Nazeleno.cz – úspory energie, izolace, zdravý životní styl, biopotraviny, ekologie [logo]

DOPORUČUJEME:

Ceny Energie

Najdeme nejlevnějšího dodavatele!

Partneři sekce

Jaderná elektrárna Fukušima opravdu není Černobyl

KOMENTÁŘ. K jaderné elektrárně Fukušima obrací oči celý svět. Zemětřesení otřáslo nejen Japonskem, ale také jadernou energetikou. Co se stalo v jaderné elektrárně Fukušima? Hrozí další Černobyl? Jaké důsledky bude mít Fukušima pro japonský jaderný program?

04. 04. 2011 | Petr Nejedlý

Ve zkratce:

Japonsko do zemětřesení provozovalo 55 jaderných reaktorů, v kterých vyrábělo zhruba 30 % elektřiny.V průběhu zemětřesení byly automaticky odstaveny elektrárny na severovýchodě země. Jednalo se bloky Onagawa 1-3, Fukušima Daiči 1-3, Fukušima Daini 1-4 a Tokai 1.

V pátek 11. března v 14:46 místního času zasáhla Japonsko série velmi silných zemětřesení. Těžce zasažena byla rovněž jaderná elektrárna Fukušima Daiči.

Epicentrum zemětřesení bylo identifikováno geologickou službou USA přibližně 373 kilometrů severovýchodně od Tokia, cca 130 kilometrů východně od města Sendai na ostrově Honšú. Síla zemětřesení byla klasifikována na 9,0 stupně Richterovy stupnice, což je jedno z nejsilnějších zemětřesení, které kdy bylo zaznamenáno v moderní historii lidstva.

"Jaderné elektrárny nejsou jediná technická zařízení, která v případě havárie způsobené přírodní katastrofou mohou negativně ovlivnit životy okolních obyvatel."

Dopady na japonskou průmyslovou infrastrukturu jsou zdrcující. Na televizních obrazovkách jsme mohli sledovat už v den zemětřesení „on-line“ naprosto zdevastované a plameny sžírané velké průmyslové podniky, včetně největší japonské ropné rafinérie. Zničeny byly rovněž výrobní závody automobilek Toyota a Honda. Továrny musela uzavřít firma Sony a desítky dalších velkých průmyslových korporací.

Jaderná energie

    – Jaderné elektrárny a výroba energie

    – Malé jaderné reaktory

    – Jádro versus obnovitelné zdroje 

    – Budoucnost má jaderná energie?

    – Elektřina zdražuje kvůli Japonsku

Japonská jaderná energetika

Japonsko do zemětřesení provozovalo 55 jaderných reaktorů, v kterých vyrábělo zhruba 30 % elektřiny. Z technického pohledu je logické, že takto mimořádně silné zemětřesení muselo postihnout i provozované jaderné bloky.

V průběhu zemětřesení byly automaticky odstaveny elektrárny na severovýchodě země. Jednalo se bloky Onagawa 1-3, Fukušima Daiči 1-3 (4-6 nebyly v provozu), Fukušima Daini 1-4 a Tokai 1.

Pozornost světových médií již třetí týden poutá elektrárna Fukušima Daiči, v které se provozní personál pokouší stabilizovat proces dochlazování odstavených jaderných reaktorů.

Počátek problémů: Fukušima Daiči 1

První blok elektrárny Fukušima Daiči o výkonu 439 MWe je z pohledu dnešní jaderné energetiky „pradědeček“. Do provozu byl uveden již v roce 1971. Jedná se o tzv. „varný reaktor“ BWR (Boiling Water Reactor), který vykazuje zásadní technické odlišnosti od tlakovodních reaktorů PWR (Pressurized Water Reactor) resp. VVER, které jsou instalovány např. v Jaderné elektrárně Temelín.

