Onnettomuus Fukushiman ydinvoimalassa 1 | |
---|---|
| |
Tyyppi | Säteilyonnettomuus |
Syy | hätälaitteiden vika maanjäristyksen ja tsunamin vuoksi |
Maa | Japani |
Paikka | Okuma , Fukushima |
päivämäärä | 11. maaliskuuta 2011 |
Aika | 14:46 JST (05:46 UTC ) |
kuollut | 1 säteilyn pitkäaikaisvaikutuksista |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Fukushima-1-ydinvoimalaitoksen onnettomuus on kansainvälisen ydintapahtumaasteikon ( INES) maksimitason 7 säteilyonnettomuus , joka alkoi perjantaina 11.3.2011 historian voimakkaimman maanjäristyksen seurauksena . Japani ja sitä seurannut tsunami . Kellarien tulviminen, jossa kojeistot , varageneraattorit ja akut sijaitsivat, johti aseman täydelliseen sähkökatkoon ja hätäjäähdytysjärjestelmien vikaantumiseen. Voimayksiköiden 1-3 reaktoreissa tapahtui ydinpolttoaineen sulaminen, vedyn kertyminen höyry-zirkoniumreaktion ja räjähdyksen seurauksenaräjähtävä seos voimayksiköillä nro 1, nro 3 ja nro 4. Pääosin haihtuvia radioaktiivisia alkuaineita, kuten jodia ja cesiumin isotooppeja , päästettiin ympäristöön , joiden päästömäärä oli 20 % Tshernobylin päästöistä. onnettomuus .
Vaikka akuuttia säteilysairaustapausta ei ole raportoitu yhtäkään , päivystystyöntekijöiden lisääntynyt altistuminen lisää heidän keskuudessaan syöpäsairauksien riskiä, jotka ovat altistumisen pitkäaikaisia seurauksia. Japanin hallitus on vahvistanut useita tällaisia sairauksia, ja yksi niistä johti ihmisen kuolemaan vuonna 2018. Noin 164 tuhatta ihmistä evakuoitiin saastuneilta alueilta . Samaan aikaan 50 vakavasti sairasta potilasta kuoli sairaaloiden evakuoinnin aikana hoidon puutteen vuoksi. Evakuoinnin jälkeisinä vuosina 2 304 ennenaikaista kuolemaa tapahtui fyysisen ja psyykkisen stressin sekä huonon lääketieteellisen ja sairaanhoidon vuoksi, pääasiassa evakuoitujen vanhusten keskuudessa. Joulukuussa 2013 ydinvoimalaitos suljettiin virallisesti. Aseman alueella tehdään töitä onnettomuuden seurausten poistamiseksi. Tokyo Electric Power Company (TEPCO) arvioi, että laitoksen saattaminen vakaaseen ja turvalliseen tilaan voi kestää jopa 40 vuotta. Arvioidut kustannukset kaikille toimenpiteille, mukaan lukien korvaukset evakuoiduille, ovat virallisten arvioiden mukaan jopa 22 biljoonaa jeniä .
Fukushima Daiichin ydinvoimala (Fukushima-1) sijaitsee 220 km Tokiosta pohjoiseen , samannimisessä prefektuurissa Futaban ja Okuman kylien rajalla . Asema oli yksi ensimmäisistä Japaniin rakennetuista ydinvoimaloista ja ensimmäinen Tokyo Electric Power Companyn (TEPCO) tilauksesta . Ydinvoimalaitoksella oli kuusi voimalaitosta kiehutusvesireaktoreilla [1] . Vuonna 2011 TEPCO oli yksi alansa suurimmista yrityksistä ja tuotti kolmanneksen Japanin kaikesta sähköstä [2] .
Lohko #1 | Lohko #2 | Lohko #3 | Lohko numero 4 | Lohko numero 5 | Lohko nro 6 | |
---|---|---|---|---|---|---|
Reaktorilaitoksen malli | BWR3 | BWR4 | BWR4 | BWR4 | BWR4 | BWR5 |
Suojaustyyppi _ | MARKKI I | MARKKI I | MARKKI I | MARKKI I | MARKKI I | Mark II |
Sähkövoima | 460 MW | 784 MW | 784 MW | 784 MW | 784 MW | 1100 MW |
Toiminnan aloitus | 26.3.1971 | 18.07.1974 | 27.03.1976 | 12.10.1978 | 18.4.1978 | 24.10.1979 |
Reaktorilaitosten toimittaja | General Electric | General Electric, Toshiba |
Toshiba | Hitachi | Toshiba | General Electric, Toshiba |
Maaliskuun 11. päivänä 2011 kello 14.46 paikallista aikaa Itä-Japanin 9 yksikön maanjäristyksen pääshokki tapahtui 180 km:n päässä Fukushima Daiichin ydinvoimalaitoksesta [3] . Voimayksiköt 1-3 toimivat tuolloin nimelliskapasiteetilla ja voimayksiköt 4-6 suljettiin tankkaus- ja huoltotöiden vuoksi. Maanjäristys johti toimivien reaktorien välittömään automaattiseen sammumiseen. Maanjäristyksen aiheuttama suurjännitelaitteiden ja voimajohtotukien tuhoutuminen johti aseman ulkoisen virransyötön katkeamiseen, minkä jälkeen varadieselgeneraattorit käynnistyivät automaattisesti [4] . Aseman toiminnan analyysi ennen tsunamiaallon tuloa osoitti, että ydinvoimala kokonaisuutena kesti seismisten iskujen vaikutuksen [5] .
Kivien siirtymisen seurauksena merenpohja vääntyi nousussaan 7–10 metriä, mikä aiheutti useita tsunamiaaltoja [6] . Ensimmäinen 4 metriä korkea aalto [7] saavutti aseman 40 minuuttia pääiskun jälkeen, ja klo 15.35 saapui toinen 14-15 metriä korkea aalto [7] , joka ylitti aallolle suunnitellun suojapadon korkeuden. 5,5 metriä [7] ja itse ydinvoimalan taso. Tsunami-aalto huuhtoi pois ulkona seisoneet raskaat tankit, laitteet ja ajoneuvot ja saavutti rannikosta kaukana olevat rakennukset jättäen jälkeensä paljon rakenteellisia roskia [8] . Tulva aiheutti myös ihmisuhreja: kaksi TEPCOn työntekijää, jotka olivat neljännen voimayksikön turbiinirakennuksessa, joutuivat aaltovesien ohi ja kuolivat [9] .
Asema ei ollut millään tavalla suojattu tämän suuruiselta katastrofilta, jonka seurauksena reaktorien turvallisen jäähdytyksen varmistaneet kriittiset laitteet vaurioituivat [10] . Meriveden maalla toimivat pumput, jotka olivat lopullinen jäähdytyselementti sekä itse reaktoreille että varadieselgeneraattoreille, epäonnistuivat. Vesi tulvi turbiinirakennusten kellareihin, joissa oli dieselgeneraattoreita, AC- ja DC - kojeistoja sekä akkuja. Laitoksen laajuisen käytetyn polttoaineen varaston pohjakerroksessa sijaitsevat kaksi ilmajäähdytteistä varageneraattoria eivät tulvineet, mutta vesi vaurioitti niiden sähkönjakelulaitteita [11] [12] [13] . Tällaisessa tilanteessa virransyötön nopea palauttaminen oli mahdotonta [13] . Kaikista varavoimanlähteistä henkilöstöllä oli käytössään tehoyksiköiden 3, 5, 6 tasavirtaakut sekä yksikön nro 6 ilmajäähdytteinen dieselgeneraattori [14] . Eduskuntavaliokunnan mukaan TEPCO ei ollut täysin valmistautunut tämän suuruiseen onnettomuuteen ja aseman kohtalo oli jo ennalta arvattu [15] .
Lohkon ohjauspaneelien valot sammuivat ja mittarien merkkivalot katosivat. Tietoa aseman tilasta ei myöskään enää näytetä suojatun valvontakeskuksen monitoreissa, jossa kriisikeskus sijaitsi asemapäällikkö Masao Yoshidan johtamana . Ydinvoimalaitosten pääasiallinen viestintäväline - matkapuhelin PHS-puhelin - ei toiminut [16] , ja ainoa tapa kommunikoida oli langallinen puhelinyhteys. Voimayksiköiden henkilöstö joutui lukemaan hätäohjeet uudelleen taskulamppujen valossa, mutta niissä ei ollut ohjeita täydelliseen sähkökatkostaan. Lisäksi dokumentaatio on koottu olettaen, että kaikki kriittiset mittarilukemat ovat saatavilla. Aseman henkilökunta ja johtaja Yoshida ymmärsivät, että nykyinen tilanne ylitti kaikki aiemmin oletetut vakavien onnettomuuksien skenaariot [17] . Asianmukaisten menettelyjen puuttuessa henkilöstö joutui toimimaan suurelta osin oman tilanteensa ymmärtämisessä [18] .
