Közélet

A japán atomerőmű-katasztrófa 3. rész

2011. március 18., péntek

Óvintézkedések és hatások

Aszódi Attila, a BME Nukleáris Technikai Intézet igazgatójának legújabb elemzése szerint az elmúlt két napban a helyzet Japánban egyértelműen tovább romlott. A földrengés idején működő Fukusima atomerőmű I. számú telephelyének 1., 2. és 3. reaktorán robbanás történt, a 4. blokk pedig (ami karbantartáson állt a földrengés idején) egy súlyos tűzön esett át, és sérült a pihentető medencében lévő besugárzott kazetták hűtése. Az új helyzetet úgy lehet összefoglalni, hogy tervezési alapon túli, úgynevezett súlyos baleseti folyamatok zajlanak a három reaktor zónájában, valamint vélhetően minimum a 4. blokk pihentető medencéjében, de nem elképzelhetetlen, hogy az 1., 2., 3. reaktor pihentető medencéjében is veszélybe került a kazetták hűtése, továbbá gondok vannak az 5. és 6. blokk pihentető medencéjében termelődő hő elvezetésével is.

Magyarországi és európai veszélyelemzés

A magyar közvéleményt leginkább az foglalkoztatja, hogy mekkora a veszély a lakosságra nézve. Aszódi Attila legfrissebb elemzéséből kitűnik, hogy Magyarországra vagy Európára nézve nem jelentenek veszélyt a japán kibocsátások, mivel nem került ki annyi sugárzó anyag, és az nem jutott fel olyan magasságba, hogy ezek az anyagok el tudjanak jutni akár mérhető mennyiségben is Európába. „Az események kezdete után hat nappal is azt mondom, hogy radiológiai következményei nem lesznek ennek az eseménynek Európában és Magyarországon sem” – áll a szakember elemzésében. „Ázsia Japánon kívüli részén és Észak-Amerikában szintén nem lesznek radiológiai következmények. Lehet, hogy Kínában vagy Oroszországban nyomokban ki fognak tudni mutatni a japán kibocsátásból származó izotópokat, de ennek egészségügyi kockázata nem lesz.” Ezért rendkívüli módon ki kell hangsúlyozni, hogy Japánon kívül jódtablettát bevenni nem csak nem indokolt, de kifejezetten veszélyes is. Vannak emberek, akiknek a szervezete allergiás reakciót mutat nagy mennyiségű jód bevétele után, ezért Japánban is csak ott kell jódtablettát bevenni, ahol azt a hatóságok elrendelik. Viszont Japán egészének vagy nagy területének elszennyeződése nem valószínű. Az erőmű körüli 20 km-es körben jelentős szennyezés van már most is, és a helyzet ott valószínűleg még romlani fog, de nagyobb távolságban radiológiai következmények nem nagyon valószínűek.

A helyzet egészségügyi veszélyei a Fukusima I. atomerőműben

A mentesítésben résztvevőkre nézve a mostani adatok szerint a telephely egyes részein 8-10 milliSv/óra a dózisteljesítmény (8-10 millisievert dózis óránként), vagy ekkora volt rövidebb-hosszabb ideig, de ebben a helyzetben ennél magasabb értékek is elképzelhetőek. Ez viszont egyértelműen korlátozza a dolgozók munkáját, mivel a nemzetközi előírások szerint egy dolgozó 5 év alatt 100 milliSv dózist kaphat a munkája során, éves szinten a korlát 20 milliSv. A baleset elhárítása, mint különös indok miatt egy kiválasztott dolgozói csoportra a dóziskorlátot megemelhetik. A hírek szerint ez a határérték módosítás Japánban 250 mSv-ig már megtörtént. Ha fennmaradnak a telephelyen a mostani dózisviszonyok, vagy tovább romlanak, a helyreállításhoz sok dolgozóra és különleges intézkedésekre lesz szükség.

