Egyetem

A japán atomerőmű-katasztrófa I. rész + VIDEÓ, FOTÓK, TÉRKÉP

2011. március 16., szerda

A Japánban lezajlott 9-es erősségű földrengés egyik igen veszélyes helyzetet előidéző eseménysorozata során a Fukushima atomerőműben több vegyi robbanás történt, melynek során radioaktív gőz szabadult ki. De mi is történt valójában? Erre ad választ a jelenleg Kanada nyugati partvidékén, Vancouverben tartózkodó Aszódi Attila, a BME Nukleáris Technikai Intézet igazgatója.Aszódi Attila egy atomreaktorokkal foglalkozó nemzetközi konferencián tartózkodik Kanadában, ahol a résztvevők között számos japán szakember is van, közöttük Josiaki Oka professzor, a japán atomerőművek biztonsági filozófiájának egyik megalkotója. A konferencia megnyitójának keretében a professzor tartott egy rövid áttekintő előadást a japán földrengésről és atomerőművekre gyakorolt hatásairól.

A katasztrófa

A 2011. március 11-én Japánban bekövetkezett földrengés hatására a Japán szigetek kőzetlemezei több száz kilométer hosszan jelentősen elmozdultak. Óriási energia szabadult fel, a hosszú ideig tartó 9-es magnitúdójú fő rengés hatására az összes fosszilis- és atomerőmű automatikusan leállt. Tokióban és a régió településein tartós áramszünet lépett fel. A földrengés idején a Fukusima atomerőmű egyes számú telephelyén három reaktor működött, melyek automatikusan leálltak. A földrengés hatására a villamos hálózat összeomlott, és az atomerőmű biztonsági hűtővíz ellátása is megszűnt. Az ilyen esetekre a 90-es években kidolgozott „súlyosbaleset-kezelésiutasításokat” kell alkalmaznia az üzemeltetőnek, ami magában foglalja szükség esetén a hermetikus védőépület ellenőrzött lefúvatását – „szellőztetését” –, szükséghelyzetben hűtővíz biztosítását mobil víztartályokból tűzoltó szivattyúk vagy tűzoltó fecskendők segítségével, illetve az üzemzavari áramellátást a telephely további blokkjainak rendszereiből. Az üzemzavari dízelgenerátorok rendben elindultak, és a blokkok lehűtése az üzemzavarkezelési-utasításoknak megfelelően rendben megkezdődött. A földrengés kezdete után 55 perc elteltével elérte az atomerőművi telephelyet a cunami, aminek 10 méteres árhulláma jelentősen meghaladta az atomerőmű tervezési alapjában figyelembe vett értéket. Ennek hatására a dízelgenerátorok leálltak, mert hűtővíz ellátásukat a szökőár tönkretette. Ettől kezdve a telephely teljesen áramellátás nélkül maradt.

Hűtés nélküli reaktorok

Az üzemzavari hűtőrendszerek nem tudtak működni, így a Fukusima atomerőmű mindhárom reaktorán a reaktor vízszint csökkenni kezdett, hiszen a reaktor üzemanyagának maradó hőteljesítménye folyamatosan párologtatta a reaktortartályban lévő vizet. Idővel mindhárom reaktor aktív zónája részlegesen szárazra került – az üzemanyag kazetták felső egy-két méter hosszú része hűtés nélkül maradt egy időre –, ami az üzemanyag cirkónium burkolatának túlhevülését eredményezte. Az üzemanyag felületi hőmérséklete elérhette az 1300 ºC értéket, és ez cirkónium-vízgőz reakció beindulásához vezetett, melyben hidrogén keletkezett. A reaktorok hermetikus védőépületében túl magas értékre nőtt a nyomás, így a védőépület épségének megőrzése érdekében mindhárom blokkon a hidrogén-vízgőz keverék lefúvatása mellett döntöttek. Március 12-én az egyes blokkon, március 14-én a hármas blokkon a lefúvatás során a hidrogén a hermetikus védőépületen kívül, a hermetikus tér fölött a reaktorcsarnokban a levegő oxigénjével keveredve berobban. Az eddigi ismeretek szerint a két robbanásban 14 dolgozó sérült meg könnyebben.

