От толчка повределись линии электорпередач и станция потеряла внешнее электроснабжение. Однако, как положено заработали запасные дизельные генераторы и все бы ничего, да тут пришло цунами. В семи километрах от Фукушима-даичи расположена друга атомная станция Фукушима-дайни. Она выдержала такой же силы удар стихии, но там все обошлось. Почему? Вот схематическая картинка обеих станций под ударом волны:

[/url]

 

Одной из причин было то что в Фукушима-дайни, на пути к реактору стояло еще одно здание - трансформаторная будка или что-то в этом роде, heat exchenger building, которое и приняло на себя основной удар.

Но и это, пожалуй, не главное. Дело в том что запасные дизельные генераторы в Фукушима-даичи, в отличии от Фукушима-дайни находились в подвале, и когда пришла цунами, они оказались залиты водой. Т о реактор остался абсолютно без энергии.

[Ana]

Станция оказалась обсолютно без света. Рабочии не были в состоянии даже осмотреть повреждения. Они собирали батарейки просто с миру по нитке. Они использовали карманные фанарики,снимали аккомуляторы со всех доступных средств передвижения, с личных автомобилей, с пожарных машин, с компрессоров и т д, и составляли из них какие-то самодельные батареи. Самая большая проблема была это полное отсутствие информации о повреждениях. Они не могли ни измерить уровень воды ни давление в реакторе. После оказалось, что кое-какие запасные генераторы (новые единицы) остались неповрежденными, но так как намокли переключатели эти генераторы не могли быть введены в работу. В общем с цунами прекратили работать все охлаждающие реактор системы и пошел нагрев.

[Pawlo]

Большое спасибо за подробности

[Ana]

На момент землетрясения, работали с первого по третий энегроблоки реактора, так что основные проблемы возникли именно там.

Так вот схематически выглядит топливное ядро энергоблока:

 

урановые "таблетки" диаметром 1 см сложены в циркониевые трубки которые и формируют топливную основу реактора. После остановки цепной реакции деления, топливо еще продолжает довольно долгое время выделять тепло за счет того что продукты деления распадаются до стабильного состояния. Это тепло нужно отводить. Вот схема повреждения системы охлаждения в первом энегроблоке:

 

[/url]

 

Отключились все насосы, вода для охлаждения перестала подаваться и отводиться, в следствии нагрева она стала интенсивно испаряться, уровень жидкой воды упал и повысилось давление. Когда уровень воды перестал закрывать топливо, оно от перегрева началось плавиться.К тому же при температуре выше 1.500К цирконий начинает гореть в воде с выделением водорода.

[Ana]

Здесь я приведу график данные для которого были сняты непосредственно с 1ого энергоблока. Эти данные не обнародовались тогда во избежание паники, и, собственно, на основании этих и только этих данных и принимались решения.

[Ana]

Конечно график не слишком понятный ,и мне в том числе, но кое-что тут видно.

Горизонтальная шкала это время по дням, с 11 ого по 16 марта, красным треугольником отмечен момент аварийного отключения цепной реакции. Вертикальные шкалы это давление в кПа (слева) и уровень воды (справа)

 

Т е насколько я вижу ,первые данные с реактора удалось снять только уже ближе к полуночи. Наутро же было обнаружено катастрофическое увеличение давления водяных паров (голубенькая линия с квадратиками)

Дело в том, что максимально допустимое давление в системе по условиям проекта могло быть 427кПа, штатный режим работы предполагал порядка 5кРа, здесь же на графике, как вы видите давление к утру 12 марта оказалось порядка 750кПа, т е в два раза больше предельно допустимого!

 

Не трудно представить состояние работников снявших в то утро эти показания. Взрыв всего энергоблока мог произойти абсолютно в любой момент и удивительно что еще не произошёл.

 

Так что эти данные широкая публика на тот момент не видела. И вообще не очень ясно кто все же таки принимал или должен был принимать решения в таком случае.

В конце концов команда принимает решение о сбросе водяных паров. Мягкий сброс не получился. произошел всем известный взрыв из-за скопившегося водорода. Уровень радиации выброшенной взрывам оказался сравнимым с взрывом на Чернобыльской АЭС. Однако существенная разница все же есть. Если бы японцы не решили сбросить пар то взрыв все равно был бы, но тогда взорвалось бы все. Разлетелись бы не только короткоживущие изотопы вроде изотопов йода и цезия, но разлетелись бы и все топливо. Разве что, возможно, раньше надо было попытаться сбросить давление.

