Društvo jedrskih
strokovnjakov Slovenije
Razlaga težav z jedrskimi elektrarnami po
potresu in cunamiju na Japonskem
(Delno povzeto po obvestilu American Nuclear Society
12.3.2011, dodatno posodobljeno s potrjenimi informacijami IAEA in JAIF .)
Datum 14.3.2011, 12:30
Petkov potres in cunami na Japonskem predstavljata
katastrofo zgodovinskih razsežnosti. Smrtne žrtve dežela vzhajajočega sonca
prešteva v tisočih in le upamo in želimo lahko, da jih ne bodo šteli v deset
tisočih. V ospredju medijskega poročanja iz Japonske so težave z jedrskimi
reaktorji. Če pa stanje v prizadetih elektrarnah postavimo v okvir
katastrofalnega uničenja, ki sta ga povzročila potres in cunami, bodo
posledice nesreč v jedrskih elektrarnah predstavljale le majhen delež.
Najbolj poškodovane elektrarne so Fukušima-Daiči (trije
reaktorji) in Fukušima-Daini (štirje reaktorji). O težavah poročajo tudi iz
elektrarn Tokai in Onagawa. V vseh naštetih elektrarnah so vrelni reaktorji.
Ob ustavitvi reaktorja se v sredici ustavi verižna reakcija, a tam zaradi
razpada radioaktivnih produktov jedrske cepitve nekaj časa še vedno nastaja
zaostala toplota. Osnovni namen vseh dejavnosti po ugasnitvi reaktorja je
hlajenje sredice z vodo, saj se brez aktivnega hlajenja sredica lahko stali,
kar pomeni večjo možnost za pobeg radioaktivnih snovi v iz sredice okolje.
Zaradi uničene infrastrukture v okolici reaktorjev je hlajenje sredice
zahtevna naloga, zato se delnemu taljenju sredice v nekaterih najbolj
poškodovanih reaktorjih ni mogoče izogniti.
Kaj se je zgodilo?
Opisan potek dogajanja temelji na nepopolnih informacijah,
ki so v tem trenutku dostopne in predstavljajo naše razumevanje dogajanja v
najbolj prizadetem bloku št. 1 elektrarne Fukušima-Daiči.
-
Po potresu se je elektrarna takoj ustavila.
Avtomatski sistem ustavitve je deloval.
-
Vsi zunanji viri energije so bili izgubljeni, ko je
cunami uničil daljnovode okoli elektrarne.
-
Po izgubi zunanjih virov elektrike so zasilne
hladilne sisteme elektrarne poganjali dizelski generatorji.
-
Dizelski generatorji so se ustavili po približno eni
uri, domnevno zaradi poškodb sistemov za dovod dizelskega goriva, ki jih je
povzročil cunami.
-
Naslednjih 8 ur je ob pomoči električnih
akumulatorjev nekaj najbolj osnovnih hladilnih sistemov poganjala para, ki
jo proizvaja ustavljen reaktor.
-
Po izpraznjenju akumulatorjev je elektrarna ostala
povsem brez električne energije.
-
V urah, ki so sledile, se je preostala voda v
reaktorju uparila. Zaradi visokih temperatur je prišlo do poškodb goriva in
do oksidacije cirkonijevih srajčk (cevi, v katerih so tablete jedrskega
goriva), pri čemer se sprošča vodik.
-
Po dostavi prenosnih dizelskih generatorjev so v
reaktorsko posodo, v kateri je jedrsko gorivo, ponovno začeli črpati vodo.
-
Ob uparjanju vode v reaktorski posodi je narastel
tlak v zadrževalnem hramu elektrarne.
-
Tlak v zadrževalnem hramu so znižali z nadzorovanim
izpustom plinov v reaktorsko zgradbo. Med plini so nekateri radioaktivni,
med njimi pa je tudi vodik, ki nastaja ob oksidaciji cirkonija. Vodik je v
reaktorski zgradbi eksplodiral in jo poškodoval.
-
Po poročilih eksplozija ni poškodovala zadrževalnega
hrama in reaktorske posode.
-
Hlajenje reaktorja sedaj poteka z morsko vodo.
