1 2 3 4 5 6 Ім'я файлу: Авария_на_АЭС_Фукусима-1_—_Википедия.pdf Розширення: pdf Розмір: 1792кб. Дата: 03.05.2020 скачати Авария на АЭС Фукусима-1 Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 24 января 2020; проверки требуют 13 правок Авария на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария максимального 7-го уровня [1][2][3][4] по Международной шкале ядерных событий (INES), начавшаяся в пятницу, 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами [5] . Землетрясение и удар цунами привели к полному обесточиванию станции, в том числе к отказу резервных источников электроснабжения, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1—3 и взрывам водорода на энергоблоках 1, 3 и 4. Их здания частично разрушились, произошёл значительный выброс радиоактивных материалов в окружающую среду, составивший до 20% от выбросов при Чернобыльской аварии. Несмотря на то, что не было зарегистрировано ни одного случая острой лучевой болезни, повышенное Авария на АЭС Фукусима I Тип Радиационная авария Причина землетрясение, цунами Страна Япония Место Окума, Фукусима Дата 11 марта 2011 года Время 14:46 JST (05:46 UTC) Погибших 1 от отдалённых последствий облучения Медиафайлы на Викискладе Фукусима облучение аварийных работников увеличивает среди них риск возникновения онкологических заболеваний, являющихся отдалёнными последствиями облучения. Правительством Японии было подтверждено несколько случаев таких заболеваний, и одно из них привело к смерти человека в 2018 году. Из-за радиоактивного загрязнения территории Японии было эвакуировано более 150 000 человек. При этом в ходе эвакуации из больниц, вследствие недостатка ухода, погибло 50 тяжелобольных пациентов. Уже после эвакуации, в течение нескольких лет, из-за физического и психологического стрессов и плохого медицинского обслуживания произошло более 1000 преждевременных смертей, в основном среди эвакуированных людей пожилого возраста. Около 90% смертей пришлось на лиц старше 66 лет. Из них около 70% смертей произошли в течение первых трех месяцев после эвакуации. (Подобное количество смертей произошло среди эвакуированных из префектур, пострадавших от цунами и землетрясений. Эти цифры являются дополнительными к 19 000 человек, погибших в результате цунами). [6] В декабре 2013 года АЭС была официально закрыта. На территории станции продолжаются работы по ликвидации последствий аварии. По оценке TEPCO, приведение объекта в стабильное, безопасное состояние может потребовать до 40 лет [7] Японский центр экономических исследований в Токио оценивает финансовый ущерб, включая затраты на ликвидацию последствий, затраты на дезактивацию и компенсации, по состоянию на 2019 год между 35 трлн. иен и 81 трлн. иен ($322 280 000 000 и $745 848 000 000), его оценка как минимум на 60% и в 3.7 раза больше, чем оценка министерства экономики, торговли и промышленности Японии в 2016 году в 22 трлн. иен ($202 645 300 000). [8] 11 марта Первые дни аварии на блоках 1—4 … 11 марта 2011 года в 14:46 местного времени произошёл основной толчок Великого восточно- японского землетрясения магнитудой 9 единиц c эпицентром, расположенным в 180 километрах от АЭС Фукусима-дайити [9] . В это время энергоблоки 1–3 работали на номинальной мощности, а энергоблоки 4–6 были остановлены на перегрузку топлива и обслуживание. Землетрясение привело к немедленной автоматической остановке работавших реакторов. Вызванные землетрясением разрушения высоковольтного оборудования и опор линий электропередачи привели к потере внешнего Вид сверху на станцию (1975 год). Цифрами помечены энергоблоки (энергоблок № 6 в стадии строительства) Схема расположения энергоблоков электроснабжения станции, после чего были автоматически запущены резервные дизельные электрогенераторы [10] . Анализ работы станции до прихода волны цунами показал, что АЭС в целом выдержала воздействие сейсмических толчков. В результате смещения горных пород произошла деформация морского дна с его подъёмом на 7—10 метров, что вызвало несколько волн цунами [11] . Первая волна высотой 4 метра [12] достигла станции через 40 минут от