Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Cesta od havárie k rekonstrukci, důsledky a dopady pro Japonsko a svět Vladimír Wagner Ústav jaderné fyziky AVČR, 250 68 Řež Fakulta jaderná a fyzikálně.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Cesta od havárie k rekonstrukci, důsledky a dopady pro Japonsko a svět Vladimír Wagner Ústav jaderné fyziky AVČR, 250 68 Řež Fakulta jaderná a fyzikálně."— Transkript prezentace:

1 Cesta od havárie k rekonstrukci, důsledky a dopady pro Japonsko a svět Vladimír Wagner Ústav jaderné fyziky AVČR, Řež Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT Praha E_mail: WWW: 1. Úvod 2. Proč k havárii došlo? 3. Jak proběhla? 4. Jak se likvidují následky? 5. Současný stav 6. Poučení z havárie 7. Dopady pro Japonsko a svět (to už v diskuzi) Fukušima I poté Kolokvium FJFI ČVUT

2 Japonsko a jaderná energetika 1)Nedostatek fosilních zdrojů 2)Omezené možnosti využití obnovitelných zdrojů Ói Fukušima II Mondžu Sendai 54 reaktorů 30 % elektřiny

3 Co havárii způsobilo?

4 Tohoku zemětřesení a cunami 11. března 14:46 JST !! Největší známé zemětřesení v Japonsku !! Velikost 9 magnituda vytvořilo extrémně vysokou vlnu cunami až 40 m Přírodní katastrofa z největšími ekonomickými dopady (podle počtu obětí byly už větší): mrtvých a pohřešovaných (únor 2014) Zničeno obrovské množství podniků i elektráren budov totálně, zpola a částečně Extrémní zemětřesení a cunami hlavně velikost cunami bylo pro Japonsko opravdu nečekané. Z toho hlediska byla havárie způsobena extrémní přírodní katastrofou !!!

5 Příklad protržení přehrady Fudžinuma 1800 domů zaplaveno, několik obětí (vpravo) Následky zemětřesení i cunami

6 Cunami Cunami u a v elektrárně Fukušima I :41

7 Základní kritická místa Výška vlny cunami Zařízení pro pumpování mořské vody Turbínová hala Reaktorová budova Ochranný val Dieselagregát 1)Podcenění velikosti možného extrémního cunami (dáno i selháním systému dozoru 2)Umístění dieselagregátů v suterénu a bez vodotěsné izolace 3)Nepočítalo se s nadprojektovými haváriemi a úplnou ztrátou dodávek proudu 4)Nebyly zde v dostatečně bezpečné záloze zdroje elektřiny, zdroje vody a čerpací i stříkací zařízení Z tohoto hlediska šlo o havárii způsobenou lidským faktorem !!!

8 Jak havárie proběhla?

9 První cíl – zastavení jaderné reakce Absolutně nejdůležitější – tepelný výkon klesne zhruba na 6 % - neřízená reakce – vysoká uvolněná energie Co je potřeba zařídit při katastrofě? Druhý cíl – dochlazování reaktorů Tepelný výkon reaktoru zhruba trojnásobek elektrického: blok 1 – 460 MWe → 1400 MWt, blok 2 a 3 – 780 MWe → 2400 MWt Tepelný výkon zhruba po hodině klesne pod 2 %, po dni pod 1 %, po 5 dnech pod 0,5 % Třetí cíl – zabránění zničení primárního kontejnmentu, výbuchu vodíku Kritické teploty – 800 o C – narušení povlaku ze zirkonia 1450 o C – tavení oceli 2850 o C – tavení paliva Vypaření vody – obnažení aktivní zóny, pára vede teplo minimálně Extrémní vzrůst teploty a tlaku i v primárním kontejnmentu – nutnost odpouštění páry Vývoj vodíku a uvolňování štěpných produktů Dusíková atmosféra v primárním kontejnmentu Proběhlo perfektně !!!

10 Výbuch u 1. bloku Před explozí Po explozi Vodíková exploze – 1. blok :36 a 3. blok :00 Vodíková exploze uvnitř 2. bloku a požár ve 4. bloku :00-11:00 Mimo primární kontejnment dusíková atmosféra není – koncentrace vodíku větší než 4 % → riziko vodíkové exploze při odpouštění atmosféry (páry, vodíku a dusíku) Pumpování mořské vody pomocí pump požárních stříkaček (mobilní dieselové pumpy) zajistilo provizorní chlazení: 1. blok – :00 2. blok :00 3. blok – :38 Pozitiva vypouštění: Odvod tepla a snížení tlaku Negativa vypouštění: část vodíku i do reaktorové budovy a únik radioaktivních prvků (vzácných plynů a I, Cs v aerosolech) Odpouštění páry: 1. blok :00, 2. blok :00, 3. blok :41 Výbuch 3. bloku

11 Při výbuchu v suterénu 2. bloku pravděpodobně poškozen primární kontejment – uvolnění velkého množství radioaktivity do ovzduší → přechodná evakuace a ukrytí pracovníků.