A Fukusima I. atomerőmű blokkjainak állapota

Aszódi Attila a japán atomerőmű-biztonságtechnikai szakértővel, Oka Josiaki professzorral közösen részletesen elemezte az elérhető videofelvételeket. Arra a következtetésre jutottak, hogy az 1. és a 3. blokkon a hidrogénrobbanás a reaktorcsarnokban történhetett, ami az épület tetejét rombolta le. Jól látható a videókon, hogy a robbanás felhője elsősorban vízszintesen terjed, kevéssé hatol felfelé. Az atomerőművet üzemeltető TEPCO cég azon közlése, hogy itt a hermetikus védőépület első gátja, az acél fal nem sérült meg, minden bizonnyal helytálló. Úgy tűnik, hogy mostanra ezeket a reaktorokat már elárasztották vízzel. Ha a keletkező gőzt egyszerűen kiengedik a környezetbe, a kazetták hosszú távú hűtése megoldott, így itt további üzemanyag-sérülés nem várható. Az üzemeltető közlése szerint mind az 1., mind a 3. reaktoron a zóna jelentős része – az egyik esetben körülbelül 2/3 része, másik esetben 1/3 része – megolvadhatott. Ha a reaktorokat azóta vízzel elárasztották, és a vízszintet most már tartják, további olvadás nem valószínű. A korábbi zónaolvadás elsősorban azért jelentett problémát, mert az olvadás hatására a keramikus urán-dioxid üzemanyag mátrixból a gáz halmazállapotú, illetve illékony hasadási termékek nagyobb mennyiségben tudtak kiszabadulni, ami növelte az erőmű telephelyének szennyezettségét.

A Fukusima I. erőmű 2. blokkjának robbanása

A felvételek elemzése alapján a robbanás a Fukusima I. atomerőmű 2. blokkján teljesen más természetű volt. A videón egyértelműen látszik, hogy a robbanás felhője felfelé törekszik – nagyjából 1000 méter magasra hatolhatott fel –, majd nagyméretű, nehéz, vélhetően betondarabok hullanak alá. „Az is egyértelműen látható, hogy a robbanás elején megindul egy szürke felhő felfelé” – folytatta a képek elemzését a BME Nukleáris Technikai Intézet igazgatója. „Ezt követően egy narancssárga színű felvillanás látszik, és a robbanás felhője még magasabbra hatol.” Valószínű, hogy a 2. reaktor hűtése hosszabb időre kimaradt, melynek hatására a reaktorzóna szárazra került, a kazetták túlhevültek, ami az elárasztás után jelentős hidrogénfejlődéshez vezetett, mert 1200ºC fölött az üzemanyag cirkónium burkolata és a vízgőz között a kémiai reakció játszódik le. A reaktorok hermetikus terét nitrogénnel töltik fel, hogy ha keletkezik hidrogén ebben a reakcióban, az ne tudjon berobbanni. A robbanáshoz oxigén is kell, ami a cirkónium-vízgőz reakcióban nem keletkezik. A 2. reaktorban sem keletkezett oxigén, és nem valószínű, hogy beszökött volna, hiszen az üzemeltetők folyamatosan azzal küzdöttek, hogy túl magas a nyomás a hermetikus védőburkon belül. „Adatok hiányában csak vélelmezni lehet, hogy a tengervíz bejuttatása során a szivattyúk nem tisztán vizet, hanem a mostoha körülmények között víz-levegő keveréket nyomtak be a hermetikus térbe” – állapítja meg Aszódi Attila. „Ez az oxigén elegendő lehetett ahhoz, hogy a reaktor gyűrű alakú terében vagy a reaktortartályon kívül, a tartály körül a primer konténmenten belül a hidrogén egy része berobbanjon.” Ez megemelte a reaktortartály fölötti beton fedelet, a gőz és a fennmaradt hidrogén ki tudott áramlani a szabadba, ahol a hidrogén be tudott robbanni a környezetben lévő oxigénnel. Ez okozhatta a videókon látható „kísérő” felvillanást. Az üzemeltető cég azt közölte, hogy a 2. reaktor tartálya nem sérült meg, ami az eseménysor elemzése során valószínűnek látszik.

