Уроки Фукусимы

11 марта 2011 года произошла авария на АЭС Фукусима-1.  Вторая в истории, после Чернобыля, авария 7-го (максимального) уровня по Международной шкале ядерных событий. Заведующий научным отделом Чернобыльского радиационно-экологического биосферного заповедника (Украина) правильно заметил, что это событие разрушило историческую монополию Чернобыля и внезапно оказалось, что крупные радиационные аварии могут случаться не только в советской системе управления.

Атомная электростанция Фукусима-1 — АЭС, расположенная в городе Окума в префектуре Фукусима. Фукусиму-1 начали строить в 1966 году, ввели в эксплуатацию – в 1971 году, вывели из эксплуатации – в 2013 году. Станция состояла из 6 энергоблоков с реакторами типа BWR (boiling water reactor) - кипящий водо-водяной реактор - тип корпусного водо-водяного ядерного реактора, в котором пар генерируется непосредственно в активной зоне и направляется в турбину. Шесть энергоблоков суммарной мощностью 4,7 ГВт делали Фукусиму-1 одной из 25 крупнейших атомных электростанций в мире. Фукусима-1 — первая АЭС, эксплуатируемая Токийской энергетической компанией – TEPCO.

Фукусимой-1 станция стала назваться после того, как в 1982 году ввели в эксплуатацию Фукусиму-2, расположенную в 11,5 км севернее АЭС Фукусима-1. Фукусима-2 была закрыта в 2019 году.  

Фукусима-1 была построена по проекту американской фирмы (с выразительным названием) Ebasco. Это холдинговая компаниея, основанная концерном General Electric в 1905 году.

Строить АЭС в зоне землетрясений и цунами - это уже большой риск. Но, вадно, как была построена Фукусима-1.

Поскольку Фукусима-1 - это американский проект, то в нём был приоритет защиты АЭС от часто случающихся в США торнадо. Для защиты от торнадо аварийные генераторы располагались в подвальных помещениях. На побережье Японии основная угроза – это не торнадо, а регулярно случающиеся цунами. Но, японцы решили сэкономить, и для защиты от цунами проект перерабатывать на стали.

Фукусима-1 была рассчитана землетрясение 8 баллов и цунами высотой в 6 метров, хотя в тех местах случаются землетрясения в 9 баллов, а цунами за последние сто лет минимум трижды было высотой свыше 10 метров, а один раз, 1 сентября 1923 г. - и больше двадцати метров.

Фото: Hidenori Nagai / The Yomiuri Shimbun via AFP.

11 марта 2011 года 14:46 по местному времени (в 8:46 по московскому) в Тихом океане к северо-востоку от Токио произошло землетрясение магнитудой 9. Это землетрясение, признанное самыми мощными в Японии за всю историю современных наблюдений (по силе за всю историю наблюдения пятое в мире), спровоцировало цунами. Волны высотой 30-40 метров снесли дома, автомобили и даже самолеты в местных аэропортах. 19 747 человек признаны погибшими в результате землетрясения и цунами 2011 года. Еще 2556 до сих пор числятся пропавшими без вести.

Во время землетрясения блоки №№ 4, 5 и 6 находились в плановом отключении на техобслуживание и перегрузку топлива, а реакторное топливо уцелевшего 4-го энергоблока было выгружено в ноябре 2010 года (топливо оставалось лишь в бассейнах выдержки ОЯТ). В результате землетрясения на АЭС «Фукусима-1» автоматически сразу отключились все три работавших энергоблока. Так и должно было произойти в целях безопасности.

Первая волна высотой 4 метра достигла станции через 40 минут после основного толчка, а в 15:35 пришла вторая волна высотой 14 -15 метров, что превысило высоту защитной дамбы, рассчитанной на волну в 6 метров, и уровень самой площадки АЭС.

Размещённые в подвальных помещениях аварийные дизель-генераторы были затоплены сразу. Также волна цунами смыло стоявшие снаружи тяжёлые резервуары, оборудование и дошла до удалённых от берега зданий, оставив после себя множество обломков конструкций. Затопление привело к человеческим жертвам: два сотрудника TEPCO, находившиеся в турбинном здании четвёртого энергоблока, были настигнуты нахлынувшей водой и погибли.