Előre nem tervezhető katasztrófahelyzet

„Valószínűleg a 70-es években ezeknek a reaktoroknak a tervezése és építése során nem vették figyelembe, hogy a hermetikus tér lefúvatása során, ha hidrogén is van a leeresztett közegben, ez a hidrogén összegyűlhet a reaktorcsarnokban” – vélekedett Aszódi Attila, a BME Nukleáris Technikai Intézet igazgatója. A helyzet bonyolultságát jól szemlélteti a kettes blokk példája: hosszú ideig biztosítani tudták a reaktor hűtését, annak ellenére, hogy a beépített dízelgenerátorok kiesése után a telephelyre hozott mobil dízelgenerátorok üzeme nem volt stabil. Nemrégiben a hűtőrendszer kiesett, mert a mobil dízelgenerátorok tüzelőolaja elfogyott és nem tudták időben biztosítani dízelolaj-utánpótlást. A zóna vízszint a szükséges érték alá csökkent, az üzemanyag hűtése veszélybe került, majd legalább két óra időtartamra a reaktor zóna teljesen szárazon maradt, így a második reaktor üzemanyaga az eseménysor következtében részlegesen megolvadhatott. A kettes blokk reaktorcsarnokának falát egy részen elbontották, hogy itt a hidrogén ne tudjon összegyűlni, így kívánják elkerülni, hogy az egyes és hármas blokkon bekövetkezett robbanás itt is megtörténhessen. A reaktortartály és a hermetikus védőépület gázterének ellenőrzött lefúvatására minden bizonnyal itt is több alkalommal sort fognak keríteni, ami további – korlátozott – radioaktív kibocsátással fog járni. „Mivel mindhárom reaktor üzemanyaga hosszabb ideig hűtés nélkül maradt, a japán szakemberek feltételezik, hogy részleges zónaolvadás történt mindhárom blokkon” – folytatta a Nukleáris Technikai Intézet igazgatója. „Az olvadás mértéke nem ismert, és véleményem szerint hónapokba, vagy akár egy évbe is kerülhet, amire pontos képet kapunk a reaktor üzemanyag-kazettáinak állapotáról, a zónaolvadás mértékéről.” Az üzemanyag pálcák burkolatának sérülése és a zónaolvadás hatására az üzemanyag kazettákban lévő hasadási termékek egy része kikerült az üzemanyagból, egy részük pedig a lefúvatás során a környezetbe is kikerült.

A kitelepítés szükséges óvintézkedés volt

Josiaki Oka professzor adatai szerint az atomerőmű telephelyén a kibocsátott sugárzás jelentős értékű, ezért korlátozza a mentesítésben dolgozók ott tartózkodásának idejét. Szerinte helyes volt a telephely 20 km-es környezetéből a lakosságot kitelepíteni. Azonban a szennyezés jelentős részét az óceán felé viszi a szél, így a telephely hosszú távú használatát szerinte a helyzet nem korlátozza. Azóta mindhárom reaktornál a reaktortartályt és a hermetikus tér egy részét tengervízzel töltötték fel, így a helyzet vélhetően stabilizálódik, ezért további zónasérülést és nagy környezeti kár nem valószínűsíthető. „A Fukushima atomerőmű egyes reaktorán a kiégett kazetták pihentető medencéje a reaktorcsarnokban található” – elemezte tovább a helyzetet a magyar szakember. „Abban a térrészben, ahol a hidrogénrobbanás is bekövetkezett vannak a használt fűtőelemek, így a hidrogénrobbanásban elvileg a kiégett kazetták is megsérülhettek.” A pihentető medencében normál esetben ezek a kazetták 7-8 méter víz alatt helyezkednek el. Ha ez a víz nem folyt el a földrengés vagy az azt követő események hatására, a pihentető medencében lévő kiégett kazetták sérülésének kisebb a valószínűsége. A földrengés és az azt követő szökőár terhelése valószínűleg jelentősen meghaladta azt az értéket, amit a reaktorok méretezése során feltételeztek, és az ország alap infrastruktúrájának – villamos hálózat, gázhálózat, úthálózat – tönkremenetele jelentősen nehezíti az atomreaktorok üzemzavarainak kezelését. „A helyzet nagyon komplex” – összegezett Aszódi Attila. „Az említett három reaktor üzemeltetőinek nagyon nehéz súlyos baleseti eseménysort kell kezelnie, ráadásul egyszerre három reaktoron. Véleményem szerint ugyanakkor olyan nagy kibocsátástól továbbra sem kell tartani, ami messzire, Japán nagy részére vagy Európába, Észak-Amerikába eljuthatna, és ott a lakosságra nézve érdemi veszélyt jelenthetne. A következő részben: Egy atomkatasztrófa anatómiája

Összeállította: Illés Tibor

Forrás:BME Nukleáris Technikai Intézet A robbanás: