Društvo jedrskih strokovnjakov Slovenije  

 

 

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