Jaderné reaktory BWR

Elektrárny s reaktory BWR jsou tzv. jednookruhové. Pára pro pohon turbíny je vyráběna přímo v tlakové nádobě reaktoru. To znamená, že při problémech s palivem (např. netěsnost z důvodu zvýšení teploty) jsou radionuklidy poměrně snadno dále šířeny do technologických systémů elektrárny.

Ideové technologické schéma jaderné elektrárny BWR
Ideové technologické schéma jaderné elektrárny BWR (typově odpovídající Fukušima Daiči). Zdroj: World Nuclear Association

Jaderné reaktory PWR

Elektrárny s reaktory PWR jsou tzv. dvouokruhové. V tlakové nádobě reaktoru je ohřívána primární voda, která je následně vedená do parogenerátorů (tyto BWR vůbec nemá), kde uvádí do varu vodu sekundárního okruhu a vyrábí tak páru pro turbínu. Stěny trubek parogenerátorů tedy od sebe oddělují primární a sekundární okruh a oproti BWR představují „relativně neprostupnou“ bariéru pro přechod radionuklidů z chladiva primárního okruhu do sekundárního okruhu.

Ideové technologické schéma jaderné elektrárny PWR
Ideové technologické schéma jaderné elektrárny PWR. Zdroj: World Nuclear Association

Sled událostí v elektrárně Fukušima Daiči 11. 3. 2011

V době zemětřesení byly v provozu tři ze šesti reaktorů. Po iniciaci havarijního systému extrémně silným zemětřesení byly reaktory automaticky odstaveny a zahájily proces dochlazování. Vzhledem k destrukci elektrických vedení a výpadku vnějšího elektrického napájení byla příslušná čerpadla automaticky přepnuta na napájení z nouzových dieselgenerátorů.

Reaktor je nutné dochlazovat z důvodu odvodu tzv. zbytkového tepla, které vzniká v aktivní zóně reaktoru i po zastavení „energetické štěpné reakce“. Bez odvodu tepla hrozí přehřátí paliva s následným uvolňováním radionuklidů do primárního média, což v případě elektráren s BWR jednoznačně implikuje únik do dalších technologických systémů elektrárny.

V tomto okamžiku by mohla celá „story“ skončit, protože všechny systémy po zemětřesení zafungovaly tak, jak měly. Ovšem zhruba po jedné hodině došlo k výpadku nouzových dieselgenerátorů, a to z důvodu zaplavení areálu vlnou tsunami. Na základě přerušení napájení z dieselgenerátorů provozovatel elektrárny (Tepco) seznámil s nouzovou situací příslušné místní úřady, které iniciovaly odpovídající opatření, tj. evakuaci obyvatel v havarijní zóně, která v současné době dosahuje 20 kilometrů. V tomto ohledu lze vidět zásadní rozdíl oproti havárii v Černobylu, kde provozovatel postupoval zcela opačně a mnoho podstatných informací zpočátku tajil. Provozovatel JE Fukušima dopravil na místo mobilní dieselgenerátorové stanice a pokoušel se obnovit elektrické napájení a tudíž i funkci systémů chlazení.

V důsledku vývinu zbytkového tepla z aktivní zóny a nedostatečného chlazení došlo z důvodu vypařování k postupnému snižování hladiny chladící vody v reaktorech bloků 1, 2 a 3 (reaktory bloků 2 a 3 jsou stejné konstrukce BWR jako u bloku 1). Následně došlo k zvýšení tlaku, který musel být řízeně snižován otvíráním příslušných ventilů, což mělo za následek zvyšování tlaku v sekundárním kontejnmentu (budova reaktorovny). Provozovatel se rozhodl snižovat tlak v kontejnmentu 1. bloku kontrolovaným odpouštěním vzduchu a vodní páry do atmosféry. Vzhledem k tomu, že chladící voda je v kontaktu s palivem, vykazuje mírnou radioaktivitu i za normálního provozu. Samozřejmě v případě většího poškození paliva rychle stoupá i míra kontaminace radionuklidy a tudíž i radioaktivita vody. Provozovatel se snažil odváděné médium filtrovat, aby udržel radionuklidy v kontejnmentu. Stejný postup se bezprostředně po zhoršení situace na bloku 1 připravoval i pro bloky 2 a 3.