Aluksi vaikein tilanne oli korttelissa nro 1, mutta sitä ei heti tajuttu. Ennen tsunamin saapumista reaktorin jäännösenergian vapautumisen lämpö suoritettiin käyttämällä kahta itsenäistä eristyskondensaattoria (Isolation Condencer - IC) [19] . IC-järjestelmä pystyy jäähdyttämään reaktoria noin 10 tuntia jäähdytysaineen luonnollisen kierron ansiosta . Järjestelmän ollessa toiminnassa reaktorista tuleva höyry kulkee lauhdutinsäiliössä veden alla olevien lämmönvaihtoputkien kautta, joissa se jäähtyessään kondensoituu ja lauhde valuu takaisin reaktoriin. Puhdas vesi säiliöstä kiehuu vähitellen pois ja höyry pääsee ilmakehään. Käytön aikana järjestelmä ei kuluta sähköä, mutta kierron käynnistämiseksi on välttämätöntä avata sähköventtiili [ 20] . Koska ohjeet rajoittavat reaktorin jäähdytysnopeutta, operaattorit sammuttivat lähes välittömästi yhden kondensaattorin ja ennen tsunamin tuloa käynnistivät ja pysäyttivät toisen useita kertoja [21] . Virransyötön katkeamisen ja vastaavasti ohjauspaneelin ilmaisun jälkeen henkilökunta ei voinut yksiselitteisesti määrittää järjestelmän tilaa [18] .
Kuten tutkinta osoitti, IC-järjestelmä ei ollut toiminut aseman täydellisen sähkökatkon jälkeen. Valtioneuvoston ja IAEA :n vahvistaman TEPCO-analyysin mukaan ohjausjärjestelmän logiikan erityispiirteiden vuoksi sähkökatkojen aikana kaikki IC-piirin venttiilit sulkeutuivat automaattisesti, mukaan lukien ne, joiden tulisi olla jatkuvasti auki [22] [ 23] [24] . Kukaan henkilöstöstä ei ollut onnettomuushetkellä tietoinen tästä mahdollisuudesta [25] .
Koska käyttäjät eivät tienneet IC-järjestelmän tarkkaa tilaa, he kuitenkin olettivat sen edelleen poistavan lämpöä reaktorista [26] . Kuitenkin kello 18:18, kun joidenkin laitteiden teho palautui itsestään, venttiilin kiinniasennon ilmaisimet syttyivät ohjauspaneeliin. Kun vastaavat ohjausnäppäimet oli käännetty reaktorirakennuksen yli, ilmaantui hetkeksi höyryä, joka katosi sitten lauhdutinsäiliön IC:stä [27] . Ilmeisesti oli jo liian myöhäistä aktivoida järjestelmä, koska höyry-zirkoniumreaktion aikana muodostunut vety esti sen kierron [28] [29] . Näitä keskeisiä tietoja ei välitetty riittävästi kriisikeskuksen johdolle, jossa uskottiin edelleen reaktorin jäähtyvän [30] . Vasta sen jälkeen, kun taustasäteily reaktorirakennuksen lähellä saavutti arvon 1,2 mSv /h kello 21.51 [31] ja suojarakennuksen paineen nousu havaittiin klo 23.53 , ensimmäisen voimayksikön tilanteen vaara tuli ilmeiseksi [32] .
Masao Yoshidan mukaan mitään hätäohjeissa kuvatuista menetelmistä veden syöttämiseksi reaktoreihin ei voida soveltaa nykyisessä tilanteessa. Suurin osa hätätoimenpiteistä vaati virransyöttöä, ja kiinteän dieselpalonsammutuspumpun käyttömahdollisuus oli kyseenalainen, koska säiliöt, joista se otti vettä, sijaitsivat kadulla ja todennäköisesti vaurioituivat luonnonkatastrofissa. Yoshidan ehdottama menetelmä koostui tavanomaisten paloautojen käytöstä , joiden holkit voitiin liittää turbiinirakennusten ulkopuolella sijaitseviin palonsammutusjärjestelmän ulostuloihin [33] .
Mahdollisuutta syöttää vettä reaktoriin kiinteästä sammutusjärjestelmästä ei ollut määrätty aseman alkuperäisessä suunnittelussa, ja se toteutettiin vuonna 2002 asentamalla hyppyjohtimet vastaavien putkistojen väliin. Turbiinirakennusten ulkoseinille asennettiin palonsammutusjärjestelmän lisäpisteitä vuonna 2010, vain 9 kuukautta ennen onnettomuutta. Johtopäätökset oli tarkoitettu vain vesivarantojen täydentämiseen, eikä paloautojen käyttöä reaktorin syöttämiseen otettu ohjeessa huomioon, koska uskottiin, että dieselkäyttöinen palopumppu oli riippumaton voimanlähteistä ja oli saatavilla joka tapauksessa [ 34] . Siten Yoshidan päätös oli improvisoitu, menettelyä ei vahvistettu etukäteen eikä henkilöstön tehtäviä jaettu, mikä johti lopulta merkittävään viivästymiseen veden toimittamisessa reaktoriin [35] .
Asemalla oli kolme paloautoa, jotka omistaa TEPCO:n vuokraama urakoitsijayhtiö Nanmei. Yksi ajoneuvo oli aluksi käytettävissä, toinen ajoneuvo vaati roskien poistamista tieltä liikkuakseen, ja kolmas ajoneuvo vaurioitui pahoin tsunamissa [36] . Organisatorisesti ydinvoimalaitosten palontorjuntatehtävät jaettiin: TEPCO:n henkilöstö vastasi paloturvallisuudesta laitoksen tiloissa ja Nanmei vastaavasta työstä viereisellä alueella [37] . Kukaan ydinvoimalaitoksen henkilöstöstä ei ollut koulutettu käyttämään paloautoa, eikä Nanmein henkilöstöllä ollut lupaa työskennellä ionisoivalle säteilylle altistuvassa ympäristössä . TEPCO joutui pyytämään Nanmeita auttamaan vaarallisten töiden suorittamisessa sopimuksen soveltamisalan ulkopuolella. Aamuyöllä kahdesta neljään jatkettiin turbiinirakennuksen sammutusjärjestelmän tulojen etsintää. Ainoastaan aiemmin niiden asennukseen osallistuneen työntekijän avulla tulot löydettiin tsunamin aiheuttamien raunioiden alta [38] . Paloautot eivät pystyneet syöttämään vettä reaktoriin, kun reaktori oli korkean paineen alaisena [39] . Kuitenkin 12. maaliskuuta kello 02.45 reaktorin paine putosi äkillisesti 6,9 MPa:sta 0,8 MPa:iin ilman henkilöstön toimia, mikä osoitti vakavan vaurion reaktorin paineastiassa [40] . Vasta klo 05.46, yli 14 tuntia jäähdytysjärjestelmien vioittumisen jälkeen, pystyttiin muodostamaan vakaa veden syöttö ensimmäisen voimayksikön reaktoriin [41] . Onnettomuuden jälkeisen analyysin mukaan on todennäköistä, että vain pieni osa syöttövedestä pääsi reaktoriin [42] .