времени основного толчка, а в 15:35 пришла вторая волна высотой 14–15 метров [12] , что превысило высоту защитной дамбы, рассчитанной на волну в 5,5 метров [12] , и уровень самой площадки АЭС. Волна цунами смыла стоявшие на улице тяжелые резервуары, оборудование и автомобили и дошла даже до удаленных от берега зданий, оставив после себя множество обломков конструкций [13] . Затопление цунами привело и к человеческим жертвам: два сотрудника TEPCO, находившиеся в турбинном здании четвёртого энергоблока, были настигнуты нахлынувшей водой и погибли [14] Станция никак не была защищена от удара стихии такого масштаба, в результате чего пострадало критически важное оборудование, обеспечивавшее безопасное расхолаживание реакторов [15] . Вышли из строя береговые насосы морской воды, которая являлась конечным поглотителем тепла как для самих реакторов, так и для резервных дизельных генераторов. Вода затопила подвальные помещения турбинных зданий, в которых располагались дизель-генераторные установки, распределительные устройства переменного и постоянного тока, а также аккумуляторные батареи. Два резервных генератора с воздушным охлаждением, расположенные на первом этаже общестанционного хранилища отработанного топлива не подверглись затоплению, однако водой было повреждено их распределительное электрооборудование [16][17][18] . В подобной ситуации быстрое восстановление электроснабжения было невозможно [18] . Из всех источников резервного электропитания в распоряжении персонала остались: батареи постоянного тока энергоблоков №3, 5, 6 и дизель- генератор блока №6, имевший воздушное охлаждение [19] . По мнению парламентской комиссии, TEPCO была абсолютно не готова к аварии такого масштаба, и судьба станции была уже предрешена [20] На блочных щитах управления погасло освещение и пропала индикация приборов. Информация о состоянии станции также перестала отображаться на мониторах защищенного пункта управления в котором располагался кризисный центр во главе с управляющим станции Масао Ёсидой. Мобильная PHS- телефония не работала [21] , и единственным способом коммуникации осталась проводная телефонная связь. Персоналу на энергоблоках пришлось в свете карманных фонарей перечитывать аварийные инструкции, однако в них не оказалось никаких указаний, относящихся к полному обесточиванию. Более того, документация была составлена исходя из того, что будут доступны все критически важные показания приборов. К персоналу станции и управляющему Ёсиде пришло осознание того, что сложившаяся ситуация превосходит все ранее предполагавшиеся сценарии тяжелых аварий [22] . При отсутствии относящихся к делу процедур, персонал был вынужден действовать большей частью исходя из собственного понимания ситуации [23] Изначально наиболее тяжелое положение сложилось на блоке № 1, однако это далеко не сразу было осознано. До прихода цунами отвод теплоты остаточного энерговыделения от реактора осуществлялся при помощи двух независимых конденсаторов режима изоляции (Isolation Condencer — IC) [24] . Система IC способна охлаждать реактор в течение примерно 10 часов за счет естественной циркуляции теплоносителя. При работе системы пар от реактора проходит по теплообменным трубкам, расположенным под водой в баке конденсатора, где, охлаждаясь, конденсируется и конденсат сливается обратно в реактор. Чистая вода из бака постепенно выкипает и пар сбрасывается в атмосферу. При работе система не потребляет электричество, однако для запуска циркуляции необходимо открыть электроприводную арматуру [25] Так как инструкциями ограничивается скорость охлаждения реактора, операторы практически сразу отключили один конденсатор и до прихода цунами несколько раз запускали и останавливали второй [26] После потери электропитания и, соответственно, индикации на панели управления, персонал не смог однозначно определить состояние системы [23] Как показало расследование, система IC не функционировала уже c момента полного обесточивания станции. Согласно анализу TEPCO, поддержанному правительственной комиссией и МАГАТЭ, из-за особенностей логики системы управления, при