Buroksérüléstől tartanak a földrengés sújtotta japán atomerőműben

A Fukusima I atomerőműben bekövetkezett balesetsorozatot együttesen okozta a 9-es magnitúdójú tenger alatti rengés és a tízméteres szökőár - meg az is, hogy elfogyott az erőművet hűtő dízelgenerátorokból az üzemanyag. A hat reaktorblokk közül háromban eleve üzemszünetet tartottak a földrengés idején, de ott az okoz gondot, hogy a fűtőelemek emiatt átmeneti víztározóban voltak.

A Fukusima erőmű 1-es blokkjában megsérült az üzemanyag és a reaktorépület, de a reaktort és a kapcsolódó berendezéseket légmentesen elzáró burkolat nem a Japán Atomenergia Fórum (IAIF) összefoglalója szerint. A 2-es blokkban sérült az üzemanyag, a reaktorépület, és a burkolat is. A 3-as blokkban megsérült az üzemanyag és a reaktorépület, ám a Kyodo hírügynökség jelentése szerint itt valószínűleg nem jelentős a burkolatsérülés. A 4-es blokkban megsérültek a pihentető medencében levő üzemanyagrudak és a reaktorépület. Szintén a Kyodo jelenti, hogy rendőrségi vízágyúkkal tervezik pótolni a medencében a vizet.

Az atomreaktorokban ötrétegű védelmi zónát építenek ki. Az első kört maga az üzemanyag jelenti, mert az urán-dioxid pasztillák kemények, kerámiaszerűek. A második szint az üzemanyagrúd cirkóniumötvözet burkolata. A harmadik szint a 12-15 cm vastag acélból készült reaktortartály. A negyedik a nyomásálló és légmentesen záródó burkolat a reaktor és a kapcsolódó berendezések körül. Az ötödik rétegnek maga a reaktorépület vagy újabb építésű erőművekben még egy biztonsági burkolat számít.

Korábbi információk

Automatikusan leállt március 11-én a tokiói áramszolgáltató (TEPCO) által üzemeltetett Fukusima atomerőmű mind a hat blokkja, amikor bekövetkezett Japán történetének egyik legsúlyosabb földrengése helyi idő szerint 14.46-kor (közép-európai idő szerint 7.46-kor). Ilyenkor a nukleáris fűtőanyagot vízzel kell hűteni, a hűtőközeg keringetését pedig azzal az árammal kell biztosítani, amelyet a vészhelyzet esetére beépített dízelgenerátorok termelnek.

A generátorok el is indultak, megkezdődött a hűtés, azonban a tenger alatti rengés után 55 perccel az erőmű helyszínét is elérte a cunami. A beömlő tengervíz tönkretette a generátorok hűtővízellását, ezért leálltak, így az erőmű teljesen áram nélkül maradt. A forró nukleáris fűtőanyag tovább párologtatta a maradék hűtővizet, így idővel teljesen hűtés nélkül maradt az 1-es, a 2-es és a 3-as blokk üzemanyagának felső, egy-két méter hosszú része.

Az atomerőművekben zajló láncreakció leállítása csak fokozatosan mehet végbe, és ezalatt folyamatosan biztosítani kell az üzemanyag hűtését. A fukusimai erőműben viszont az üzemanyag felszíni hőmérséklete elérhette az 1300 Celsius-fokot, így cirkóniumburkolata reakcióba lépett a vízgőzzel, és hidrogén keletkezett. Az üzemeltetők úgy döntöttek, lefúvatják a veszélyes vízgőz-hidrogén keveréket, de a hermetikus védőépületen kívül a hidrogén berobbant, amint a levegő oxigénjével érintkezett.