12 20. března – obnovení dodávky proudu 26. března – americké tankovací lodě zajistí dostatek technické vody, nemusí se už chladit mořskou Chlazení – dodávání zhruba 500 tun vody denně, ta se vypařuje a kondenzuje v primárním kontejnmentu → nárůst množství radioaktivní vody 26. června – začala se využívat dekontaminovaná voda 5. května – první vstupy lidí do vnitřních částí reaktorových budov Postupná instalace měřících zařízení, zjišťování stavu – ukázalo se, že nastalo pravděpodobně nejen u 1. bloku tavení zóny a proděravění nádoby – stále lepší dodávání vody do reaktorů zajištění vhánění dusíku do kontejnmentu – 1. blok 5. dubna, 2. blok konec června Nastaveny podmínky pro začátek velmi intenzivního chlazení a cesty ke studenému odstavení

13 Čtvrtý cíl – chlazení bazénů s vyhořelým palivem Mnohem menší výkon → pomalejší růst teploty a vypařování vody Největší problém – čtvrtý blok- čerstvé palivo a nejvíce palivových souborů 17. března - použití zalévání třetího a čtvrtého bloku z helikoptéry 17. března – doplňování vody pomocí hasičských stříkaček na velkou vzdálenost 22. března - nakonec speciální stříkací pumpy s ramenem až 50 m Prosté doplňování vody, která se vypařila → velmi vysoká teplota, první tři bloky ~ o C, čtvrtý blok ~ 80 – 90 o C duben – červen – přechod na doplňování prostřednictvím standardního potrubí bloků

14 Snímek situace u bazénu 4. bloku postupná oprava 30. května – vybudování cirkulovaného chlazení přes tepelný výměník u 2. bloku 70 o C → 30 o C 1. července – totéž u 3. bloku 70 o C → 30 o C Radikální snížení vypařování vody Snímek vnitřní části bazénu 4. bloku Dále postupně pro další bloky – v současné době teplota u všech bloků pod 20 o C Dekontaminace vody, odsolování, přidávání antikorozivních látek, odstraňování znečištění

15 Pátý cíl - dekontaminace a recirkulace vody Velké objemy radioaktivní vody Možnost jejího přelivu do oceánu Začátek dubna 2011 – poškozenou „jímkou“ tekla voda do oceánu Ucpání speciální drtí a polymery Stálé přibývání vody chlazením, deštěm i podzemní vodou → nutnost cirkulace Přechodné zásobníky pro slaběji radioaktivní vodyMísto úniku radioaktivity do moře Radioaktivita v umělém zálivu – čištění, betonování

16 Šestý cíl - konečné vyloučení úniku radioaktivity 1) Postupná fixace radioaktivního prachu a aerosolu pomocí polymerů (venku i v budovách) 2) Odklízení a bezpečné uložení radioaktivních trosek a zbytků 3) Postavení nových lehkých budov nad 1. blokem – betonový základ, lehká ocelová konstrukce vyplněná tenkými deskami z umělé hmoty

17 Dekonatminační zařízení Nutnost odstranění radioaktivních prvků (hlavně se jedná o cesium), olej z různých zařízení a zásobníků poškozených cunami, sůl z mořské vody z cunami a použité při chlazení na počátku Nutnost vícestupňového čištění Dvě jednotky: jedna od firmy AREVA druhá z USA Od začátku července 2011 chlazení dekontaminovanou vodou Po počátečních potížích – jedná se o unikátní zařízení, kombinace dvou výrobců, málo času na školení obsluhy, 4 km potrubí. V plném provozu zvládne přes 1000 tun denně Později nové japonské, postupně i na stroncium

18 Studené odstavení – co to znamená? Není klasické – roztavená a zničená aktivní zóna Tři hlavní podmínky: 1)Teplota ve všech oblastech reaktoru a prvního kontejnmentu pod 100 o C 2)Zajištění kontroly hromadění vodíku 3)Úniky radioaktivity sníženy na minimální úroveň (příspěvek k roční dávce na hranicích elektrárny menší než 1 mSv 1) Teplota reaktorové nádoby v různých místech: 1. blok okolo 30 o C 2. a 3. blok o C 2) Kontrola atmosféry v reaktoru (nádobě i kontejnmentu) a vstřikování dusíku, dekontaminace 2)Teplota bazénů mezi 10 o C a 20 o C, minimální zdroje páry, čištění radioaktivity a odsolování 3)Postavení budovy u 1. bloku, odstraňování trosek, fixace radioaktivity, čištění radioaktivní vody 16. prosince 2011 – vyhlášení studeného odstavení (>0,1 mSv) – možnost uvažovat o návratu evakuovaných