перебоях питания вся арматура в контуре IC автоматически закрылась, включая и ту которая должна быть постоянно открыта [27][28][29] . Никто из персонала на момент аварии не знал о такой возможности [30] Не зная точного состояния системы IC, операторы тем не менее полагали, что она всё ещё отводит тепло от реактора [31] . Однако в 18:18, при самопроизвольном восстановлении питания некоторых приборов, на панели управления загорелись индикаторы закрытого положения арматуры. После поворота соответствующих ключей управления, над реакторным зданием на некоторое время показался и затем исчез след пара из бака конденсатора IC [32] . По всей видимости было уже поздно, и циркуляция в системе была заблокирована образовавшимся при пароциркониевой реакции водородом [33][34] . Эта ключевая информация не была адекватно передана руководству кризисного центра, где по-прежнему полагали, что реактор охлаждается [35] . Только после того как в 21:51 радиационный фон рядом с реакторным зданием достиг значения 1,2 мЗв/ч [36] , и в 23:53 было зарегистрировано повышенное давление в гермооболочке, опасность ситуации на первом энергоблоке стала очевидна всем [37] На момент аварии на энергоблоках находилось следующее количество топливных сборок [38][39] : Энергоблок 1 Энергоблок 2 Энергоблок 3 Энергоблок 4 Энергоблок 5 Энергоблок 6 В реакторах 400 548 548 0 548 764 В бассейнах Отработавших 292 587 514 1331 [40] 946 876 Свежих 100 28 52 204 48 64 На блоке № 3 в бассейне находилось MOX-топливо производства Франции. Кроме того, 6375 отработавших тепловыделяющих сборок находилось в центральном хранилище радиоактивных отходов. 12 марта Ещё на ранних этапах аварии персонал кризисного … Энергоблок-1 до (слева) и после взрыва (компьютерная модель). центра проанализировал способы подачи воды в реакторы. По мнению Масао Ёсиды, ни один из описанных в аварийных инструкциях методов не мог быть применён в сложившейся ситуации. Большинство из них требовали электропитания, а использование стационарного дизельного насоса системы пожаротушения вызывало сомнения, так как баки, из которых он забирал воду, были расположены на улице и вполне вероятно повреждены землетрясением и цунами. Предложенный Ёсидой способ состоял в использовании обычных пожарных машин, рукава которых можно было подключить к выводам системы пожаротушения, расположенным снаружи турбинных зданий [41] Возможность подачи воды в реактор от стационарной системы пожаротушения не была предусмотрена в оригинальной конструкции станции и была реализована в 2002 году, путём установки перемычек между трубопроводами реакторной установки и системой пожаротушения. Дополнительные выводы этой системы на наружных стенах турбинных зданий были смонтированы в 2010 году, всего за 9 месяцев до аварии. Применение пожарных машин для подпитки реактора не было предусмотрено аварийной инструкцией, в которой для этой цели использовались только стационарные насосы, в том числе с дизельным приводом [42] . Таким образом решение Ёсиды было импровизацией, заранее не был установлен порядок действий и не распределены обязанности персонала, что в конечном счете привело к значительной задержке подачи воды в реактор [43] На территории станции имелось три пожарных автомобиля, принадлежавших подрядной компании Nanmei, нанятой TEPCO. Одна машина была доступна изначально, для перемещения второй потребовалось расчищать завалы на дороге, а третий автомобиль был слишком поврежден в результате цунами и использовать его было невозможно [44] . Никто из персонала АЭС не был обучен управлению пожарной машиной, и TEPCO была вынуждена просить Nanmei помочь выполнить опасную работу в сложной радиационной обстановке, что выходило за рамки контракта. С двух до четырёх часов ночи продолжались поиски вводов системы пожаротушения в турбинное здание. Лишь при помощи работника, ранее участвовавшего в их установке, вводы обнаружились под завалами обломков, нанесенных цунами [45] Пожарные машины не могли подавать воду в реактор пока в последнем сохранялось высокое давление [46] Однако в 02:45 12 марта давление в реакторе внезапно снизилось