Авария на АЭС Фукусима

Авария  на АЭС Фукусима-1

 

Авария на АЭС  Фукусима I
Тип	Радиационная авария
Причина	Землетрясение, цунами
Место	Окума, Фукусима
Страна	Япония
Дата	11 марта 2011 года — по наст. время
Время	14:46 JST (05:46 UTC)
Погибших	2 от телесных повреждений

Авария  на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария^[1] (по заявлению японских официальных лиц — 7-го уровня по шкале INES), произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами^[2]. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии.

Хроника событий

11 марта

 

 

Схема расположения энергоблоков

В момент землетрясения три работающих энергоблока были остановлены действием системы аварийной защиты, которая сработала в штатном режиме. Однако спустя час было прервано электроснабжение (в том числе и от резервных дизельных электростанций), предположительно из-за последовавшего за землетрясениемцунами.

Электроснабжение необходимо для отвода остаточного тепловыделения реакторов, которое, согласно формуле Вэя — Вигнера, в первые секунды составляет около 6,5 % от уровня мощности до останова, через час — примерно 1,4 %, через год — 0,023 %^[7]. Сразу после потери резервных дизельных электростанций владелец станции, компанияTEPCO, заявила правительству Японии об аварийной ситуации. С этого момента работа на площадке АЭС была сфокусирована на решении проблемы электроснабжения аварийных систем, для чего на станцию решили доставлять мобильные силовые установки для замещения неработающих дизелей.

Без достаточного охлаждения во всех трёх работавших до аварийного останова энергоблоках начал снижаться  уровень теплоносителя и стало  повышаться давление, создаваемое образующимся паром. Первая серьёзная ситуация возникла на энергоблоке № 1. Для недопущения повреждения реактора высоким давлением пар сбрасывали в гермооболочку, в которой давление возросло до 840 кПа при расчётном значении в 400 кПа. Чтобы гермооболочка не разрушилась, пар пришлось сбрасывать в атмосферу, при этом TEPCO и МАГАТЭ заявили, что он будет фильтроваться от радионуклидов. Давление в гермооболочке удалось сбросить, однако при этом в обстройку реакторного отделения проникло большое количество водорода, образовавшегося в результате оголения топлива и окисления циркониевой оболочки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) паром (пароциркониевая реакция)^[6][8].

Кроме того, 6375 отработавших тепловыделяющих сборок находилось в центральном хранилище радиоактивных отходов.

12 марта

 

Энергоблок-1 до (слева) и после  взрыва (компьютерная модель).

В 6:36 по UTC на первом энергоблоке АЭС произошёл взрыв, в результате которого обрушилась часть бетонных конструкций. Причина взрыва — образование водорода в результате пароциркониевой реакции при высоких температуре и паросодержании^[12]. Корпус реактора не пострадал, была разрушена внешняя оболочка блока из железобетона. Четыре человека, принимавшие участие в работах на станции, получили ранения и были направлены в больницы.

Уровень радиации на границе  промплощадки станции сразу после  взрыва достиг 1015 мкЗв/час, через 4 минуты — 860 мкЗв/час, через 3 часа 22 минуты — 70,5 мкЗв/час.

В пробах, взятых передвижными лабораториями за территорией промплощадки АЭС, был обнаружен радиоактивный цезий, что может указывать на негерметичность оболочек некоторых ТВЭЛов, однако количественных данных не было приведено.

В 12:20 стало известно, что  Генеральный секретарь правительства  Японии подтвердил информацию об утечке радиации. Масштабы утечки не уточнялись.

В 12:41 по UTC Генеральный секретарь кабинета министров Юкио Эдано подтвердил, что при взрыве была разрушена внешняя бетонная стена здания реакторного отделения, а внутренняя стальная герметичная оболочка не была повреждена. Таким образом, по его словам, существенного выброса радиоактивных веществ не произошло. Юкио Эдано также заявил, что с целью охлаждения реактора было принято решение заполнить его гермооболочку морской водой с раствором борной кислоты(в пресс-релизе TEPCO указывается, что подача воды осуществлялась непосредственно в реактор), что займет от пяти до десяти часов. По поводу причин взрыва Юкио Эдано заявил, что по мере падения уровня охлаждающей воды образовывался водород, который, просачиваясь в пространство между бетонной стеной и стальной оболочкой, смешивался с воздухом, что и привело к взрыву.

13 марта

Правительство Японии сообщило о сложной ситуации на блоке № 3 — вышла из строя система его аварийного охлаждения, которая должна была заработать при снижении уровня теплоносителя ниже определённой уставки. Имелись предварительные данные, что ТВЭЛы по высоте частично находились или находятся выше уровня воды. Существовала угроза взрыва водорода^[19].