19 Nejdůležitější cíl – včasná evakuace, zabránit ohrožení lidí Důležité – před únikem radioaktivity bylo několik dní pro evakuaci a přípravu V prvních dnech nejvýznamnějším izotope 131 I (T 1/2 = 8 dní) a další krátkodobé izotopy, po několika měsících začíná převládat hlavně 137 Cs (T 1/2 = 30 let). Během té doby pokles aktivity o několik řádů Evakuační zóna – do 20 km, km omezený režim, zůstávat doma

20 Relativní příspěvek jednotlivých izotopůPokles dávkového příkonu (lehkovodní reaktor) Měření přímo v areálu elektrárny Rozšiřování monitorování, stále pečlivěji se hledají nejzasaženější oblasti Tokio – (2012) příspěvek z Fukušimy 0,013 μSv/h přirozené pozadí 0,036 μSv/h Všude, kromě perfektury Fukušima pod 0,2 μSv/h Pečlivé sledování radioaktivity v potravinách a vodě (překročení obsahu jódu přes limit pro kojence jen na pár dní) Povedlo se zabránění proniknutí jódu do potravin

21 Po několika měsících je dominantní částí radioaktivity cesium a pokles přirozeným rozpadem se zpomaluje Z evakuované zóny (byla zasažena i cunami) muselo odejít zhruba obyvatel Cílená evakuace z míst, kde by roční dávka mohla přesáhnout 20 mSv (dalších zhruba 8 tisíc lidí) V perfektuře Fukušima silná závislost na místě kritický severozápadní směr – Iitate (až 14 μSv/h), Katsurao (až 9 μSv/h), Namie (až 36 μSv/h) Vesnice Iitate patří k nejkrásnějším místům Japonska „Dobrovolná evakuace“ – přes obyvatel

22 Pracovníci elektrárny: Dva mezi mSv dalších šest přes 250 mSv celkově 167 přes 100 mSv žádné zdravotní problémy pro pracovníků, kteří v areálu pracovali a pracují V elektrárně byly i smrtelné úrazy, ale nesouvisely s radiací Nedošlo k žádným pozorovatelným zdravotním dopadům ani u pracovníků elektrárny a ani u evakuovaných či obyvatel v dalších zasažených oblastí Psychické a sociální dopady jsou však značné – vedly i k nepřímým obětem, zhoršení podmínek při evakuaci nemocnic a domovů pro přestárlé nebo sebevraždy Dozimetrické dávka a zdravotní dopady Pečlivá dozimetrická sledování kontaminovaných oblastí – reálná měření dávají nižší dávky než odhady. Dávky jsou srovnatelné s přirozeným pozadím – nevedou k riziku

23 Někteří zůstali – problém se zvířaty

24 Jak se likvidují následky? Současný stav

25 Vyvezení palivových souborů z bazénů Čtvrtý blok – již vyvezen Třetí blok – odklizení trosek, i těžkých z bazénů, začátek stavby krytu Druhý blok – rozhodnutí o postupu vyvezení První blok – odstranění provizorního krytu

26 Vyřešení problémů s radioaktivní vodou Zdroje: 1) Cunami 2) Chlazení v prvních týdnech 3) Spodní voda Řešení: 1) Dekontaminace, 137 Cs, 90 Sr a vše kromě tritia 2) Odčerpávání spodní vody 3) Ledová stěna 4) Stěna, vybetonování přístaviště, vyčištění a zabetonování kanálů

27

28 Poznání situace uvnitř kontejnmentů 1)Potřeba dekontaminace vnitřních prostor 2)Využití endoskopu (od včerejška všechny) 3)Využití tomografie pomocí mionů (1. a 2. blok – zóna je z velké části zničena) 4)Využití robotů pronikajících do kontejnmentu (u 1. bloku první dva průzkumy, u 2. bloku se připravuje) Umisťování detektorů mionů u prvního bloku Robot, který má proniknout do kontejnmentu