Hieman ennen puoltayötä 11.-12. maaliskuuta aseman henkilökunta onnistui palauttamaan joidenkin instrumenttien näytöt urakoitsijan luota löydetyn pienen mobiiligeneraattorin avulla. Ensimmäisen voimayksikön suojarakennuksen paine oli 0,6 MPa (abs.), mikä ylitti suurimman sallitun arvon 0,528 MPa (abs.) [43] . Klo 00.55 Yoshida ilmoitti menettelyn edellyttämällä tavalla Tokion TEPCO-kriisikeskukselle hätätilanteesta ja tarpeesta vähentää painetta. Tähän päivään mennessä TEPCO ei ollut havainnut radioaktiivisten aineiden vahingossa vapautumista ilmakehään, ja johto päätti hankkia myös Japanin hallituksen tuen. Pääministeri Naoto Kan ja elinkeino-, kauppa- ja teollisuusministeri Banri Kaieda antoivat suostumuksensa tietoisena suojarakennuksen tuhoamisen vaarasta. Nollaus päätettiin suorittaa sen jälkeen, kun operaatiosta oli ilmoitettu virallisesti paikalliselle väestölle, mikä oli suunniteltu tapahtuvaksi klo 03:00 samana yönä [44] . Klo 02.30 säännölliset painemittaukset suojarakennuksessa osoittivat arvon 0,840 MPa (abs.) [45] .
Japanin hallitus ilmoitti lehdistötilaisuudessa kello kolmelta aamulla ydinvoimalan suojarakennuksen aiheuttaman paineen välittömästä vapautumisesta [45] . Sillä välin säteilytilanne heikkeni ja reaktorirakennukseen pääsemiseksi piti valmistaa haalarit suljetulla hengitysjärjestelmällä. Lisäksi työ oli tarpeen suunnitella ottaen huomioon sähkö- ja pneumaattisten venttiilien valaistuksen ja tehon puute [46] . Suunnitteluun tarvittava paperidokumentaatio jouduttiin etsimään omalla vastuulla hallintorakennuksesta, johon pääsy oli kielletty maanjäristysten aikana [47] . Japanin hallitus ei kuitenkaan voinut objektiivisesti arvioida kaikkia hätäydinvoimalaitoksella työskentelyn vaikeuksia, maan johtoa ärsytti suunnitellun tapahtuman "hidas" [48] , ja Naoto Kan päätti käydä laitoksella henkilökohtaisesti. selvittää viivästysten syyt [49] .
Aamulla 12. maaliskuuta Masao Yoshida yhtäkkiä sai tietää pääministerin lähestyvästä saapumisesta ja päätti tavata hänet henkilökohtaisesti [48] . Noin tunnin kestäneessä kokouksessa Naoto Kan vaati paineen vähentämistä mahdollisimman pian, ja Masao Yoshida kertoi asemalla kohdatuista vaikeuksista. Pääministeri rauhoittui vasta sen jälkeen, kun Yoshida ilmoitti tehtävän suoritettavaksi, vaikka se vaatisi "itsemurharyhmän" [50] muodostamista . Leikkauksen luvattiin valmistuvan klo 9.00 [51] .
Kun TEPCO sai aamulla yhdeksältä ilmoituksen väestön evakuoinnista lähiseudulta, ensimmäinen ryhmä ydinvoimalan työntekijöitä valaisi tiensä lyhtyillä nousi reaktorirakennuksen toiseen kerrokseen ja avasi käsin klo 09.15 mennessä. yksi ilmanvaihtojärjestelmän venttiileistä. Toinen ryhmä yritti päästä toiseen kellarissa sijaitsevaan venttiiliin, mutta korkean säteilytason vuoksi he joutuivat kääntymään takaisin puoliväliin peläten ylittävän maksimiannoksen 100 mSv [52] . Ei jäänyt muuta kuin löytää tapa syöttää paineilmaa jäljellä olevan venttiilin pneumaattiseen toimilaitteeseen vakiojärjestelmän kautta. Vasta klo 12.30 mennessä tarvittava kompressori löydettiin yhdeltä ydinvoimalaitoksen urakoitsijalta. Klo 14.00 kompressori kytkettiin paineilmajärjestelmään ja ilmanvaihtoventtiilin pneumaattisen käyttölaitteen ohjaussolenoidi sai virtaa liikkuvalla generaattorilla . Nopea paineen aleneminen suojarakennuksessa vahvisti toiminnan onnistumisen [53] .
Toisin kuin paloautojen hätäkäytössä reaktorin jäähdyttämiseen, hätäohjeissa ehdotettiin hätäboroidun vedensyöttöjärjestelmän käyttöä [54] . Ensimmäisen ja toisen voimayksikön sähköjärjestelmästä löytyi yksi veden vaurioittamaton kojeisto, joka pystyi muuttamaan 6 kV:n jännitteen liikkuvasta generaattorista ja siten syöttämään tämän järjestelmän pumppuja (jännite 480 V), mikä mahdollistaisi reaktorien jäähdyttämisen korkeassa paineessa niissä (tämä strategia tunnustettiin myöhemmin epäilyttäväksi, koska näiden pumppujen toimittaman booriveden syöttö oli vain 15,5 m³ [55] ). Toisen voimayksikön rakennukseen toimitettiin suurjännitegeneraattori, ja 40 henkilöä oli mukana venyttämässä manuaalisesti useita satoja metrejä raskasta voimakaapelia aseman käytävillä [56] .
Melkein heti korkeajännitegeneraattorin kytkemisen ja käynnistyksen jälkeen kello 15.36 kuului räjähdys ensimmäisestä voimayksiköstä [57] . Räjähdyksen syynä on höyry-zirkoniumreaktion seurauksena muodostunut vety [58] . Kolme TEPCOn työntekijää ja kaksi Nanmein työntekijää loukkaantuivat räjähdyksessä ja heidät evakuoitiin [59] . Rakenteiden sirpaleita levisi ympäri voimalaitosta, mikä vaurioitti tilapäisiä kaapeleita ja paloletkuja, ja säteilytilanne heikkeni merkittävästi [60] . Masao Yoshida oli järkyttynyt tapahtuneesta, koska hänen täytyi nyt järjestää uudelleen työ, joka näytti jo valmistuneen [61] .
Ennen räjähdystä kukaan aseman henkilökunnasta tai kriisikeskusten henkilökunnasta ei epäillyt vetyräjähdyksen mahdollisuutta suojarakennuksen ulkopuolella [62] . Tällaista skenaariota ei myöskään otettu huomioon IAEA :n tai NEA/OECD :n asiakirjoissa [63] . Vedyn räjähdysturvallisuutta koskevia toimenpiteitä toteutettiin vain suojarakennuksen sisällä, joka oli täytetty typellä inertin ilmakehän luomiseksi [62] . Nyt henkilöstön edessä oli tehtävänä ehkäistä mahdolliset räjähdykset toisessa ja kolmannessa yksikössä. Aluksi sen piti porata tuuletusaukkoja rakennusrakenteisiin, mutta vahingossa syntyneen kipinän aiheuttaman suuren räjähdysvaaran vuoksi tämä idea hylättiin nopeasti. Reaktorirakennusten seiniin asennettiin puhalluspaneelit, jotka on suunniteltu suojaamaan rakennusta liialliselta paineelta sisältä. Fukushiman ydinvoimalan paneelit vahvistettiin lisäksi vahingossa avautumisen välttämiseksi maanjäristysten aikana ja vaativat työkalun niiden poistamiseen. TEPCO tilasi vesisuihkuleikkauskoneita , mutta myöhempien tapahtumien vuoksi, kun ne pystyttiin toimittamaan ydinvoimalaitoksille, asennustarve ei enää ollut [64] .
Räjähdyksen jälkeen ensimmäisen yksikön reaktorin vedensyötön palauttaminen, roskien raivaus ja vaurioituneiden paloletkujen uusiminen kesti useita tunteja. Itse paloautot pysyivät toiminnassa, vaikka niiden ikkunat olivat särkyneet. Puhdistetun veden ehtymisen yhteydessä paloautojen vedenotto jouduttiin siirtämään meriveteen, jonka lähimmäksi lähteeksi osoittautui tsunamin aikana tulvineen kolmannen voimayksikön venttiilien kytkentäkammio [ 65] . Työntekijöiden ponnistelujen ansiosta he onnistuivat käynnistämään palopumput klo 19.04 [66] . Vähän ennen sitä keskusteltiin ydinvoimalan tilanteesta Tokion pääministerin kansliassa. Saatuaan tiedon räjähdyksestä Naoto Kan päätti laajentaa evakuointivyöhykettä 10 kilometristä 20 kilometriin asemalta, vaikka tälle alueelle ei ollut evakuointisuunnitelmia. Pääministeri epäili myös meriveden käyttöä reaktorien jäähdyttämiseen ja kysyi, aiheuttaisiko tämä ongelmia alikriittisyyden hallinnassa . Tämä kysymys aiheutti hämmennystä läsnäolijoissa, jotka pelkäsivät, että jos Kahnin epäilyjä ei hälvennetä, tämä pahentaisi aseman tilannetta [67] . Kokousten välillä TEPCO:n varapresidentti Ichiro Takekuro soitti suoraan Yoshidalle ja sai tietää, että vedenjakelu oli jo alkanut. Uskoen, että meriveden käytöstä tulisi päättää korkeimmalla tasolla, Takekuro määräsi pumput pysäyttämään. Yoshida, nähdessään ydinvoimalaitoksen tilanteen vakavuuden ja arvaamattomuuden, teki itsenäisen päätöksen ja raportoituaan johdolle vesihuollon pysäyttämisestä, määräsi alaisensa jatkamaan työtä. Lopulta virallinen lupa myönnettiin ja TEPCO ilmoitti meriveden syöttämisen alkamisesta reaktoreihin klo 20.20, vaikka itse asiassa pumput olivat olleet käynnissä yli tunnin [68] .