Radiační monitoring elektrárny Fukušima Daiči v této době indikoval zvýšení hladiny radioaktivity na pozemních komunikacích, v plynných a kapalných výpustích, přičemž první den vypadala situace poměrně optimisticky. Došlo k převýšení legislativně stanovených limitů, nikoliv však k překročení dávek ohrožujících zdraví obyvatelstva. Z hlediska mezinárodní stupnice jaderných událostí INES se v této době jednalo o stupeň 4Havárie bez vážnějšího rizika vně zařízení“.

VIDEO: Exploze v jaderné elektrárně Fukušima

Dne 12. března v 15:36 místního času došlo v bloku 1 k explozi, která destruovala obvodové stěny vrchní části reaktorovny. Příčinou exploze byl únik vodíku (generovaného v reaktoru z důvodu zvýšení teploty paliva), který pronikl do prostoru mezi betonovou stěnou reaktorovny a kontejnmentem a následně i pod střechu reaktorové haly. V době výbuchu nebylo zcela jasné, zda došlo k poškození kontejnmentu, tj. zajištění těsnosti, což je zásadní podmínkou zabránění úniku radionuklidů do okolí.

V rámci preventivních opatření začala oficiální místa připravovat distribuci jódových tablet, z důvodu ochrany obyvatelstva před potenciálními zdravotními následky.

Ve večerních hodinách 11. 3. bylo zahájeno čerpání mořské vody s přídavkem kyseliny borité do kontejnmentu, což obnovilo dochlazování aktivní zóny. V den zemětřesení byly publikovány první informace o technických komplikacích s chlazením reaktoru Fukušima Daiči 3.

Z čistě technického pohledu zvládali provozovatelé japonských jaderných elektráren prvotní důsledky apokalyptického zemětřesení dobře. Bohužel však události prvního dne zemětřesení byly pouze předzvěstí celé série dalších technických problémů.

Jaderná elektrárna Fukušima

Stručné shrnutí informací z elektrárny Fukušima Daiči od 13.3.2011 do 19.3.2011 čtěte na blogu autora  (časové údaje vztaženy k lokálnímu času JST)

Hrozí další Černobyl?

Rozhodně nehrozí. Černobylský reaktor těsně před explozí exponenciálně zvyšoval výkon a následně byly jeho vnitřní části rozmetány do vzdáleného okolí velmi silným výbuchem. Navíc po explozi se uvnitř reaktoru vznítil grafit (moderátor), který ze zbytků reaktoru v podstatě vytvořil žhnoucí vysokou pec vyvrhávající ohromné množství rozžhaveného radioaktivního materiálu do velmi vysoké výšky, což umožňovalo snadné rozptýlení i do velmi vzdáleného okolí. V případě Fukušimy vznikly první problémy až hodinu po odstavení a lze reálně předpokládat uchování paliva uvnitř reaktorové nádoby, a navíc je k dispozici další bariéra, tj. primární kontejnmenty. Z tohoto hlediska jsou nejvíce rizikové potenciální úniky radionuklidů z bazénů vyhořelého paliva.

Z pohledu humanitárního existuje jeden naprosto zásadní rozdíl. Na rozdíl od havárie v Černobylu je zóna do 20 km od elektrárny již zcela vyklizena, takže je naprosto minimalizován potenciální kontakt obyvatelstva s radioaktivními látkami, protože intenzita záření velmi rychle klesá se vzdáleností i časem. Myšleno samozřejmě ve smyslu zdraví ohrožujících dávek záření, nikoliv ve smyslu možného naměření ultracitlivými detekčními přístroji.

O bezpečnosti japonských jaderných elektráren

Zajištění bezpečnosti jaderných elektráren z hlediska působení vnějších vlivů obecně představuje hledání optima mezi mírou potenciálního ohrožení a technickými popř. organizačními prostředky, jak tomuto ohrožení čelit.