с 6,9 МПа до 0,8 МПа без каких-либо действий персонала, что свидетельствовало о серьёзном повреждении корпуса реактора [47] . Только в 05:46, через более чем 14 часов после отказа систем охлаждения, удалось наладить сколь-либо стабильную подачу воды в реактор первого энергоблока [48] Согласно выполненному после аварии анализу, вполне вероятно, что только малая часть подаваемой воды достигла реактора [49] Незадолго до полуночи с 11 на 12 марта персоналу станции удалось восстановить индикацию некоторых приборов при помощи найденного у подрядной организации небольшого мобильного генератора. Давление в гермооболочке первого энергоблока составило 0,6 МПа (абс.), что превышало максимальное разрешенное значение в 0,528 МПа (абс.) [50] . В 00:55 Ёсида, как и требовалось процедурой, доложил в кризисный центр TEPCO в Токио о чрезвычайной ситуации и необходимости сброса давления. До этого дня в TEPCO не сталкивались с операцией аварийного выброса радиоактивных веществ в атмосферу, и руководство решило также заручиться поддержкой правительства Японии. Премьер министр Наото Кан и министр экономики, торговли и промышленности Банри Кайэда дали свое согласие, осознавая опасность разрушения контайнмента. Сброс было решено провести после официального объявления об операции местному населению, которое планировалось на 03:00 этой же ночи [51] . В 02:30 очередные замеры давления в гермооболочке показали значение в 0,840 МПа (абс.) [52] В три часа ночи правительством Японии на пресс- конференции было объявлено о скором сбросе давления из гермооболочек АЭС [52] . Тем временем радиационная обстановка ухудшалась и для прохода в реакторное здание потребовалось подготовить спецодежду с замкнутой системой дыхания. Кроме того необходимо было спланировать работы учитывая отсутствие освещения и питания для электро- и пневмоприводов арматуры [53] . Необходимую для планирования бумажную документацию приходилось на свой страх и риск искать в административном здании, проход в которое при землетрясениях был запрещен [54] . Однако в правительстве Японии не смогли объективно оценить все сложности работы на аварийной АЭС, и руководство страны было раздражено «медленной» реализацией запланированного мероприятия [55] . Свой отпечаток наложило и хроническое недоверие Наото Кана к японской бюрократии [56] , он решил лично посетить станцию, чтобы узнать причину задержек [57] Утром 12 марта Масао Ёсида внезапно узнал о скором прибытии премьер-министра, и решил встретить его лично [55] . На совещании, занявшем около часа, Наото Кан потребовал как можно быстрее реализовать сброс давления, а Масао Ёсида доложил о трудностях, с которыми пришлось столкнуться на станции. Успокоить премьер-министра удалось только после заявления Ёсиды о том, что задача будет выполнена даже если для этого придется сформировать отряд смертников [58] Операцию было обещано выполнить в 9:00 [59] После того как в девять утра TEPCO получила отчет об эвакуации населения из ближайших населённых пунктов, первая группа сотрудников АЭС, освещая свой путь фонарями, поднялась на второй этаж реакторного здания и к 09:15 вручную открыла один из клапанов системы вентиляции. Вторая группа попыталась добраться до другого клапана, расположенного в подвальном помещении, однако из-за высокого уровня радиации им пришлось развернуться обратно на полпути из опасения превысить максимальную дозу в 100 мЗв [60] . Не оставалось ничего иного как найти способ подать сжатый воздух к пневматическому приводу оставшегося клапана через штатную систему. Только к 12:30 удалось найти необходимый компрессор у одной из подрядных организаций на площадке АЭС. В 14:00 компрессор был подключен к системе сжатого воздуха, а с помощью мобильного генератора был запитан управляющий соленоид на пневмоприводе клапана вентиляции. Быстрое снижение давления в гермооболочке подтвердило успех операции [61] К этому времени наметился прогресс и в двух других важных операциях по управлению аварией. В электросистеме первого и второго энергоблоков удалось найти одно неповрежденное водой распределительное устройство, способное