Kun taistelu yksikön 1 onnettomuutta vastaan oli käynnissä, tilanne yksiköissä 2 ja 3 pysyi suhteellisen vakaana. Näissä yksiköissä käytettiin jäähdytysjärjestelmää, joka koostui höyryturbiinista ja siihen kytketystä pumpusta ( Eng. Reactor Core Isolation Cooling - RCIC). Turbiinia käytettiin reaktorista tulevalla höyryllä, ja pumppu toimitti jäähdytysvettä lauhteen varastosäiliöistä reaktorilaitokseen [69] . Ohjaukseen ja säätöön tarvittiin tasavirtaa, mutta aluksi jopa täysin jännitteettömällä toisella tehoyksiköllä järjestelmä selviytyi tehtävistään [70] , koska se aktivoitiin manuaalisesti vain muutama minuutti ennen sähkökatkosta [71] . .
Jo 12. maaliskuuta kolmannessa tehoyksikössä DC-virran läsnäolosta huolimatta RCIC-järjestelmä sammui spontaanisti. Kun jäähdytysnesteen taso reaktorissa laski, hätätäydennysjärjestelmä (High Pressure Coolant Injection - HPCI) käynnistyi automaattisesti. Vaikka HPCI-järjestelmä on suunniteltu samalla tavalla kuin RCIC, sen suorituskyky on huomattavasti parempi, eikä sitä ole tarkoitettu reaktorin pitkäaikaiseen jäähdytykseen. Suuren jäähdytysveden syöttämisen vuoksi paine reaktorissa laski 0,8 MPa:iin ja HPCI-turbiini toimi alennetulla nopeudella. Koska järjestelmän toiminta toiminta-alueen ulkopuolella oli epäluotettavaa, kolmannen yksikön henkilökunta päätti toimittaa vettä reaktoriin kiinteästä dieselkäyttöisestä palopumpusta. Tätä varten reaktorissa suunniteltiin ylläpitää alennettua painetta avaamalla sen varoventtiilit. Näitä aikomuksia ei kerrottu oikein superintendentti Yoshidalle [72] .
Kolmannen korttelin operaattorit aloittivat strategiansa toteuttamisen 13. maaliskuuta. Klo 02.42 HPCI-järjestelmä sammutettiin manuaalisesti reaktoripaineella 0,580 MPa [73] , mutta varoventtiilin avaamisyritykset epäonnistuivat. Todennäköisimmin tähän mennessä paristot eivät enää pystyneet tarjoamaan tarvittavaa virtaa venttiilin ohjaamiseen. Paine reaktorissa alkoi nousta ja saavutti 4,1 MPa:n kello 03.44 mennessä, mikä ylitti merkittävästi sammutuspumpun ominaisuudet [74] . Fukushimassa käytettyjä vara-akkuja, jotka ohjaavat järjestelmiä, kuten HPCI, ei voida kuljettaa käsin. On epätodennäköistä, että henkilöstö pystyisi toimittamaan sen asennuspaikalle edes sellaisen akun löytämisen jälkeen [75] .
Saatuaan vihdoin tietää tilanteesta 3. yksiköllä klo 03.55 Masao Yoshida ei löytänyt muuta tapaa jäähdyttää reaktoria kuin käyttää paloautoja. Merivettä suunniteltiin alun perin toimittamaan samalla tavalla kuin ensimmäisessä yksikössä, ja klo 7 mennessä henkilökunta venytti ja liitti tarvittavat paloletkut [76] . Samoihin aikoihin TEPCO:n toimintajohtaja soitti Yoshidalle pääministerin kansliasta ja ilmaisi mielipiteensä, että demineralisoidun veden käyttö tulisi asettaa etusijalle. Yoshida otti tämän ohjeen melko vakavasti, luullen sen tulevan pääministeriltä itseltään, vaikka se ei ollutkaan. Henkilökunnan täytyi raivata rauniot makean veden säiliöiden edestä ja vetää niihin paloautojen letkut [77] . Samanaikaisesti TEPCO:n henkilökunta keräsi 10 akkua asemalle pysäköidyistä yksityisajoneuvoista [76] . Klo 09:08 he onnistuivat kytkemään akut ohjauspaneeliin luoden 120 V:n jännitteen ja avaamaan kolmannen lohkon reaktorin varoventtiilit. Paine putosi nopeasti arvoon 0,46 MPa, ja klo 09.25, yli 7 tuntia HPCI:n sulkemisen jälkeen, reaktoriin syötettiin vettä [78] [79] . Makean veden määrät olivat vähissä ja siirtyminen meriveteen oli lopulta väistämätöntä, mikä tehtiin klo 13.12 samana päivänä [80] .
Samoin kuin ensimmäisessä yksikössä henkilöstö onnistui vapauttamaan väliaineen suojarakennuksesta, jonka paine laski 0,63 MPa:sta (abs.) kello 09:10 arvoon 0,27 MPa (abs.) kello 10:55 mennessä [81] . Vain toinen poistolinjan kahdesta venttiileistä voitiin avata manuaalisesti, toisen venttiilin pitämiseksi auki tarvittiin paineilmaa. Aluksi henkilökunta käytti tähän paineilmasylintereitä, sitten mobiilikompressoreita. Nämä toimet eivät olleet riittävän tehokkaita, suojarakennuksen paine nousi ajoittain päivän aikana ja saavutti 0,52 MPa (abs.) 14. maaliskuuta kello 07:00 mennessä [82] .
Maaliskuun 14. päivänä kello 6:een mennessä Masao Yoshida oli yhä enemmän huolissaan vetyräjähdyksen mahdollisuudesta ydinvoimalan kolmannessa yksikössä. Syitä tähän oli riittävästi: sydämen todennäköinen tyhjeneminen, säteilytason nousu reaktorirakennuksen lähellä, höyryn ilmaantuminen sen ovien taakse ja paineen nousu suojarakennuksessa - kaikki oli sama kuin aiemmin reaktorirakennuksessa. ensimmäinen voimayksikkö [83] . Klo 6.30 Yoshida määräsi kaikki työntekijät poistettavaksi korttelin työmaalta, mutta merivesijäähdytystilanne vaati aktiivisia toimia. Kolmannen lohkon kytkentäkammiossa, josta vesi otettiin ja ensimmäisen reaktorin jäähdytystä varten, vesivarastot olivat loppumassa. Jo klo 07.30 Yoshidan oli palattava töihin. Useita saapuvia paloautoja käytettiin tuomaan vettä suoraan merestä ja nostamaan sen yli 10 metrin korkeuteen [84] [83] .
Työ reaktoreiden keskeytymättömän meriveden saannin järjestämiseksi oli käynnissä aktiivisesti, kun kello 11.01 tapahtui vetyräjähdys kolmannella voimalaitoksella. Räjähdyksessä loukkaantui neljä TEPCOn työntekijää ja kolme Nanmein työntekijää sekä neljä Japanin itsepuolustusvoimien palokunnan jäsentä , jotka saapuivat auttamaan ydinvoimalan henkilökuntaa [85] . Reaktoreiden jäähdytys keskeytettiin jälleen, ja vaikean säteilytilanteen ja jatkuvien jälkijäristysten vuoksi se saatiin palautettua vasta saman päivän iltaan mennessä (klo 16.30 kortteli nro 3, klo 19.57 kortteli). nro 2, klo 20:30 nro 1) [86] .