^{Így néz ki a tűz után a 4-es blokk}

Az első robbanás az 1-es blokkban történt március 12-én, ekkor a reaktorépület teteje sérült meg. Március 15-én a 2-es és a 3-as reaktorban következett be robbanás, ez utóbbi tönkretette az épületet, egyúttal tűz ütött ki a 4-es reaktorban. Március 16-án a 3-as reaktorból füst szállt fel, de robbanást nem lehetett hallani, és a 4-es reaktorban újabb tűz ütött ki. További gondot okoz, hogy a 4-es, 5-ös és 6-os blokkban előre tervezett üzemszünetet tartottak, felmérve a reaktorok műszaki állapotát, így a fűtőanyag nem a reaktortartályokban, hanem a vizes átmeneti tárolókban volt a katasztrófa idején.

A többé-kevésbé megsérült blokkokra tengervizet szivattyúznak, így pótolva a hűtést, illetve a láncreakció sebességét bórsavval csökkentik. Hogy a helyzet még bonyolultabb legyen, a használt fűtőelemek vízzel telített pihentetőmedencében vannak az 4-es, az 5-ös és a 6-os blokkban. A 4-es reaktor medencéjében feltételezhetően teljesen szárazra kerültek a fűtőelemkötegek, amíg a vizet nem tudták pótolni. A pihentetőmedencék vízutánpótlását helikopterekről igyekeznek fedezni, de a gépek nem repülhetnek hosszan az erőmű fölött a személyzetet érő sugárterhelés miatt.

"Sajnálatos módon lehetséges, hogy megsérültek a reaktorblokkok acélburkolatai" - értékelte dr. Lux Iván, az Országos Atomenergia Hivatal főigazgató-helyettese a helyzetet az [origo] kérdésére. Az 1-es blokknál erre nagyobb, a 3-asnál valamivel kisebb az esély. A korábbi robbanások miatt e két blokk körül már nem beszélhetünk második védővonalról, vagyis hermetikusan zárt épületekről.

Ezért a burkolat falának felhasadása esetén radioaktív anyagok, úgynevezett illékony hasadványtermékek (jód, cézium és más radioaktív gázok) jutnának nagyobb mennyiségben közvetlenül a környezetbe. Ha ez bekövetkezik, akkor a jelenleginél nagyobb terület is elszennyeződhet. Ennek mértéke sok mindentől függ - például a felhasadás mértékétől, az időjárási viszonyoktól -, de a szakember szerint még egy nagyobb katasztrófa is elsősorban Japánra lenne veszélyes.

^{Így nézett ki az erőmű 2004 novemberében és a március 14-i robbanás után}

Dr. Lux Iván szerint a mostani események nem hasonlíthatók össze a csernobili katasztrófával, mert annyi radioaktív anyag nem kerülne a környezetbe, mint az ukrajnai erőműben 1986-ban. Csernobilnál az is súlyosbította a helyzetet, hogy a sugárzó szennyeződés nagyon magasra jutott a légkörben, így messzire tudott terjedni a szelekkel. Ennek oka az volt, hogy az erőműben elégtek a neutronlassító grafittömbök, ám az eltérő technológia miatt ez a japán erőműben nem következhet be (lásd keretes írásunkat).

"Mivel mindhárom reaktor üzemanyaga hosszabb ideig hűtés nélkül maradt, a japán szakemberek feltételezik, hogy részleges zónaolvadás történt mindhárom blokkon" - ez a lényege annak az elemzésnek, amit dr. Aszódi Attila, a BME Nukleáris Technikai Intézet vezetője készített a helyzetről. (Aszódi jelenleg Vancouverben tartózkodik egy atomreaktor-témájú nemzetközi konferencián, ahol japán szakértők számoltak be a helyzetről.) "Az olvadás mértéke nem ismert, és véleményem szerint hónapokba, vagy akár egy évbe is kerülhet, mire pontos képet kapunk a reaktor üzemanyag-kazettáinak állapotáról, a zónaolvadás mértékéről" - teszi hozzá Aszódi.

^{Sugárzásszintet mérnek az erőmű húsz km-es körzetéből kitelépített embereken}

A szakember szerint az összetett helyzetet leginkább a 2-es blokk példája szemlélteti. Az üzemeltetők itt hosszú ideig meg tudták oldani a hűtést, annak ellenére, hogy a beépített dízelgenerátorok leálltak, és a helyükbe hozott mobil dízelgenerátorok nem működtek egyenletesen. Viszont a fűtőolaj-utánpótlást nem tudták időben biztosítani, így a nukleáris üzemanyag legalább két órára teljesen hűtővíz nélkül maradt. Emiatt a 2-es reaktor üzemanyaga részben meg is olvadhatott. A Fukusima II-es és a többi, a rengésben érintett erőműből viszont nem jelentettek komolyabb problémákat.

