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

скачати

© Усі права захищені
написати до нас