V případě japonských jaderných elektráren jsou velmi významnými vnějšími vlivy mj. silná zemětřesení a tsunami. Na příkladu elektrárny Fukušima vidíme, že z hlediska zemětřesení byla technologie dimenzována dostatečně, protože elektrárna byla po vzniku zemětřesení s magnitudou v epicentru 9.0 bezpečně odstavena a spolehlivě fungovala téměř hodinu až do příchodu obří tsunami. Podle neověřených zpráv byl areál elektrárny údajně dimenzován na přílivovou vlnu o velikosti 6,5 m, zatímco reálná vlna měla více než 7 m. Pokud se tato informace potvrdí, tak samozřejmě můžeme vést diskuzi o tom, zda projektová východiska elektrárny měla počítat se zasažením japonského území obří vlnou, která se podle seismologů vyskytuje s pravděpodobností jednou za několik stovek až tisíc let.

Jaderná elektrárna Fukušima

Stručné shrnutí informací z elektrárny Fukušima Daiči od 19.3.2011 do 27.3.2011 čtěte na blogu autora (časové údaje vztaženy k lokálnímu času JST)

Jaderná elektrárna Fukušima a radiační situace

Aktualizované, ověřené a podrobné informace v českém jazyce o měření dávkového příkonu, kontaminaci terénu, pitné vody a potravin poskytuje SÚJB.

Pouze dodám, že vzhledem k postupnému vychlazování technologie a sníženému odparu jsou v současné době největší potíže s kontaminovanou vodou, která se začíná hromadit v suterénních prostorách jednotlivých budov a rovněž s navyšováním koncentrace radionuklidů v moři v těsné blízkosti areálu elektrárny. Podle doposud provedených měření vykazuje kontaminovaná voda velmi vysoké hodnoty radiace.

Podmínky pracovníků na lokalitě

Každý, kdo na fotografii viděl zdevastovaný areál elektrárny, zřejmě pochopí, že podmínky jsou velmi komplikované a práce se neobejdou se bez mimořádných událostí a chyb. V minulém týdnu byl široce mediálně prezentován případ, kdy tři pracovníci subdodavatelské firmy obdrželi dne 24. 3. v průběhu prací na bloku 3 vyšší celotělové dávky, laicky řečeno byli „ozářeni“.

Podle dostupných informací pracovníci pokládali elektrický kabel v suterénu budovy a vstoupili do prostoru s podlahou zaplavenou kontaminovanou vodou. Spekuluje se o tom, že zřejmě ignorovali výstražné hlášení dozimetrů a pokračovali v práci po dobu zhruba tří hodin, přičemž u dvou z nich byla následně zjištěna vyšší kontaminace rukou a nohou a proto byli převezeni do nemocnice k vyšetření. Informace z 24. 3. uváděly obdržené dávky v rozmezí 170–180 mSv, takže nepřekročily limit 250 mSv stanovený japonským jaderným dozorem. Je samozřejmé, že jaderný dozor okamžitě uložil provozovateli elektrárny nápravná opatření, aby zabránil opakování podobných mimořádných událostí.

Jaderná elektrárna Fukušima

Stručné shrnutí informací z elektrárny Fukušima Daiči od 28.3.2011 do 3.4.2011 čtěte na blogu autora  (časové údaje vztaženy k lokálnímu času JST)

Provozovatel se pragmaticky snaží, aby pracovníci neobdrželi zbytečně vysoké dávky, takže je z elektrárny přechodně stahuje nebo nařizuje ukrytí po dobu, kdy se očekává nebo je akutně signalizován zvýšený dávkový příkon. K obdobné situaci již došlo několikrát a zřejmě bude docházet i v následujících dnech. Z tohoto hlediska lze považovat občasné mediální přirovnávání pracovníků k pilotům kamikaze za poněkud nevkusnou novinářskou nadsázku.