A Fukusima I körül megnőtt a radioaktív sugárzás szintje. Vasárnap 1557 mikrosievertet (a sugárzási dózisegyenérték mértékegysége) észleltek óránként. Ezen az szinten egyórányi ott-tartózkodás körülbelül egy mellkasröntgen miatti sugárterheléssel egyenlő. Hétfőre 20 mikrosievert/órára csökkent a sugárzás (összehasonlításként: egy hosszú repülőúton az utasokat 5 mikrosievert éri óránként). A keddi robbanás miatt azonban újra megnőtt és ismét átlépte az egészségügyi határértéket a sugárzás szintje. Ahogy viszont távolodunk a balesetsorozat helyszínétől, a sugárzás erőteljesen csökken. Így a légvonalban 230 kilométerre levő Tokióban a sugárzás szinte magasabb a normálisnál, de még nem veszélyes az egészségre. Mindezek a hírek viszont nem teljesen nyugtatják meg a lakosságot. A BBC tudósítója arról számolt be, hogy inkább a Tokióban élő külföldiek a nyugtalanabbak, de számos helybéli is inkább délre, az erőmű helyszínétől minél távolabbra költözteti a családját.

Forralóvizes reaktorok működtek a Fukusima I erőműben

A Fukusima I (Dajcsi) atomerőmű Okuma városában, Fukusima prefektúra területén található. Az erőmű összesen hat, könnyűvizes, forralóvizes (BWR) típusú reaktorblokkból áll, amelyek összesen 4,7 gigawatt áramot termeltek. Ezzel a kapacitással a Fukusima I a világ huszonöt legnagyobb atomerőművének egyike volt. A legrégebbi, 1-es blokk felépítését 1967 júliusában fejezték be, az áramellátásban 1971 márciusa óta vett részt. Bezárását 2011 március 26-án tervezték megkezdeni. A reaktort arra tervezték, hogy földrengés esetén a felszín maximum 0,18 g-s gyorsulását bírja ki. A tervezéskor az 1952-es 7,3-as magnitúdójú kaliforniai földrengés keltette lökéshullámokat használták kiindulópontként. Az 1-es, 2-es és 6-os blokk reaktorát a General Electric, a 3-asét és a 5-ösét a Toshiba, a 4-esét a Hitachi gyártotta. A 2-es blokk 1974 júliusától, a 3-as 1976 márciusától működött. Az összes blokk állapotát felmérték az 1978 június 12-i, 7,7-es földrengés után, de a katasztrófában nem sérültek meg a reaktorok kritikus részei.

A forralóvizes reaktor jellegzetessége, hogy egyaránt vízzel oldják meg az aktív zóna - amelyben a láncreakció végbemegy - hűtését és a láncreakciót tápláló gyors neutronok lassítását. A több száz fűtőelem az aktív zónában található. A fűtőanyagot, a dúsított uránt a rudak urán-dioxid formájában tartalmazzák. A víz alulról fölfele áramlik, csökkenti a gyors neutronok számát, majd felforrva, gőz formájában a turbinákhoz jut - így nincs szükség külön gőzfejlesztőkre az áramtermelő generátorok meghajtásához. A megoldás hátránya, hogy a hűtővízben mindig vannak radioaktív részecskék, így a turbinákat el kell zárni a külvilágtól. Előny viszont a nagyobb hatásfok és az egyszerűbb felépítés. A reaktort szabályozórudak teljes betolásával, illetve a hűtővíz keringetésével lehet leállítani. A reaktortechnikát az 1950-es években fejlesztette az atomkutatással foglalkozó INL intézet Idahóban, az Egyesült Államokban, a General Electric részvételével.