Yllättäen toisen voimayksikön RCIC-järjestelmä toimi siihen asti ilman virtalähdettä, mutta sen suorituskyky heikkeni. Aiemmin 12. maaliskuuta klo 04.00 RCIC-pumpulla reaktoriin pumpatun lauhteen loppumisesta johtuen järjestelmän vedenotto kytkettiin Mark-I suojarakennuksen kondensaatiokammioon (säiliön muoto - torus ). Jäähdytysaineen kierto reaktorin läpi alkoi kulkea suljetun kierron kautta ja koko järjestelmä lämpenee vähitellen. 14. maaliskuuta kello 13.25 aikoihin jäähdytysnesteen taso toisen yksikön reaktorissa laski, ja kaikki merkit RCIC-järjestelmän sulkeutumisesta olivat nähtävissä [87] .
Nyt aseman toisessa korttelissa jouduttiin toteuttamaan samat toimenpiteet kuin lohkoissa 1 ja 3, eli reaktorin ja suojarakennuksen paineen poistaminen ja veden syöttäminen paloautoihin. Masao Yoshida uskoi, että suojarakennuksen painetta pitäisi ensin alentaa, koska RCIC:n pitkän toiminnan vuoksi kondensaatiokammion paine ja lämpötila olivat liian korkeita vastaanottamaan tehokkaasti höyryä reaktorin ylipaineventtiileistä. Tällaisessa tilanteessa heidän löytönsä uhkasi tuhota kammion [88] . Suojarakennuksen tyhjennyslinjan pneumaattisesti toimivan venttiilin avausyritykset jatkuivat tuloksettomina klo 16 asti, vaikka kaikki tarvittava oli valmisteltu jo 13. maaliskuuta. Ydinturvallisuuskomission puheenjohtaja Haruki Madarame ja TEPCO:n presidentti Shimizu Masataka määräsivät Yoshidan avaamaan reaktorin varoventtiilit odottamatta toimenpiteen valmistumista . Kello 16.34 henkilökunta liitti auton akut ohjauspaneeliin, mutta venttiilikäytön ongelmien ja kondensaatiokammion korkean lämpötilan vuoksi paine reaktorissa laski 0,63 MPa:iin vasta klo 19.03 mennessä. . Sen jälkeen paloautot käynnistettiin kello 19.57. Sitä ennen klo 18.50 reaktorin vedenkorkeuslukemat kertoivat sydämen täydellisestä tyhjenemisestä [90] . Huolimatta kaikista yrityksistä vapauttaa väliaine suojarakennuksesta, paine siinä saavutti klo 22.50 mennessä 0,482 (abs.), mikä ylitti suurimman sallitun 0,427 (abs.) [91] . Jo onnettomuuden jälkeen paljastui, että ilmanvaihtokanavan suojakalvo ei ollut repeytynyt [92] .
Henkilöstö kohtasi jatkuvasti ongelmia pitäessään matalaa painetta toisen lohkon reaktorissa, syöttö paloautoista keskeytettiin ajoittain, ja Yoshida alkoi vakavasti harkita mahdollisuutta evakuoida suurin osa henkilöstöstä laitokselta tuhoutumisvaaran vuoksi. suoja [93] . Yöllä 14./15. maaliskuuta TEPCO:n presidentti Shimizu keskusteli asiasta ministeri Kaiedan kanssa, joka piti sitä pyyntönä ydinvoimalan täydellisestä evakuoimisesta [94] .
Maaliskuun 15. päivänä kello kolmelta aamulla pääministeri Kahnille ilmoitettiin mahdollisesta evakuoinnista asemalta, ja hän hylkäsi välittömästi tämän ehdotuksen täysin mahdottomana hyväksyä [94] . Jo ennen tätä pyyntöä Kahnilla oli jatkuva epäluottamus TEPCO:ta kohtaan ja hän epäili onnettomuuden hallitsemiseksi toteutettujen toimenpiteiden riittävyyttä. Klo 05.30 pääministeri saapui TEPCO:n kriisikeskukseen Tokioon ja ilmoitti virallisesti yhteisen (hallituksen ja TEPCOn) onnettomuuksien hallintakeskuksen perustamisesta [95] . Viranomaisten mukaan tämä antoi hallitukselle mahdollisuuden ottaa tilanteen hallintaansa [96] .
Samaan aikaan ydinvoimalaitoksella seuraavan työvuoron henkilökunnan saapuessa kolmanteen yksikköön 15. maaliskuuta jopa suojanaamareiden kautta työntekijät kuulivat kello 06.10 voimakkaan räjähdyksen äänen. Pian heidät käskettiin palaamaan turvalliseen valvomoon. Kadulle mentäessä henkilökunta näki neljännen voimayksikön reaktorirakennuksen tuhoutumisen ja paljon liikkumista vaikeuttavia roskia. Henkilökunta joutui kävelemään, ja he pystyivät siirtämään tiedot tuhosta kriisikeskukseen vasta kahdeksalta aamulla [97] . Selvityksen mukaan neljännen voimayksikön räjähdyksen syynä oli vety, joka tuli ilmanvaihtojärjestelmän kautta kolmannelta yksiköltä, kun viimeksi mainittu oli tuulettamassa ympäristöä suojarakennuksesta. Itse neljännellä yksiköllä ei ollut vetylähdettä, reaktorin polttoaine purettiin ja käytetyssä polttoainealtaassa oli riittävästi vettä [98] .
Masao Yoshida sai tietää räjähdyksestä pian kuuden jälkeen aamulla, mutta hän ei ollut vielä tietoinen neljännen yksikön tuhoutumisesta. Samanaikaisesti toisen voimayksikön kondensaatiokammion paineanturin lukemat putosivat nollaan, ja Yoshida katsoi, että räjähdys tapahtui yksikön nro 2 suojarakennuksen sisällä [99] [100] . Tämä pakotti hänet käskemään työntekijöitä piiloutumaan Fukushima Daiichin ydinvoimalaitoksen lähellä oleviin paikkoihin, joissa säteilytausta on alhainen, kunnes tilanne tasaantuu. Kuitenkin kello seitsemän aamulla 650 ihmistä lähti Fukushima-dainin ydinvoimalaan [101] [102] . Onnettomuuden poistamiseen jäi jonkin aikaa vain 50 työntekijää : kriisikeskuksen johtajat, insinöörit ja työntekijät, joiden läsnäolo oli välttämätöntä [100] . Evakuoitu henkilökunta alkoi palata ydinvoimalaitokselle vasta saman päivän puoleenpäivään mennessä [101] .
Aseman toisessa korttelissa ei tapahtunut räjähdystä. Vaikka polttoaine vaurioitui ja höyry-zirkoniumreaktio oli käynnissä, muodostunut vety pääsi ilmakehään reaktorirakennuksen iskupaneelin kautta. Paneeli repeytyi paikaltaan ja putosi viereisen rakennuksen katolle yhdessä naapurikorttelissa tapahtuneen räjähdyksen jälkeen [103] [104] . Yksikkö 2 saattoi kuitenkin olla lähde suurelle osalle päästöjä ympäristöön, kun sen suojarakennuksen oletetaan olevan paineeton klo 0700 ja 1100 välillä [103] [105] .
Maaliskuun 15. päivän jälkeen huomio kohdistui käytettyihin ydinpolttoainealtaisiin, sillä oletettiin, että ilman jäähdytystä niiden vedenpinta voisi laskea merkittävästi. Yksikkö nro 4 aiheutti tässä suhteessa suurimman riskin, koska sen altaassa oli polttoainenippuja, jotka oli vasta äskettäin purettu reaktorista ja joilla oli siten suurin jäännösenergian vapautumislämpö. Helikopterista katsottuna lohkon nro 4 allas osoittautui kuitenkin täyteen - johtuen siitä, että polttoaineen tankkauksen aikana se oli kytketty reaktorin kuiluun, mikä loi lisäveden. Etusija annettiin lohkolle 3, jonka kunto jäi epäselväksi tarkastusta häiritsevien rakenteiden tukkeumien vuoksi. Vettä altaisiin on kokeiltu useilla tavoilla: Tokion palokunnan, poliisin ja Japanin itsepuolustusvoimien helikoptereiden ja erilaisten paloautojen avulla. Näiden menetelmien alhaisen tarkkuuden vuoksi niistä luovuttiin rakennuskaluston - betonipumppujen käyttöön , jotka oli varustettu joustavalla ja pitkällä puomilla, mikä mahdollisti veden ohjaamisen tarkasti oikeaan paikkaan [106] .