Японские официальные  лица уведомили МАГАТЭ, что в 9:20 по местному времени начался сброс давления в гермооболочке 3-го блока контролируемым выпуском пара. В дальнейшем из-за отсутствия всех возможностей охлаждения реактора изнутри началась подобная проведённой на первом блоке операция по закачке морской воды для охлаждения реактора^[17][20].

14 марта

В 11:01 по местному времени произошёл взрыв водорода на третьем энергоблоке станции  по тем же причинам, что и на первом. В результате ранения получили 11 человек^[21]. Гермооболочка и корпус реактора, по сообщению японских официальных лиц, не были повреждены^[22][23].

На блоках 1 и 2 начались работы по восстановлению аварийного электроснабжения с помощью мобильных силовых установок. Продолжалась подача морской воды с борной кислотой для охлаждения реакторов блоков 1 и 3^].

На блоке 2 отказала система аварийного охлаждения, и TEPCO уведомило о начале такой же аварийной ситуации, как  и на блоках 1 и 3. 

После отказа системы  охлаждения, на блоке 2 началась операция по охлаждению морской водой с борной кислотой, аналогичная проводимой на 1 и 3 блоках. Однако в процессе работ отказал предохранительный клапан сброса пара из реактора, и из-за возросшего давления, подача воды стала невозможной. Активная зона на некоторое время оголилась полностью, часть ТВЭЛов, вероятно, оказались серьёзно повреждены. Однако функции клапана удалось восстановить, что позволило сбросить давление и продолжить охлаждение морской водой.

15 марта

Примерно в 6:20 по местному времени произошёл взрыв  на втором блоке АЭС^]. Вероятно, повреждён бак-барботёр(резервуар в виде тора, находящийся на более низкой отметке, чем реактор), предназначенный для конденсации пара, поступающего из реактора в аварийных ситуациях. Давление в барботёре упало в три раза, что говорит о его повреждении. В момент взрыва уровень радиации на промплощадке вырос до 8217 мкЗв/час, но позже снизился на треть^]. Причиной взрыва, как и в предыдущих случаях, явилось скопление водорода. В результате взрыва возможно была нарушена целостность гермооболочки.

Одновременно на блоке 4 произошёл  пожар в хранилище отработанного  ядерного топлива, радиоактивные вещества, по информации МАГАТЭ, стали поступать  в атмосферу. Пожар был потушен в течение 2 часов.

Со станции эвакуирован  весь персонал. Вести борьбу с катастрофой  остались 50 инженеров.

16 марта

В 5:45 утра по местному времени сотрудниками, пытающимися  наладить электроснабжение, было замечено пламя на углу здания энергоблока 4. Спустя 30 минут разведка персоналом не обнаружила признаков возгорания. Подать воду к энергоблоку 4 было невозможно из-за уровня излучения от блока 3.

В 8:34 утра по местному времени  от блока 3 стали подниматься клубы  белого дыма. Определить причину не удалось из-за отсутствия необходимого персонала и тяжёлой радиационной обстановки. Возможно, на блоке 3 произошло событие аналогичное случившемуся 15 марта на блоке 2, однако шума взрыва замечено не было.

Уровень воды в бассейне выдержки топлива блока 5, упавший до опасных  величин, удалось поднять. Планируется подача электропитания от работающего дизеля 6-го блока для решения этой проблемы^[32].

Министр сил самообороны Японии Тосими Китадзава заявил, что планируется сброс воды над энергоблоком 3 с помощью вертолётов. Также готовится заливка блока водой с земли, однако для этого необходимо расчистить завалы возле энергоблока.

17 марта

В 09:48 по местному времени, ввиду угрозы повреждения  отработавшего топлива в бассейнах  выдержки третьего и четвёртого энергоблоков, началась операция по сбросу морской  воды с военных вертолетов CH-47. Таким способом попытались заполнить бассейны. Двумя вертолетами осуществлено по 4 рейса.

Подъезды к энергоблоку 3 удалось расчистить от крупного мусора (последствий цунами). После этого, с 19:05 до 19:45, воду в бассейн выдержки отработавшего топлива 3-го энергоблока безуспешно пытались заливать шесть полицейских грузовиков, экипированных водяными пушками. Им не удалось достать до бассейна. Затем, с 19:45 до 20:09, пять пожарных машин, оснащённых насосами высокого давления, вылили 30 тонн воды в район 3-го блока.