На станции отключилось всё электроснабжение, которое необходимо для отвода остаточного тепловыделения реакторов, которое на момент остановки составляет около 6,5 % от номинального уровня мощности.

На АЭС срочно доставили силовые установки для замещения неработающих дизелей, но оказалось, что они не той системы, а энергия аварийных батарей закончилась через два часа. К тому же морская вода, залившая подвалы, закоротила главный электрораспределительный щит, и все последующие попытки спасти ситуацию, были, по сути, уже бесполезны. Хотя, казалось бы, аварийным охлаждением могло бы послужить само море — но от такой возможности (имеющейся в некоторых американских реакторах схожей конструкции) отказались, потому что после двухнедельной проливки морской водой реактор идет на списание.

В условиях наличия отсутствия достаточного охлаждения, во всех трёх энергоблоках стал снижаться уровень теплоносителя и расти давление, создаваемое образующимся паром. На первом энергоблоке, чтобы избежать взрыва радиоактивного пара, его сначала сбрасывали в гермооболочку, давление в которой возросло до 840 кПа при расчётном значении в 400 кПа. Чтобы гермооболочка не разрушилась, пар пришлось сбрасывать в атмосферу. Давление в гермооболочке удалось сбросить, однако в обстройку реакторного отделения проникло большое количество водорода, образовавшегося в результате оголения топлива и окисления циркониевой оболочки ТВЭЛов паром. Вентиляция здания без электроснабжения не работала, аварийную же систему, работавшую от пара, запустить не удалось, так как клапаны подачи пара открывались…только электродвигателями. Есть версия, что эта самая электросистема клапанов была повреждена еще при землетрясении (подтверждается некоторыми действиями персонала АЭС).

12 марта в 9:36 по московскому времени водород взорвался. В здании на такой случай были предусмотрены вышибные панели, но руководство ТЕРСО еще в 2007 году приказало приварить их к стенам на всех своих станциях, так как они иногда случайно открывались во время мелких землетрясений и нервировали персонал. В результате взрыва четыре человека, принимавшие участие в работах на станции, получили ранения. Уровень радиации на границе промплощадки станции сразу после взрыва достиг 1015 мкЗв/час, что примерно в 9000 раз выше нормы.

13 марта Правительство Японии сообщило о сложной ситуации на блоке № 3 — вышла из строя система его аварийного охлаждения. В 9:20 по местному времени начался сброс давления в гермооболочке путём выпуска пара.

14 марта на третьем энергоблоке произошел взрыв водорода. Ударная волна ощущалась на расстоянии до сорока километров. Были ранены 11 человек. Радиационный фон в окрестностях станции составил 751 мкЗв/час.

15 марта, примерно в 6:20 по местному времени произошёл взрыв на втором энергоблоке. Наученные горьким опытом японцы попытались спускать пар не прямо в атмосферу, а в бассейн-барботёр. В результате взрыв был слабее, чем на первом и третьем, зато больше продуктов выброса попало на промплощадку, где в момент взрыва уровень радиации вырос до 8217 мкЗв/час. Одновременно с этим на блоке № 4 произошёл пожар в хранилище отработавшего ядерного топлива, где в бассейне выдержки испарилась вся вода. Радиоактивные вещества стали поступать в атмосферу. Пожар был потушен в течение двух часов. Впрочем, на следующий день он разгорелся снова. Со станции был эвакуирован почти весь персонал.

Фото: Яндекс.

24 мая выясняется, что все стержни оплавились ещё в марте, а само ядерное топливо, вернее, так называемый кориум (радиоактивная смесь типа вулканической лавы из топлива, циркониевых оболочек ТВЭЛов, железа, песка, бетона и прочего) проплавил контейнмент реактора и упал на пол в подвал. Такое обнаружилось в трёх реакторах.

Кроме того, в подвалах энергоблоков скопилось около ста тысяч тонн радиоактивной воды, которую заливали в реакторы, которая просачивается за пределы станции. В Японии долго думали, что делать с этой водой, и после безуспешных попыток её очистить, приняли единственное возможное решение – постепенно сливают её в море.

Радиоактивные выбросы загрязнили территорию более 1000 квадратных километров, откуда было эвакуировано около 160 000 жителей.