преобразовать напряжение 6 кВ от мобильного генератора и тем самым запитать насосы системы аварийной подачи борированной воды (напряжение 480 В), что позволило бы охлаждать реакторы при высоком давлении в них (эта стратегия была в дальнейшем признана сомнительной, так как запас борированной воды, подаваемой этими насосами, всего 15,5 м 3[62] ). К зданию второго энергоблока доставили высоковольтный генератор, и 40 человек было задействовано чтобы вручную протянуть несколько сотен метров тяжёлого силового кабеля по коридорам станции [63] . В связи с исчерпанием запасов очищенной воды водозабор пожарных машин пришлось перевести на морскую воду, ближайшим источником которой оказалась камера переключения задвижек третьего энергоблока, затопленная при цунами [64] Практически сразу после того как высоковольтный генератор был подключен и запущен, в 15:36 на первом энергоблоке прогремел взрыв [65] . Причина взрыва — водород, образованный в результате пароциркониевой реакции [66] . Три сотрудника TEPCO и два сотрудника Nanmei пострадали при взрыве и были эвакуированы [67] . Повсюду вокруг энергоблока были разбросаны обломки конструкций, которыми повредило временные кабели и пожарные рукава, а радиационная обстановка значительно ухудшилась [68] . Масао Ёсида был обескуражен произошедшим, поскольку теперь ему требовалось заново организовывать работу, которая, казалось, была уже завершена [69] До взрыва никто из сотрудников станции или персонала кризисных центров не подозревал о возможности взрыва водорода за пределами защитной оболочки [70] . Кроме того такой сценарий не рассматривался в документах МАГАТЭ или АЯЭ/ ОЭСР [71] . Мероприятия по водородной взрывобезопасности были реализованы лишь внутри контайнмента, который был заполнен азотом для создания инертной атмосферы [70] . Теперь же перед персоналом стояла задача предотвратить возможные взрывы на втором и третьем блоках. Изначально предполагалось просверлить вентиляционные отверстия в строительных конструкциях, однако ввиду высокого риска детонации из-за случайной искры от этой идеи быстро отказались. В стенах реакторных зданий предусмотрены вышибные панели, призванные защитить здание от избыточного давления изнутри. Панели на АЭС Фукусима были дополнительно укреплены, чтобы избежать случайного открытия при землетрясениях, и для их снятия требовался инструмент. TEPCO были заказаны установки гидроабразивной резки, однако из-за последующих событий, ко времени когда они могли быть доставлены на АЭС, необходимость в установках отпала [72] После взрыва потребовалось несколько часов для того чтобы восстановить подачу морской воды в реактор первого блока, расчистив завалы и заменив поврежденные пожарные рукава. Сами пожарные машины, хоть в них и были выбиты стекла, сохранили работоспособность. Усилиями сотрудников удалось запустить пожарные насосы в 19:04 [73] . Незадолго до этого в кабинете премьер-министра в Токио обсуждалось положение на АЭС. После получения информации о взрыве Наото Кан решил расширить зону эвакуации с 10 до 20 км от станции, хотя планы эвакуации для этой зоны отсутствовали. Также у премьер-министра возникли сомнения касательно использования морской воды для охлаждения реакторов, и он спросил не вызовет ли такой способ проблем с контролем подкритичности. Этот вопрос вызвал некоторое замешательство у присутствующих, которые опасались, что если не развеять сомнения Кана, то это ухудшит ситуацию на станции [74] . В перерыве между совещаниями, вице-президент TEPCO Ичиро Такекуро созвонился напрямую с Ёсидой и узнал, что подача воды уже началась. Полагая, что вопрос об использовании морской воды должен решаться на самом высоком уровне, Такекуро приказал остановить насосы. Ёсида, видя всю серьёзность и непредсказуемость ситуации на АЭС, принял самостоятельное решение, и отчитавшись руководству о прекращении подачи воды, приказал своим подчиненным продолжать работу. В конце концов официальное разрешение было получено, и TEPCO сообщила о начале подачи морской воды в реакторы в 20:20, хотя фактически насосы работали уже больше часа [75] 1 2 3 4 5 6 |