29

30 Novinka ze včerejška první pohled do nitra kontejnmentu 3. bloku

31 Dekontaminace a návrat obyvatel Odvolána omezení v oblastech za 20 km zakázanou zónou, které nehrozí roční dávkou překračující 20 mSv, to znamená: znovuotevření škol, nemocnic a úřadů – začal návrat dobrovolně evakuovaných, problém s obnovou infrastruktury a zaměstnaností Oblasti v zakázané a evakuované zóně jsou rozděleny na tři typy: 1)Aktivita menší než pro roční dávku 20 mSv – spuštění návratu, obnova infrastruktury, intenzivní dekontaminace 2)Dávka mezi 20 mSv až 100 mSv – intenzivní dekontaminace pro umožnění návratu 3)Dávka nad 100 mSv – dlouhodobé omezení návratu Začal návrat – podmínky, vyhovující dozimetrická situace a vypracovaný plán rekonstrukce

32 První zrušení veškerých omezení u části zakázané zóny 1)Konec roku 2011, studené odstavení, odvolání omezení v zóně 20 – 30 km. 2)V průběhu let 2012 až 2013 klasifikace jedenácti zasažených území. 3)Postupné otevírání méně kontaminova- ných částí (I. a II.) pro návštěvy a práce přes den (nelze zůstávat přes noc). 4)Konec roku 2013 omezené povolení trvalejšího pobytu v části města Tamura 5)Zrušení všech omezení u části města Tamura – 1. duben )Následovala vesnice Kawauči (26. dubna) a poté město Naraha (6. září) 7)V průběhu let a 2016 by měly následovat další místa v zelené zóně 8)Podstatné – obnova infrastruktury a pracovních příležitostí – Džobánská železnice a dálnici Zakázaná zóna obyvatel „Dobrovolná“ evakuace

33 Klíčové výzvy k řešení rekonstrukce oblasti 1)Obnova infrastruktury – už se povedlo zprovoznit silnici č. 6 i dálnici Džoban, železnici Džoban jen částečně část její trasy se jede autobusy. Potřeba obnovení výjezdů a dalších cest 2)Obnova nemocnic, zdravotních zařízení, obchodů a škol. 3)Obnova pracovních příležitostí – výzkumná střediska pro robotiku a dekontaminaci, výroba v oblasti elektroniky a obnovitelných zdrojů 4)Obnova pěstování rýže a ovoce, obnova rybářství 5)Nutnost pro intenzivní dekontaminaci – vybudování přechodného úložiště radioaktivního odpadu z dekontaminace. Březen 2015 zahájení provozu jeho části (Okuma a Futaba) 6)Nalezení metod dekontaminace silně kontaminovaných oblastí (III. zóna)

34 Obnovení využívání jaderných zdrojů Japonskem Nejdále je posuzování u elektrárny Sendai 1)Vytvoření nového úřadu pro jaderný dozor NRA 2)Začátek procesu posuzování jednotlivých bloků (polovina roku 2013 – šest elektráren) 3)Hlavní důraz – odolnost proti zemětřesení a cunami, opatření proti úplnému výpadku proudu 4)Podzim roku 2015 – posuzuje se 25 bloků v 13 elektrárnách 5)Letos byly zprovozněny dva bloky v Sendai, za ní jsou nejdále dva bloky v Takahama a blok v Ikata Elektrárna Takahama Zařízení pro čištění při ventilaci (Kašiwazaki Kariwa)

35 Poučení z havárie 1)Nutnost počítat i z extrémními přírodními katastrofami. 2)Striktní oddělení úřadu pro jadernou bezpečnost (regulačního úřadu) od úřadu propojujícího odvětví. 3)Nutnost počítat s kompletním výpadkem proudu a mít připravena řešení (dostatek mobilních prostředků pro náhradní dodávky elektřiny i vstřikování vody). 4)Mít dostatek prostředků na likvidaci i více paralelně probíhajících událostí. 5)Připravené varianty evakuace, hlavně řešení problémů s imobilními lidmi. 6)Lépe vysvětlit veřejnosti rizika spojená s radiací (vysvětlení principu ALARA), aby dokázala racionálněji rizika srovnávat.