Первоначально радиус зоны отчуждения составлял 30 километров, и увеличивался на северо-запад до 45 км. С 2011 и до 2019 года радиус зоны отчуждения уменьшился до 10 км и до 35 километров на северо-запад.

По оценке МАГАТЭ, выброс радионуклидов при аварии Фукусимы-1 оставил примерно 20% от того, что было выброшено при катастрофе на Чернобыльской АЭС.

Из положительного – во время аварии и при ликвидации её последствий не было зарегистрировано случаев острой лучевой болезни. В 2018 году Япония впервые признала смерть человека из-за поражения радиацией после аварии на АЭС "Фукусима-1". Мужчина в возрасте старше 50 лет умер от рака легких, который ему диагностировали в 2016 году. Имя его не называется.

Ранее правительство Японии признало, что радиационное поражение стало причиной болезней у четырех человек. Случай смерти из-за радиации от "Фукусимы" - первый, признанный властями.

Известно, что умерший мужчина работал на атомных станциях с 1980 года, а после аварии на "Фукусиме" отвечал за измерение уровня радиации.

Он не менее двух раз отправлялся в командировки на пострадавшую от землетрясения АЭС и при этом носил защитный костюм и маску, сообщило министерство здравоохранения, труда и социального обеспечения Японии.

Министерство согласилось с выводами экспертной комиссии о причинах смерти мужчины и постановило, что его семье должна быть выплачена компенсация.

Авария на Фукусиме-1 в очередной раз показала, насколько опасно пренебрежительно относиться к безопасности АЭС. Но, станцию стали строить в 1966 году, а проект разработали ещё раньше – в то время люди не знали, к каким последствиям может привести авария на АЭС. К сожалению, случившаяся в 1986 году катастрофа на Чернобыльской АЭС не заставила японцев улучшить безопасность своих АЭС.

По рассказам побывавших на Фукусиме-1 сотрудников "Росатома", они были в шоке, когда увидели, что помещения аварийных генераторов построены прямо на берегу океана, и закрывались они дверями из ДВП типа межкомнатных, которые были сразу смыты волной цунами.

Важную роль сыграли трещины в бетонных фундаментах пожилой АЭС, которые перед инспекцией МАГАТЭ в 2010 году срочно заклеили бумагой с текстурой бетона. Именно по этим трещинам разлезлась вся защита от цунами. 

Так же сотрудники "Росатома" рассказали, что аварийные работы по спасению Фукусимы-1 проводились в полном соответствии с японскими инструкциями. Было необходимо работать сверхурочно, чтобы предотвратить тяжёлые последствия. Именно так работали ликвидаторы катастрофы на ЧАЭС. Но, в Японии дисциплинированные люди, привыкшие чётко выполнять инструкции. Поэтому, когда завершался рабочий день, персонал АЭС организованно покидал территорию Фукусимы-1. Знали ли они, что если не предпринимать срочных мер, то будут взрывы энергоблоков? Знали. Тогда почему уходили, не выполнив до конца работу? Потому что так надо по инструкции – покинуть АЭС после завершения рабочего дня, а инструкции дисциплинированные японцы соблюдают. Естественно, при таком подходе не удивительно, что благодаря Интернету на всей Земле люди выдели, как взорвалось два энргоблока.

Выводы были сделаны. После аварии на Фукусиме-1 все атомные реакторы в Японии были отключены — страна впервые за 40 лет оказалась без ядерной энергии. Со временем стало понятно, что без атомной энергии Японии не выжить, и большую часть из АЭС вернули в строй, хотя решения и сопровождались протестами населения.

Так совпало, что после аварии на Фукусиме-1 в Литве провели референдум по вопросу строительства там новой АЭС взамен закрытой Игналинской АЭС. Предсказуемо большинство населения Литвы, 62,29%. высказалось против АЭС.  За - 34,66%. В результате Литва попала в энергетическую зависимость от соседних стран.

В Беларуси оппозиция, традиционно протестовавшая против строительства в стране АЭС, пыталась в протестах использовать аварию на Фукусиме-1. Но, как говорят в некоторых кругах, "здесь тебе не там".

После аварии на Фукусиме-1 МАГАТЭ существенно переработало требования к безопасности АЭС и эти требования, в которых особое внимание уделено аварийным генераторам и аварийному охлаждению реакторов,и эти требования в полном объёме выполнены при сооружении Белорусской АЭС.