[Ana]

Фиолетовая линия на графике показывает стремительное падение уровня воды в системе. Тогда приняли решение заливать воду в реактор, путь даже морскую, что само по себе очень плохо с точки зрения радиационной химии. Несмотря на отчаянные попытки залить реактор водой, как видно из графика уровень воды в энергоблоке не поднимался. Очевидно в следствии утечки из-за нарушения целостности корпуса. А вообще-то высокий уровень уже, возможно, и не нужен был, все топливо в первом энергоблоке растаяло уже через 16 часов после отключения, осело на дно (Reactor Pressure Vessel (RPV)), протопило дно и стало выливаться на следующий уровень(Primary Containment Vessel (PCV)).Часть топлива просочилось наружу. Дно и пьедестал для реактора подверглись коррозии со стороны вытекшего топлива. Коррозия прошла на глубину основания на 0.7 метра.

[Ana]

Подобная ситуация, хоть и чуть менее напряженная была и на 2 и на 3 энергоблоках.

На 4,5 и 6 энергоблоках не было активного топлива, однако были бассейны с долгосрочными отстойниками отработанного топлива, которые хоть и не столь интенсивно, но все же вырабатывали еще остаточное тепло и их тоже следовало охлаждать, и тоже было нечем ввиду отсутствия какой-либо энергии.

Вот что удивило специалистов так это взрыв водорода на четвертом энергоблоке. Ведь там не могло идти горения цезия в воде. Чтобы получить ответ проводили отдельное исследование. И вот что обнаружили:

Странное инженерное решение соединяло трубой 3 и 4 энергоблоки. Вот через эту трубу водород, выработанный в следствии реакции над активным топливом в третьем энергоблоке, перебрался и в четвертый энергоблок и стал там причиной взрыва.

[Ana]

Осталось сказать насчет радиационного заражения.

Для примера, чтобы иметь возможность оценить степень серьезности приведу следующие цифры:

3.6 mSv/yr средняя величина радиации по Северной Америке

0.06 mSv обычный рентгеновский снимок

100 mSv/yr предел облучение практически наверняка вызывающий рак

500 mSv вызывает лейкемию и поражает все органы человеческого тела.

1000 mSv лучевая болезнь

3500-5000 mSv смерть в течении месяца

50 mSv/yr в течении 5 лет это максимум для рабочего.

 

[Ana]

Это данные по радиации непосредственно в самом здании ядерного реактора:

Скачки, естественно, соответствуют взрывам с выбросами радиации.

 

1 mSv/hr = 8760 mSv/yr Те горизонтальный уровень отмеченный на графике как 1 на в 8.8 раз превышает предел вызывающий лучевую болезнь.

 

[Ana]

Аналогичные данные по Фукушима-префектуре:

И в самом Токио:

на этих графиках единицы измерения: 1 mkSv/hr (микро зиверт в час)= 8.7 mSv/yr (мили зиверт в год) (3.6 mSv/yr средняя величина по США). Т е не говоря уж о самой префектуре, даже в Токио, уровень радиации более чем в два раза превышал среднеамериканский

[Ana]

Ветер в те дни дул в северо-западную сторону (противоположную Токио), так что актуальное распределение радиационных выбросов

данные приведены суммарные за месяц, с 11 марта по 12 апреля 2011 года, а милизивертах.

[Ana]

Эвакуация:

к вечеру 11 марта была объявлена эвакуация из 3км зоны; 12ого с утра приказано было удалить людей из радиуса 10 км, а к вечеру 20 км.

78000 человек было эвакуировано из 20-километровой зоны вокруг Фукушима-даичи. 30 км радиус - не обязательно, но желательно.

Сейчас спустя год, 20 километровая зона охраняется и попасть туда нельзя. Внутри 30 километрового радиуса жить уже разрешили, но народ как-тоне торопится возвращаться.

[Ana]

3695 рабочих работало на станции с марта 2011 и 3388 рабочих с апреля 2011.

По данным на конец июня того года, утверждается, что

86 рабочих получило дозу радиации порядка 100-150 мили зивертов

14 рабочих получило дозу 150-200

2 рабочих 200-250

и 6 человек получили облучение дозами 309-678 мили зивертов.

Т е смертельную дозу радиации не получил никто из рабочих, хотя больше 100 человек почти гарантированно получат злокачественные опухоли.

[Ana]

Ну и наконец чем все это обернулось для атомной промышленности Японии.

 

Оказывается, согласно японскому законодательству, несмотря на то что атомные станции являются частной собственностью (что уже абсурд, имхо), разрешение на их работу, требование остановки, проверки и разрешение на запуск дается местным управлением, т е жителями той конкретно административной территории на которой располагается АЭС. Вот к чему это привело:

Аварии, мелкие и крупные, происшедшие на ряде АЭС после землетрясения и цунами заставила ТЭПКО закрыть 17 энергоблоков (отмечено красным на карте), все же остальные 34(желтые) (кроме трех ) энергоблоки всех АЭС Японии на сегодняшний день закрыты по требованию местного населения и последние три планируют прекратить свою работу к этому лету.

 

Несмотря на то что правительство пытается убедить, продавить, заставить население согласиться на атомную энергию, японцы решительно настроены отказаться от столь опасной энергии.