Ennen onnettomuutta sähköä toimitettiin ydinvoimalaitokselle seitsemää johtoa, joiden jännitteet olivat 66, 275 ja 500 kV. Asemalla se alennettiin 6,9 kV:iin, 480 V:iin ja 100 V:iin, ja sitä käytettiin erilaisissa laitteissa [13] [107] . Maanjäristys ja tsunami vaurioittivat sekä sähköasemien suurjännitelaitteita että itse ydinvoimalaitoksen muuntimia ja kytkinlaitteita [108] . Vasta siirrettävien kytkinlaitteiden ja muuntajien toimituksen sekä väliaikaisten kaapeleiden vedon jälkeen 1. ja 2. voimayksikön ulkoinen virransyöttö palautettiin 20. maaliskuuta, 9 päivää onnettomuuden alkamisen jälkeen, ja virransyöttö 3. ja 4. yksikkö perustettiin 26. maaliskuuta 14 päivää sähkökatkon jälkeen [109] .
Huhtikuun 4. päivänä TEPCO ilmoitti 4. huhtikuuta noin 10 000 tonnia vähäradioaktiivista vettä pakottavasta purkamisesta mereen voimalaitosyksiköiden nro 1, 2 ja 3 maanalaisista rakenteista. aseman radioaktiivisen jätteen varasto. Tämä toimenpide oli tarpeen korkea-aktiivisen veden määrän vapauttamiseksi, ja Japanin hallitus antoi luvan operaatiolle. TEPCO:n mukaan veden vapautuminen voisi lisätä vain 0,6 mSv aseman lähellä asuvan henkilön säteilyannokseen [110] .
TEPCO julkaisi 17.4.2011 toimenpideohjelman ydinvoimalaitosten tilanteen vakauttamiseksi. Ohjelman toteutuksen tuloksena sen piti saavuttaa vakaa säteilyannosnopeuden lasku ja radioaktiivisten aineiden päästöjen hallinta [111] . Tätä tarkoitusta varten 27.6.2011 alkaen reaktorien jäähdytystä alettiin toteuttaa suljetussa piirissä: reaktoreista virtaava vesi pääsi voimayksiköiden turbiinirakennuksiin, joista se otettiin pumpuilla, puhdistettiin suodattimet ja lähetetään takaisin reaktoreihin [112] . Lisäksi lohkojen nro 1-3 vaipat täytettiin inertillä kaasulla, typellä [113] .
Tsunamin, räjähdysten ja rakenteiden romahtamisen jälkeen altaan jäähdytysjärjestelmät eivät enää toimi. Jokaiselle voimayksikölle oli asennettava ylimääräisiä jäähdytysvesipiirejä, jotka oli liitetty säilytettyihin asemaputkiin. Suunnitelmaan sisältyi lämmönvaihdin, joka erotti altaan veden ja jäähdytysveden, pumput ja pienet tuulettimen jäähdytystornit , jotka siirsivät lämpöä ympäristöön. Ensimmäinen tällainen järjestelmä lohkolle 2 otettiin käyttöön 2. kesäkuuta ja 10. elokuuta lohkon 1 altaan viimeinen jäähdytys toteutettiin tämän kaavion mukaisesti [114] .
16. joulukuuta 2011 onnettomuusvaihe saatiin virallisesti päätökseen [115] , kun tuhoutuneet reaktorit siirrettiin "ekvivalenttiseen kylmään" tilaan, jossa suojarakennuksen ympäristön lämpötila stabiloitui alle 100 °C [112] . Kansainvälisen ydintapahtuma-asteikon (INES) mukaan onnettomuus sai korkeimman, seitsemännen tason - "suuronnettomuuden", joka aiemmin määritettiin vain kerran Tšernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuuden aikana [116] [117] [118] .
Tuhoisa maanjäristys ja tsunami johtivat useimpien kiinteiden säteilynseurantapisteiden epäonnistumiseen, ja teiden huono kunto vaikeutti suuresti säteilytutkimusta ajoneuvoilla [119] . Lisäksi ydinvoimalaitoksen virrankatkaisun jälkeen sen dosimetriset laitteet eivät toimineet, joten päästön seurausten laskemiseen ei ollut alustavia tietoja [120] . Näistä syistä onnettomuuden alkuaikoina evakuoitavien alueiden valinta perustui itse aseman tekniseen kuntoon, ei väestöön kohdistuvien säteilyvaikutusten arviointiin [121] . Ensimmäinen evakuointikäsky 3 km:n vyöhykkeeltä, annettu 11. maaliskuuta, johtui tarpeesta tuulettaa yksiköiden 1 ja 2 paineistetut säiliöt. Tämän operaation pitkä viive aiheutti kuitenkin lisähuolia, ja maaliskuussa kello 05:00 jälkeen 12, evakuointivyöhyke laajennettiin 10 kilometrin säteelle ydinvoimalaitoksesta. Tilanteen huonontuminen entisestään, räjähdykset lohkoissa 1, 3 ja 4 johtivat suljetun alueen uuteen laajenemiseen. Maaliskuun 15. päivänä sen koko rajoitettiin 20 kilometrin säteelle asemasta, ja 30 kilometrin vyöhykkeen asukkaita määrättiin pysymään sisätiloissa [122] .
Tuhoutuneista teistä ja liikenneruuhkista huolimatta evakuointi eteni melko nopeasti. Monet asukkaat lähtivät kodeistaan muutaman tunnin kuluessa tilauksesta. Toisaalta suljetun vyöhykkeen nopeasti laajentuvien rajojen vuoksi monet joutuivat vaihtamaan asuinpaikkaansa useita kertoja. Näin ollen 20 % ydinvoimalaa lähimpien kaupunkien asukkaista joutui muuttamaan yli kuusi kertaa. Täydellinen evakuointi 20 kilometrin alueelta kesti kolme päivää [123] . Tilapäissuoja koteihin ei ole pitkäkestoinen suojatoimenpide, mutta 30 kilometrin vyöhykkeen asukkaiden suojaamisohje oli voimassa maaliskuun 25. päivään asti, eikä asukkaille selostettu, miten tällaisessa tilanteessa tulee toimia. Tämä johti vakavaan väestön elinolojen rikkomiseen. Joten Iwakin kaupungissa kaikki kaupat suljettiin, ja vasta maaliskuun 21. päivään mennessä hallitus järjesti ruoan ja lääkkeiden toimituksen kaupunkiin [124] .
Onnettomuuden aikaan noin 2 220 potilasta oli hoidossa terveydenhuoltolaitoksissa 20 kilometrin säteellä ydinvoimalaitoksesta. Koska vakavaa ydinvoimalaitoksen onnettomuutta pidettiin epätodennäköisenä, vain yksi sairaala laati toimintasuunnitelman säteilyonnettomuuden varalta. Lääkärihenkilökunta ei ollut valmis evakuoimaan suurta määrää potilaita, joista osa tarvitsi jatkuvaa hoitoa eivätkä pystyneet liikkumaan itsenäisesti. Joten 14. maaliskuuta Futaban psykiatrisen klinikan evakuoinnin aikana oli tarpeen kuljettaa ihmisiä noin 230 kilometrin etäisyydellä. Kolme ihmistä kuoli matkalla ja 11 muuta menehtyi seuraavana päivänä sairaanhoidon puutteesta. Evakuoinnin huonon järjestelyn vuoksi neljä potilasta kuoli itse klinikalla ja yksi katosi. Huhtikuussa 2011 raportoitiin yhteensä 51 sairaalan evakuointiin liittyvää kuolemaa [125] .
Jatkuvassa säteilyvalvonnassa havaittiin saastuneita alueita 20 kilometrin suojavyöhykkeen ulkopuolella. Nämä alueet ulottuivat luoteeseen maaliskuun 15. päivän vapautumisreitillä johtuen radioaktiivisten aineiden laskeutumisesta sateen mukana maan pinnalle. Japanin hallitus sisällytti 22. huhtikuuta nämä alueet, joissa väestölle ennustetut annokset ylittivät 20 mSv vuodessa, evakuointivyöhykkeelle. Itse evakuointi toteutettiin kuukautta myöhemmin [126] [127] .