В последние дни штаб по ликвидации аварии столкнулся с чрезвычайно  сложной задачей по выбору приоритета работ. Необходимо вести пролив морской  водой на блоках 1-4 и периодически сбрасывать из них пар, при этом костяк персонала необходим на блоках 5 и 6 для усилий по сохранению их в нормальном состоянии. Эти задачи решались 50-ю инженерами, оставшимися после эвакуации остального персонала. Их работа осложняется серьёзным ухудшением радиационной обстановки после каждого сброса пара, которое вынуждает людей перемещаться в укрытие. Из-за высокого уровня излучения также затруднён анализ степени возможного повреждения различных функциональных систем. 17 марта количество персонала удалось существенно расширить — на промплощадке присутствуют ещё 130 человек, в том числе солдаты сил самообороны. В дополнение небольшая рабочая бригада пожарных и полицейских участвовала в операции по заливке воды с земли^[41].

В течение дня проходила  операция по подключению силовой  линии электропередач для восстановления электроснабжения энергоблока 2, которая  была приостановлена на время операции по заливке воды с земли и возобновлена в 20:30. Кроме того, удалось восстановить работу резервной дизельной электростанции блока 6, её используют поочерёдно для подачи воды в блоки 5 и 6^[42].

18 марта

В 14:00 по местному времени возобновились попытки  охлаждения ОЯТ, находящегося в бассейне выдержки блока 3. Шесть пожарных машин  вылили примерно 40 тонн воды, в это  же время, с помощью предоставленной  армией США системы распыления воды высокого давления, было подано ещё 2 тонны. Операцию проводили Силы самообороны Японии совместно с пожарным управлением Токио^[43].

В течение всего  дня продолжались работы по прокладке  линии электропередач к энергоблоку 2 от линии компании Tohoku Electric Power (англ.)русск. в 1,5 км от станции. В 16:00 TEPCO объявила об окончании работ. После проверок функционирования систем планируется восстановление электроснабжения аварийных систем сначала блока 2, а затем блоков 1, 3 и 4. Двенадцать сотрудников TEPCO осуществляли операцию, при поддержке ещё около 150 человек. По-прежнему в работе дизель блока 6, который поочерёдно снабжает электроэнергией 5 и 6 блоки.

19 марта

На площадке станции было развёрнуто спецподразделение  токийских пожарных, в арсенале которых  имеется мощнейший пожарный автомобиль, способный закачивать 3000 литров воды в минуту на высоту 22 метра. С помощью  него и других машин через отверстие в стене заливают воду в бассейн выдержки отработавшего топлива блока 3 непрерывно с 14:00 по местному времени.

Закончилась 11-часовая операция по просверливанию нескольких 7-сантиметровых  отверстий в крышах 5-го и 6-го энергоблоков. Это сделали в качестве предупредительной меры для недопущения скопления водорода. Восстановлена работа уже двух резервных дизельных электростанций блока 6, что позволило наладить стабильный отвод остаточных тепловыделений от реакторов и бассейнов выдержки блоков 5 и 6. Ведутся работы по соединению подключенного к внешней линии блока 2 с другими блоками. Подсоединён блок 2, остальные планируется подключить в ближайшее время. Восстановление электроснабжения назначено на 20 марта.

20 марта

Непрерывная заливка воды в бассейн выдержки отработавшего топлива блока 3 продолжалась более 13 часов, до 3:40 по местному времени. В район энергоблока залито в общей сложности 2000 тонн воды. В 8:20 началась аналогичная операция на четвёртом блоке. 11 пожарных автомобилей сил самообороны залили 80 тонн воды в район его бассейна выдержки к 9:30. После полудня операция продолжилась заливкой ещё 80 тонн. Затем ликвидаторы приступили к заливке 40 тонн воды в бассейн выдержки блока 2.

Ситуация в бассейнах  выдержки блоков 5 и 6 полностью нормализовалась, постоянный теплоотвод за счёт электроснабжения от двух резервных дизельных электростанций позволил снизить температуру воды в бассейнах до нормальной.

Утром в гермооболочке  блока 3 поднялось давление. Готовилась операция по краткосрочному сбросу среды из гермооболочки для снижения давления, однако позже оно стабилизировалось на более высоком уровне, необходимость сброса исчезла.

21 марта

До 04:00 по местному времени продолжалась 6,5 часовая  операция пожарных по дополнительной заливке воды в бассейн выдержки отработавшего топлива блока 3, с 6:37 до 8:30 силы самообороны заливали воду в бассейн выдержки блока 4.