-
Nivoji sevanja, ki jih zaznavajo v okolici
elektrarn, so povišani, vendar ob kratkotrajni izpostavljenosti ne
predstavljajo nevarnosti za zdravje. Zaradi sevanja ob ograji elektrarne bi
v 100 urah prejeli toliko sevanja kot ga naravno prejmemo v enem letu. Z
oddaljenostjo od elektrarne se nivo sevanja hitro zmanjšuje.
Podoben scenarij se verjetno odvija še v tretjem bloku
elektrarne Fukušima-Daiči. Tudi tam so iz zadrževalnega hrama izpustili
nekaj plinov in je zato prišlo do eksplozije vodika. Po zadnjih podatkih se
lahko podobni dogodki ponovijo v drugem bloku elektrarne, saj je tudi tam
pred nekaj urami odpovedal sistem zasilnega hlajenja sredice.
Stanje v nekaj deset km oddaljeni elektrarni s 4
reaktorji Fukušima-Daini (prav tako na obali) še ni popolnoma jasno, kot
kaže, pa je dogajanje v tamkajšnjih reaktorjih manj resno kot v prvem in
tretjem bloku Fukušima-Daiči.
Možni scenariji
-
Prvi in tretji reaktor Fukušima-Daiči verjetno ne
bosta več proizvajala električne energije. Osnovni cilj ekip, ki delajo v
teh elektrarnah, je čim bolj učinkovito hlajenje poškodovanih reaktorjev in
čim manjši izpusti radioaktivnih snovi v okolje.
-
Zaenkrat kaže, da je sredica obeh reaktorjev
najverjetneje poškodovana, a še vedno v reaktorski posodi. V obeh
zadrževalnih hramih je še vedno visok tlak, ki ga je potrebno občasno
zmanjšati s kontroliranim izpustom. Ob vsakem kontroliranem izpustu bo v
okolje prišlo tudi nekaj radioaktivnih snovi.
-
Černobilski scenarij, kjer je prišlo do eksplozije
sredice reaktorja med njegovim delovanjem in je zato prišlo v atmosfero
poleg hlapljivih elementov tudi več ton jedrskega goriva, je na Japonskem
nemogoč. Nobeden od možnih mehanizmov eksplozij ne more v zrak spraviti tako
velike količine radioaktivnih snovi. Celo v najslabšem primeru bi iz
japonskih reaktorjev lahko v atmosfero ušlo le nekaj odstotkov radioaktivnih
snovi, ki so se sprostile ob nesreči v Černobilu. Glede na okoliščine bi
celo najbolj pesimističen scenarij pomenil le majhen del katastrofe, s
katero se sooča vzhod Japonske in ga v drugih državah ne bo čutiti.
Iskreno sožalje japonskim kolegom, ki se trudijo z
obvladovanjem poškodovanih elektrarn in so v potresu izgubili svoje bližnje.
Dobro opravljeno delo želimo vsem, ki v času po katastrofalnem potresu
upravljajo jedrske elektrarne.
Se lahko zgodi pri nas?
-
Tveganje ob uporabi jedrskih elektrarn in nasploh
vseh industrijskih obratov obstaja. Verjetnost za takšen dogodek, kot smo mu
priča na Japonskem, je izjemno majhna.
-
Elektrarna v Krškem je tlačnovodna elektrarna. Za
razliko od omenjenih elektrarn na Japonskem ima med reaktorskim hladilnim
sistemom in okoljem še dodaten
in od okolja ločen sistem vode, kar pomeni, da para v Krškem ni
radioaktivna.
-
Jedrski elektrarni v Krškem možnost daljše odpovedi
vseh zunanjih in notranjih virov resno obravnavajo. Za zmanjšanje
verjetnosti takšnega dogodka je elektrarna Krško s posebnim daljnovodom
priključena na termoelektrarno Brestanica, ki bi jo v primeru potreb
odklopili iz elektroenergetskega sistema in njeno električno energijo
usmerili le v elektrarno v Krško. Dvema dizelskima agregatoma za
zagotavljanje zasilne električne energije, od katerih že eden zadošča za
delovanje varnostnih sistemov, pa se bo v kratkem pridružil še eden.
Shema jedrske elektrarne z vrelnim reaktorjem General Electric
|