Yhteensä yli 164 tuhatta ihmistä sai evakuoidun aseman [128] [129] , ja vuonna 2020 heistä 39 tuhatta ei vieläkään voinut palata koteihinsa [130] . Fukushiman prefektuurin hallituksen ja Japanin jälleenrakennusviraston, joka vastaa luonnonkatastrofien ja ihmisen aiheuttamien katastrofien koettelemien alueiden ennallistamisesta, arvioiden mukaan onnettomuuden jälkeisinä vuosina fyysinen ja henkinen stressi sekä lääketieteellisen hoidon puute johtivat ennenaikaiseen 2 304 ihmisen kuolema [131] , enimmäkseen vanhuksia [132] .
Radioaktiivisten aineiden ensimmäinen päästö ilmakehään tapahtui 12. - 14. maaliskuuta ja johtui suojarakennuksen paineen alenemisesta ja yksiköiden 1 ja 3 räjähdyksistä. Tämä päästö ulottui itään ja levisi valtameren yli. Suurin vaikutus Japanin maa-alueen saastumiseen oli radioaktiivisilla aineilla, jotka olivat peräisin toisen voimayksikön suojarakennuksesta sen paineen alenemisen jälkeen 15. maaliskuuta [133] . Tuulen muutoksen seurauksena päästön suunta vaihtui etelästä luoteeseen ja 15. maaliskuuta illalla alkanut sade johti radioaktiivisten aineiden laskeutumiseen pinnalle [134] . Maaliskuun 23. päivän jälkeen päästöt ilmaan vähenivät merkittävästi ja niillä oli vain vähän vaikutusta Japanin saastumiseen [134] .
Suurin osa vapautumisesta koostui inertistä kaasusta ja haihtuvista alkuaineista, jotka vapautuivat kokonaan polttoaineesta sen sulamisen aikana. Ydinpolttoaineen tulenkestävämpien komponenttien, kuten strontiumin ja plutoniumin , vapautuminen ympäristöön oli erittäin rajallista. Kaiken kaikkiaan ilmakehään vapautui jopa 32 PBq krypton-85 :tä, jopa 12 tuhatta PBq ksenon-131:tä, jopa 400 PBq jodi-131 :tä ja jopa 20 PBq cesium-137 :ää [135] . Määritelty määrä jodia ja cesiumia oli noin 20 % vastaavien isotooppien vapautumisesta Tšernobylin onnettomuuden aikana [136] [137] . Noin 80 % [138] ilmakehän päästöistä kulki kauas rannikkovyöhykkeen ulkopuolelle, missä radioaktiiviset aineet asettuivat vähitellen valtameren pinnalle ja ne keräsivät valtameren ylittävien virtausten mukana [138] .
Pääasiallinen radioaktiivisen veden päästö mereen tapahtui ensimmäisen kuukauden kuluessa onnettomuuden alkamisesta. Kaiken kaikkiaan jodi-131:tä pudotettiin jopa 20 PBq ja cesium-137:ää jopa 6 PBq, muiden isotooppien osuus oli paljon pienempi. Ensinnäkin rannikkovedet saastuivat: radioaktiivisten aineiden pitoisuus vedessä 30 kilometrin etäisyydellä ydinvoimalaitoksesta osoittautui 1000 kertaa pienemmäksi kuin sen lähellä [139] [140] . Vuonna 2013 Fukushimasta peräisin olevaa cesium-137:ää havaittiin Kanadan mannerjalustan vesissä pitoisuuksina 0,5 Bq /m³, mikä on pienempi kuin valtameren radiocesiumin maailmanlaajuinen pitoisuus 1 Bq/m³ [141] .
Onnettomuuden seurauksena Japanin väestö altistui lisäaltistukselle. Evakuoidun väestön keskimääräinen efektiivinen annos kieltoalueella vietetystä ajasta riippuen oli 6...10 mSv ensimmäisenä vuonna onnettomuuden jälkeen. Fukushiman prefektuurin asukkaat saivat keskimäärin alle 4 mSv:n annoksia, ja suurimman osan Japanin väestöstä altistuminen oli verrattavissa luonnollisesta taustasta peräisin olevaan altistukseen tai paljon alhaisempi [142] . Onnettomuuden selvitystyössä olleet 25 000 työntekijää sen alusta lokakuuhun 2012 saivat keskimäärin 12 mSv:n annoksia. Tästä määrästä 173 työntekijää sai yli 100 mSv:n annoksia ja kuusi TEPCO:n työntekijää ylitti 250 mSv:n [143] [144] [145] . Näiden kuuden työntekijän ylialtistuminen johtui pääasiassa radioaktiivisen jodi-131:n hengityksestä [146] . Samaan aikaan neljä työntekijää käytti pölynkestäviä hengityssuojaimia aktiivihiilen sijaan, koska niistä oli pulaa onnettomuuden alkupäivinä [147] .
Onnettomuuden aikana ei rekisteröity yhtään akuuttia säteilysairautta . Tulevaisuudessa IAEA:n ja WHO :n arvioiden mukaan onnettomuuden aiheuttamien syöpäsairauksien lisääntyminen on erittäin pientä ja säteilyn aiheuttamien sairauksien määrä on pieni murto-osa spontaaneista syövistä [148] .
Japanin terveys-, työ- ja hyvinvointiministeriö toteutti yhdessä TEPCO:n kanssa lääketieteellisen tukiohjelman hätätyöntekijöille. Kaikki työntekijät, myös työpaikkaa vaihtaneet, käyvät säännöllisesti lääkärintarkastuksissa ammattitautien havaitsemiseksi. Ministeriö on muodostanut kriteerit, joiden mukaan syntyvän sairauden voidaan katsoa johtuvan tahattomasta altistumisesta (vaikka säteilyn aiheuttamaa syöpää ei voida luotettavasti erottaa spontaanista syövästä). Tässä tapauksessa uhreilla on oikeus saada vakuutusmaksuja. Vuoden 2020 alkuun mennessä tällä tavalla vahvistettiin virallisesti kolme leukemiatapausta , kaksi kilpirauhassyöpätapausta ja yksi keuhkosyöpätapaus , mikä johti ihmisen kuolemaan vuonna 2018. Tämä kuolema on ensimmäinen, joka johtuu onnettomuudesta [149] .
Myös YK :n atomisäteilyn vaikutuksia käsittelevän tiedekomitean (SCEAR) komissio arvioi onnettomuuden vaikutuksia kasvistoon ja eläimistöön. Komission mukaan on mahdotonta täysin sulkea pois biomarkkereiden muutoksia yksittäisissä eliöstöissä , erityisesti erittäin saastuneilla alueilla onnettomuuden kahden ensimmäisen kuukauden aikana, mutta häiriöt populaatioiden laajuudessa ovat epätodennäköisiä [150] . Vuonna 2011 ryhmä japanilaisia tutkijoita havaitsi fysiologisia ja geneettisiä poikkeavuuksia useista Japanissa yleisimpään kyyhkysheimoon kuuluvan Zizeeria maha -lajin perhosista . Jotkut Fukushiman prefektuurissa asuvat henkilöt ovat kärsineet vaurioita siipien alueen pienenemisen ja silmien muodonmuutoksen muodossa [151] . UNSCEAR:n mukaan on mahdotonta arvioida yksiselitteisesti näiden ilmiöiden suhdetta onnettomuuden seurauksiin [152] .
Katastrofin olosuhteiden ja syiden paljastamiseksi on julkaistu monia teoksia. Japanissa itsessään tehtiin neljä laajamittaista tutkimusta [153] toisistaan riippumatta , joiden tulokset esiteltiin vuonna 2012. Nämä ovat raportteja ydinvoimalan omistajalta Tokyo Electric Power Companylta (TEPCO), kabinettitoimikunnalta, parlamentaariselta komissiolta ja niin sanotulta riippumattomalta toimikunnalta [154] . Jälkimmäinen luotiin Funabashi Yoichin, Asahi Shimbun -lehden päätoimittajan aloitteesta; Komission puheenjohtajana toimi Japanin tiede- ja teknologiaviraston entinen johtaja Koichi Kitazawa [155] . Myöhemmin, vuonna 2015, julkaistiin IAEA:n pääjohtajan raportti onnettomuudesta. Raportti laadittiin kansainvälisten asiantuntijoiden kanssa [156] .