У Японии нет своих энергетических ресурсов, абсолютное большинство энергии они импортируют.

Ядерная энергия до Фукушимы составляла 30% (48.9 GW) от общей потребляемой Японией энергии. И, на данный момент они (именно население а не правительство) настроены отказаться от этого вообще.

 

Как интересно это у них получится?

Я что-то не верю. Они перестанут пользоваться кондиционерами? Откажутся от своих скоростных поездов- шинкансенов?

Боюсь, что это только пока. Пока страшно. А когда невозможным образом подскочат цены на энергию, когда увеличится безработица, а память о Фукушиме сотрется, будут ли они столь же убеждены что смогут обойтись без ядерного топлива?

[joseph]

Перейдут на газ.

[Ana]

Во всем этом деле еще любопытно, как разница ментальности отражается на поиске виноватых.

 

Сколько я не слушала американцев об этом деле, все они, если прямо спросить, складывают ответственность на тэпко, впрочем, оправдывая последних исключительностью ситуации. А по собственной инициативе говорят только о технических деталях, т е о инженерных ошибках, недостатках конструкции, не тренированности сотрудников станции на экстренные ситуации. На замечания о том, что нелепо закладываться на столь исключительные события, все равно невозможно предусмотреть все, включая стихийные природные бедствия любой силы, человеческую халатность и батарею фатальных ошибок, или же хитрость диверсантов или террористов. На все такие замечания американцы только пожимают плечами. Очевидно психология тут такова - надо просто стараться по-максимуму, и коль случился некий прецедент, то его нужно иметь ввиду и сообразно вводить новые стандарты.

 

Сколько же я не говорила с нашими, реакция одна - виновато правительство в Токио.

[Ana]

И то дело.

Взрыв на первом энергоблоке произошел через сутки после землетрясения. 16 часов понадобилось топливу чтобы расплавится. Все это время практически ничего реально не предпринималось.

Между прочим ,если кто помнит, год назад в течении нескольких дней говорилось о том, что топливные стержни могут оголиться и топливо может начать плавиться.

А на самом деле к тому моменту когда я, например, будучи сильно смещенной по времени от Японии, только узнала о происшедшем землетрясении и цунами, к тому времени топливо уже в значительной степени расплавилось.

Пока рабочие на станции собирали из подручных средств батарейки чтобы исследовать повреждения, правительство ,такое ощущение, просто ждало и наблюдало чем все закончится. А император слинял в Киото.

[Ana]

Я уже год назад приводила мнение нашего знакомого, который на тот момент работал (да и сейчас работает) на АЭС по соседству с Фукушимой-даичи (в Ибараку-прифектуре). Он говорит что на их станции волне не хватило 70 см высоты чтобы повторился тот же сценарий что и на Фукушиме.

Вообще-то он откровенный западник, но однако и он считает , что это самоубийственный маразм когда атомная энергетика находится в руках частных компаний.

И это он всегда приводит случай нормальной реакции правительства на подобную внештатную ситуацию:

 

После землетрясения в Спитаки, на Армянской АЭС и без всякого цунами вышло из строя все что могло выйти и так же пошел неконтролируемый нагрев. Более того, все сотрудники станции в полном составе просто слиняли с объекта предоставив событиям развиваться как им вздумается. Москва точно так же не имела никакой информации о том что происходит на станции, однако она отреагировала немедленно - с Кольского полуострова на Армянскую АЭС срочно было переброшено оборудование и специалисты. В течении 6 часов после землетрясения (!) на станцию был, говорит, доставлен весь необходимый минимум для предотвращения катастрофы.

 

Кто-нибудь тогда отметил похвалой столь исключительно верные действия горбачевского правительства (не верю что подобные действия у нас проходили без согласования на самом верху) и Минобороны СССР? Нет. Они делали только то, что должны были делать. Гласность в 1988 году уже не подразумевала добрых слов о правительстве СССР.

 

А что сделало правительство Японии и что сделало ТЭПКО? Ничего.

Говорят не могли наладить связь со станцией. Ладно телефонные линии повреждены, ладно нет электричества, ладно сотовая связь перегружена, но неужели там не было рации??! Допустим, не было о той связи что вообще-то уже более ста лет доступна даже каким-нибудь полярникам и путешественникам мореплавателям, но неужели в Токио не нашлось вертолетов?! Сгонять вертолеты туда-сюда на все атомные объекты не заняло бы более 2х часов. Это если так уж хотели поговорить с работниками станции. Но вообще-то зачем? Работники и сами на тот момент не знали и без оборудования не могли знать, что у них происходит. Им бы спасибо сказать ,что вообще не сбежали со станции как армянские товарищи. Неужели еще к ночи 11 ого марта нельзя было доставить на Фукушиму-даичи новые генераторы? Ведь тогда, до взрыва, и радиационный уровень был еще не настолько уж высок.

[joseph]

Разрушенные реакторы сейчас герметизированы или нет?