36 Děkuji za pozornost Děkuji kolegům i studentům za inspiraci a pomoc při tvorbě knihy Těším se na diskuzi

37 Informace navíc do diskuze

38 Zpráva „UN Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation“ (UNSCEAR): Z zaměstnanců jen 168 dávku větší než 100 mSv jen 6 dávku větší než 250 mSv jen 2 dávku větší než 600 mSv Obyvatelé pod 20 mSv, dominantně hluboko Všechny relevantní studie ukazují zanedbatelný vliv dávek pod 100 mSv (např. BEIR 1) Pracovníci v elektrárně pracují v prostředí s radiací, nutná pečlivá dozimetrická kontrola

39 Epidemiologické studie dozimetrické Epidemiologické studie rakoviny štítné žlázy Studium vnitřní kontaminace pomocí celotělových počítačů Rjugo Hajáno říjen 2011 – únor 2012 z měřených: 88 % bez měřitelné kontaminace 12 % slabé stopy pod hyg. Limity březen 2012 – listopad 2012 z osob: 99 % bez měřitelné kontaminace 1 % slabé stopy pod hyg. Limity Větší stopa (vedoucí k 1 mSv senioři z hub) Ultrazvukové metody – kontrola mládeže do 18 let: Větší výskyt abnormalit – dáno použitím modernějších přístrojů. Potvrzeno srovnáním studií v zasažených a nezasažených oblastech: Zasažená: Fukušima - výskyt těchto malých bulek 41,2 %, Nezasažené: Aomori 57,6 %, Jamanaši 69,4 % a Nagasaki 42,5 %. Výskyt rakovin vyšší, ale odpovídá s vysokou pravděpodobností intenzivnímu skríningu Podobné u rozsáhlého sledování štítné žlázy u obyvatel, probíhá druhá série (doposud 103 podezření a přes dvacet potvrzených případů) (4 případy „standard“)

40 „I malá porucha (efekt motýlích křídel), výpadek technologických systémů nebo lidská rutina, může vyvrcholit katastrofou. “ V žádném oboru lidské činnosti nelze úplně vyloučit možnost havárie – i v budoucnu nelze havárie jaderných elektráren, stejně jako přehrad, chemických podniků vyloučit Havárie jaderných elektráren (pouze čtyři vážné): 1) Jaslovské Bohunice A1 – žádné oběti 2) Three Mile Island – žádné oběti 3) Černobyl – 47 přímých obětí + 14 obětí rakoviny štítné žlázy (téměř 7000 případů) 4) Fukušima – žádné oběti Havárie přehrad (147, v Evropě 26): Přehrada Desná (1916) - 65 obětí Přehrada Vaiont (1966) – 2000 obětí Systém přehrad na Jang-C (Panč chiao) (1975) – přímých obětí až obětí následného hladomoru a nemocí Téměř 6 milionů budov zničeno, postiženo 11 milionů lidí. Přehrada Machchu-2, Indie (1979) 1800 – obětí Sajano-Sušenská hydroelektrárna (2009) – 75 obětí Přehrada Tři soutěsky – přesídlení lidí Přehrada Vaiont Rizika je třeba srovnávat

41 Negativní dopady je třeba také vždy srovnávat Je třeba započítat celý palivový cyklus: roční potřeba uranu tun Existuje jen pár dolů, často jako vedlejší produkt těžby jiných kovů Nejsou problémy s metanem a výbuchy Ve srovnání hydroelektrárny – jaderné elektrárny jsou oběti na životech i škody na majetku u havárii hydroelektráren řádově vyšší Ještě vyšší počet obětí a škod má využívání fosilních paliv, hlavně uhlí Každá realistická studie dokládá, že jaderná energie má jednu z nejmenších počtu obětí, škody a ekologické dopady na jednotku vyrobené energie Nelze úplně vyloučit protržení vltavské kaskád ani systému rakouských přehrad Havárie v uhelných dolech jsou běžnou záležitostí Havárii v Sajano Sušenské hydroelektrárně – 75 obětí

42 Závěr srovnání rizik 1)Při havárii Jaderné elektrárny Fukušima I nikdo nezahynul. Více obětí mělo protržení přehrady Fujinuma při tomto zemětřesení. 2)Je nutné srovnávat rizika různých zdrojů a z nich vychází jádro velmi dobře 3)Co nese větší riziko? Intenzivní využití jaderné energie? Nebo intenzivní emise CO 2 ? Jestli že dvě havárie (Fukušima a Černobyl) za 50 let využívání jádra mají mnohem větší dopady ve srovnání s rizikem budoucího vlivu oteplování, tak se ho není třeba obávat. 4) Rizika sociálních dopadů vzniklých z nedostatku energie a její vysoké ceny jsou daleko vyšší než rizika z využívání jádra Má pravdu Rain man, že několikadenní cesta autem přes USA je bezpečnější než letadlo?


Stáhnout ppt "Cesta od havárie k rekonstrukci, důsledky a dopady pro Japonsko a svět Vladimír Wagner Ústav jaderné fyziky AVČR, 250 68 Řež Fakulta jaderná a fyzikálně."

Podobné prezentace


Reklamy Google