A kiégett üzemanyag-kazetták sorsa

Ha a Fukusima I. atomerőmű blokkjainak pihentető medencéiből a víz nem folyt el a földrengés vagy az azt követő események hatására, akkor az ott tárolt kiégett kazetták sérülésének kisebb a valószínűsége. Sajnos a „ha” itt eldőlt, még hozzá rossz irányba, mert több blokkból is rossz hírek érkeztek a pihentető medencékről. Arra kell tehát számítani, hogy az 1., 2., 3., 4. blokkokon is lehetett, vagy később előfordulhat üzemanyag sérülés a pihentető medencékben. Ez növelheti a telephelyi kibocsátást, és a közvetlen környék szennyezettségét. Innen sem várható azonban olyan kibocsátás, ami messzire eljuthatna. „A 4. blokk pihentető medencéjének problémája újra felhívja arra a figyelmet, amiről a korábbi elemzésekben írtam” – összegezte ezt a problémát a szakember. „Az alap infrastruktúra nagyon súlyosan megsérült, elsősorban nem a földrengésben, hanem a cunami miatt, ezért alapvető feladatok elvégzése is nehézzé vált. Lehet, hogy itt is tüzelőanyag ellátási problémák keletkeztek a szivattyúknál vagy a szivattyúkat hajtó motorok üzemanyaga vízzel szennyeződött, ami hosszabb idejű hűtés kieséshez vezetett.”

Változik-e a nukleáris biztonság

Az atomerőműveket az üzemzavarok széles körére méretezik, melyek során minden, az adott telephelyen elképzelhető külső hatást figyelembe kell venni. Az összes atomerőművet méretezni kell szélsőséges időjárási körülményekre, földrengésre, árvízre, nagy hőségre vagy extrém hidegre. A tengerparti telephelyeknél a méretezési alapban szerepelnie kell a szökőárnak is. A méretezés során az atomerőmű biztonsági elemzését végző mérnökök kikérik a geológusok, hidrológusok, meteorológusok véleményét, akik megadják, hogy adott valószínűségi szintek mellett milyen extrém terhelések várhatóak a környezetből. A Fukusima atomerőmű blokkjait is méretezték földrengésre és szökőárra is. A mostani földrengés Japán történetének legnagyobbika és az ezt követő cunami Japán történetének legextrémebb szökőárja. Ilyen hatásokra nem méretezték ezeket a blokkokat! „A rendelkezésemre álló adatok alapján meg vagyok róla győződve, hogy a blokkok a földrengést jól viselték, működőképesek maradtak a 9-es magnitúdó ellenére is, mivel a földrengésre való méretezés igen nagy biztonsági tartalékokkal történik” – állapítja meg az Nukleáris Intézet igazgatója. „Viszont Oka Josiaki professzortól tudom, hogy kisebb biztonsági tartalékokkal méretezték a távvezetékek oszlopait, így a mértékadó földrengést meghaladó erősségű rengések hatására a villamos hálózat összeomlott, ezért a telephely külső áramellátás nélkül maradt.” A villamos hálózat összeomlására is méretezik az atomerőművet. Emiatt építenek be több, egymástól függetlenül működni képes dízelgenerátort, melyek azonnal elindulnak a blokk generátorának villamos hálózatról való leszakadásakor és 40-60 másodperces indulási idejük után a biztonsági rendszereket el tudják látni árammal. A fukusimai blokkok azonban nem voltak felkészülve ilyen extrém cunamira. A 10 méter magas szökőár rombolása következtében tönkrement az alapinfrastruktúra, és a végső hőnyelő biztonsági hűtővíz blokkokra történő bepumpálása lehetetlenné vált. A cunami olyan közös okú hibák sorozatát indította el, amit az üzemeltetők már nem tudtak lekezelni. Ezek után a súlyos balesetek kezelésére szolgáló írott utasításokat, balesetelhárítási terveket kellett alkalmaznia a japán mérnököknek, amelyekkel a szabályoknak megfelelően rendelkeztek is.