Podle posledních sumárních údajů obdrželo do 24.3, 19:30 v areálu Fukušima Daiči celotělovou dávku vyšší než 100 mSv celkem 17 osob, což je opravdu velmi dobrý výsledek - uvážíme-li, v jaké stavu se nachází čtyři ze šesti bloků postižených přírodní katastrofou.

Japonsko do zemětřesení provozovalo 55 jaderných reaktorů a vyrábělo z jádra 30 % elektřiny
Japonsko do zemětřesení provozovalo 55 jaderných reaktorů a vyrábělo z jádra 30 % elektřiny

O bezpečnosti jaderných technologií obecně

Jaderné elektrárny nejsou jediná technická zařízení, která v případě havárie způsobené přírodní katastrofou mohou negativně ovlivnit životy okolních obyvatel. Když už jsme u zemětřesení, dokážu si například hypoteticky představit velmi silné zemětřesení v Evropě, které protrhne přehrady vodních elektráren a vzniklá přílivová vlna spláchne celá města a vesnice. Jako následek zemětřesení si dokážu představit vybuchlé ropné rafinerie, zničené chemické provozy, z kterých unikají jedovaté sloučeniny, zničené biologické provozy, z kterých uniká nebezpečný biologický materiál. Dokážu si dokonce představit tisíce hektarů destruovaných větrných elektráren, které náhlým výpadkem výroby způsobí blackout celoevropského rozsahu s následnými negativními dopady na desítky miliony lidí.

Prostě dokážu si představit leccos. Ale aby celá diskuze měla smysl, je nutné se v první řadě bavit o tom, jaké zemětřesení skutečně může v Evropě „reálně“ nastat. A při všech těchto diskuzích o bezpečnosti by bylo záhodno měřit všem technologiím stejným metrem, což znamená posuzovat konkrétní technologii v konkrétní lokalitě. Nic víc jaderná energetika nežádá.

Důsledky události na japonský jaderný program

Jak již bylo uvedeno, Japonsko do zemětřesení provozovalo 55 jaderných reaktorů a vyrábělo z jádra 30 % elektřiny. Jedna z největších světových průmyslových mocností nikdy nepřerušila jaderný program. De facto jej ani nikdy přerušit nemohla, protože jednoduše nemá k dispozici dostatek energetických surovin (především uhlí a plynu), aby byla zajištěna výroba dostatečného množství elektřiny pro gigantický průmysl. Z tohoto důvodu se domnívám, že japonský jaderný program bude i nadále pokračovat.

Podle subjektivního názoru autora japonský jaderný dozor po podrobném vyhodnocení příčin a průběhu událostí v elektrárně Fukušima pravděpodobně nařídí pro nové projektované jaderné elektrárny zvýšení úrovně „projektového zemětřesení a dokladování zajištění bezpečnostních funkcí při souběhu silného zemětřesení a velké tsunami. Samozřejmě to bude znamenat zvýšení nákladů a zřejmě i prodloužení doby výstavby nových bloků. V úvahu zřejmě přichází i realizace dodatečných ochranných opatření na již provozovaných blocích, především z hlediska ochrany proti přílivovým vlnám a řešení situací spojených s dlouhodobou ztrátou elektrického napájení bezpečnostních systémů.

Nezodpovězenou otázkou zůstává budoucí postoj japonského obyvatelstva k jaderné energetice – mimo areál elektrárny byly zaznamenány úniky radioaktivity výrazně přesahující legislativní limity (v některých prostorách areálu je hladina radiace velmi vysoká) a z havarijní zóny bylo doposud evakuováno téměř 200 tisíc osob.

Autor při psaní textu vycházel z vlastní interpretace průběžně aktualizovaných veřejně publikovaných informací IAEA  předávaných japonskou Nuclear and Industrial Safety Agency (NISA).

Další texty autora si můžete přečíst na jeho blogu
 

Související články

Tagy: Energie, Energetika, Jaderná energie,

Komentáře ke článku

Tento článek ještě nikdo neokomentoval. Buďte první!

 

Nazeleno.cz - vše o úsporách energií