A csernobili példa jó iskola volt

A japán események bizonyítják, hogy az a munka, amit a csernobili baleset után az atomenergetikai mérnökök végeztek, nem volt hiábavaló. Csernobil után ugyanis alapos elemzések készültek azokra a kis valószínűségű eseményekre, amelyek nem szerepelnek a tervezési alapban. A mélységi védelem elve szerint a kis valószínűségű, de a reaktorra nézve súlyos – adott esetben végzetes – következményekkel járó események elemzése alapján az atomerőművekre súlyosbaleset-kezelési utasításokat dolgoztak ki. Az elemzések továbbá információkkal szolgáltak arról is, mi történhet a zónaolvadékkal, mennyi hidrogén keletkezhet, hogyan lehet azt kezelni.

A baleset következményei a jövőre nézve

Rendkívül fontos hangsúlyozni, hogy Japán egy nagyon fegyelmezett, földrengésveszélyben élő ország, az építési szabványok, az emberek képzése, és folyamatos tréningje mind figyelembe veszik az állandó földrengésveszélyt. Az épületek, az ipari létesítmények jelentős része – benne az atomerőművekkel – jól vizsgáztak történelmük legnagyobb földrengésében. A nagy szökőárra azonban még ők sem voltak felkészülve. Az atomenergiában alapelv, hogy ha a tudományban új ismeretek merülnek fel, akkor az alapján a létesítmények biztonságát újra kell értékelni. A japán események ismeretében feltétlenül szükséges az európai atomerőművekben megvizsgálni a dízelgenerátorok működőképességét és a súlyosbaleset-kezelési utasítások érvényességét. Ezt a vizsgálatot Magyarországon, Pakson is el kell végezni. Az európai atomerőművi blokkok leállítása azonban erre a vizsgálatra hivatkozva nem indokolt! A japán földrengés ugyan rendkívüli erejű volt, ez magában nem okozta volna a fukusimai blokkok tönkremenetelét. Az európai atomerőművekben is nagy gondossággal tervezték meg a földrengésvédelmi rendszereket, így nem várható, hogy a kontinensen lévő bármelyik atomerőmű súlyosan károsodna egy – a tervezési alapot meghaladó – földrengésben.

A földrengés és az atomerőmű-baleset megítélése

A fukusimai eseménysor nem önmagában történt, hanem egy súlyos természeti katasztrófa következtében. Még akkor is így van ez, ha a hírekben túlsúlyban vannak az atomerőmű küzdelmével kapcsolatos jelentések. A földrengés-cunami kettősnek összesen vélhetően 10 000 fölötti halálos áldozata lesz. Nem kizárható, hogy az atomerőmű mentesítési munkái halálos áldozatokkal is járnak majd a dolgozók körében, de ezen áldozatok száma nagyságrenddel fog eltörpülni a teljes természeti katasztrófa áldozatainak számát tekintve. A japán lakosság széles köreiben a sugárzás nem fog áldozatokat szedni, mert megvannak a mérőrendszerek, működnek a hatóságok, a kitelepítési tervek, viszont az atomerőmű telephelyén, szűk környezetében néhány évre sugárvédelmi korlátozások lesznek érvényben. A japán események ellenére az atomenergiának hosszú távon is szerepe marad a széndioxidkibocsátás-mentes villamosenergia-termelésben. Különösképpen igaz ez a felkelő nap országára, ahol nem sok alternatívája van az energiatermelésnek.

Gazdasági hatások, károk

Egyes gazdasági elemzők szerint a természeti katasztrófa-kettős – a földrengés és az ezt követő cunami – közvetlen kárértéke 180 milliárd USD is lehet. A veszteséglistán nem voltak reaktorok, mert azok sokkal robosztusabbra voltak méretezve, mint a többi civil létesítmény. Néhány napig küzdöttek az atomerőmű szakemberei, hogy a Fukusima I erőmű blokkjai ne kerüljenek erre a listára, de sajnos nem voltak sikeresek, nem tudták megmenteni a blokkokat attól, hogy ma már mind a négyet elveszettnek lehessen tekinteni, így a kárösszeget mindez megnöveli 10-20 milliárd dollárral.

Összeállította: Illés Tibor

Az előző részben: Egy atomkatasztrófa anatómiájaA következő részben: A sugárzás élettani hatásaForrás:BME Nukleáris Technikai Intézet Országos Atomenergia Hivatal

Fukusima I