Vaikka tuhoisa maanjäristys ja tsunami nimettiin onnettomuuden välittömäksi syyksi, hallituskomission mukaan hätätoimien puutteet johtivat aseman täydelliseen valmistautumattomuuteen luonnonvoiman vaikutuksiin ja määrittelivät katastrofin laajuuden. [157] .
Aluksi TEPCO väitti, että tämän suuruisen tsunamin mahdollisuus ei kuulu järkevien olettamusten piiriin [158] . Loppuraportissa kuitenkin tunnustettiin, että "tsunamin arvio ei ollut tyydyttävä ja onnettomuuden perimmäinen syy on riittämätön valmistautuminen tsunamin vaikutuksiin" [159] .
Eduskuntavaliokunta kutsui katastrofia nimenomaisesti "ihmisen aiheuttamaksi" siinä mielessä, että vaikka ydinvoimaloiden turvallisuuspuutteet, erityisesti luonnonkatastrofien osalta, havaittiin jo ennen vuotta 2011, eivät TEPCO, sääntelyviranomaiset tai asianomainen ministeriö sitä tehneet. mitään niiden poistamiseksi [160] . Komission johtaja Kiyoshi Kurokawa kirjoitti esipuheessaan raportin englanninkieliselle versiolle: "On tunnustettava, ja tämä on erityisen tuskallista, että tämä katastrofi on "tehty Japanissa". Sen syvimmät syyt ovat peräisin itse japanilaisesta kulttuurista: refleksiivisesta tottelevaisuudestamme, haluttomuudestamme kyseenalaistaa johtajuutta, sitoutumisestamme "tietyn ohjelman seuraamiseen", ryhmällisyytemme ja eristyneisyyteemme .
IC kiinnitti huomion "turvamyyttiin", joka hallitsi koko Japanin ydinteollisuutta. Itse teollisuudessa, valvontavirastossa ja paikallisviranomaisten mielessä ei hyväksytty ajatusta, että ydinvoimalat voisivat aiheuttaa vakavan vaaran. Tämä johti siihen, että vakavia onnettomuuksia asemilla ei pidetty todennäköisinä eikä niihin varauduttu [162] .
Fukushima Daiichi oli yksi ensimmäisistä Japaniin rakennetuista ydinvoimaloista aikana, jolloin seismologia oli vielä kehitysvaiheessa [163] . Suurten luonnonkatastrofien todennäköisyyden arviointi , jotka aseman oli kestettävä, suoritettiin historiallisten todisteiden perusteella maanjäristyksistä ja tsunamista, jotka tapahtuivat noin neljänsadan vuoden aikana [164] . Kerättyjen tietojen mukaan Fukushiman prefektuuri oli yksi Japanin seismisesti vähiten aktiivisista alueista [165] . Ydinvoimalaitosten rakenteisiin ja laitteisiin kohdistuvien mahdollisten kuormitusten määrittely perustui maanjäristyksiin, joiden voimakkuus oli noin seitsemän [166] , ja mahdollisen tsunamin enimmäiskorkeudeksi oletettiin 3,1 metriä [167] .
Ydinvoimalaitoksen rakentamiseen valittu rannikon alkukorkeus oli 30-35 metriä merenpinnan yläpuolella. Perustuen haluun vähentää laitteiden seismisiä kuormituksia, aseman teollisuusalueen tasoa laskettiin 10 metrin merkkiin, kun taas osa rannikon pumppauslaitteista osoittautui vain 4 metrin korkeudelle vedenpinnan yläpuolella [167] . Se mahdollisti myös merivettä ottavien ydinvoimalaitosten jäähdytysjärjestelmien käytön säästämisen, vaikka rakentamisen aikana tarvittiinkin merkittävää maaperänäytteitä [168] .
Kuvattu riskinarviointitapa oli tyypillinen 1900-luvun 60- ja 70-luvuille. Kuitenkin jo silloin IAEA:n kansainväliset standardit suosittelivat turvamarginaalin luomista lisäämällä maanjäristyksen voimakkuutta tai sijoittamalla sen väitetty episentrumi lähemmäs laitosaluetta. Fukushima Daiichin suunnittelussa ei tehty tällaisia oletuksia, ja seismisten vaikutusten ja niihin liittyvien tsunamien arviointi perustui yksinomaan historiallisiin tietoihin [169] [170] . Tapauksia vakavista 9 magnitudin maanjäristyksistä alueilla, joilla on samanlainen tektoninen rakenne ( Chilen ja Alaskan maanjäristykset ), ei myöskään otettu huomioon [171] [172] . Kansainvälisessä käytännössä maanjäristysten todennäköisyyttä arvioitaessa on 1990-luvulta lähtien otettu huomioon myös alueen geotektoniset ominaisuudet, jotka osoittavat mahdollisen seismisen aktiivisuuden. Samaan aikaan havaittiin, että suuria maanjäristyksiä voi tapahtua keskimäärin kerran 10 000 vuodessa, ja historialliset todisteet lyhyemmiltä ajanjaksoilta eivät aina riitä arvioimaan riskiä [169] [173] .
Japanin ydinlainsäädännössä ei ollut vaatimuksia, jotka velvoittaisivat ydinvoimaloiden omistajia suorittamaan määräajoin turvallisuuden uudelleenarviointia ja asianmukaista laitosten nykyaikaistamista uusien tutkimusten tulokset huomioon ottaen, ja 2000-luvun alkuun asti maanjäristyksiin liittyviä riskejä ei ollut arvioitu uudelleen. ja tsunamit [5] . Vuoden 1995 suuren Hanshin-Awaji-maanjäristyksen jälkeen yleisön huoli teknisten rakenteiden valmiudesta maanjäristyksiin lisääntyi merkittävästi [174] . Tämä muun muassa pakotti Japanin valvontaviraston, vaikkakin huomattavalla viiveellä, päivittämään ohjeasiakirjansa ydinvoimalaitosten seismisen kestävyyden arvioinnista. Päivitettyjen standardien julkaisemisen jälkeen vuonna 2006 Ydin- ja teollisuusturvallisuusvirasto vaati käyttöorganisaatioita vahvistamaan, että ydinvoimalaitokset ovat uusien vaatimusten mukaisia [175] . Riskien uudelleenarvioinnissa käytettiin sekä viimeisintä tietoa aiemmista maanjäristyksistä että tietoja mahdollisesti seismogeenisista tektonisista rakenteista [176] . Maanjäristysten mitoituskuormitukset laitoksen laitteisiin lisääntyivät merkittävästi, mutta joissain tapauksissa ne osoittautuivat myös pienemmiksi kuin ydinvoimalaitoksella vuonna 2011 [177] .
Laitoksen rakentamisesta vuoteen 2002 saakka Fukushima Daiichin ydinvoimalaitoksen tsunamivaaraan liittyviä uudelleenarviointeja ei tehty. Japanin sääntelyvirasto ei ole koskaan esittänyt lainsäädännöllistä vaatimusta tsunamivaaran tarkistamisesta [178] , vaikka on tunnustettu, että tulvien mahdollisuutta ei voida täysin sulkea pois [179] . TEPCO:n toiminta tähän suuntaan johtui suurelta osin standardien syntymisestä tsunamiaaltojen korkeuden laskemiseen tarkoitettujen numeeristen menetelmien alalla, jota Japan Society of Civil Engineers [180] ehdotti . Vuosina 2002-2009 TEPCO suoritti joukon laskelmia saadakseen tsunamiaaltojen maksimikorkeuden Fukushima Daiichin ydinvoimalan alueella 6,1 m [181] . Tekniikan suurin haittapuoli oli rajallinen valikoima maanjäristyskeskuksia - tsunamilähteitä, joiden luettelo perustui historiallisiin tietoihin, minkä seurauksena Fukushiman rannikkoa vastapäätä Japanin kaivannon vyöhykkeellä olevat lähteet, joiden magnitudi on korkeampi kuin kahdeksan ei otettu huomioon [182] .
2000-luvulla TEPCO sai tietoa, joka asetti kyseenalaiseksi hyväksyttyjen tsunamin korkeusarvioiden oikeellisuuden. Siten heinäkuussa 2002 seismologisen tutkimuksen edistämisen keskusviranomainen (HERP) ehdotti suuren maanjäristyksen mahdollisuutta missä tahansa Japanin kaivannossa [183] . Myöhemmin, vuonna 2009, uusi tutkimus Jogan Sanrikun maanjäristyksestä vuonna 869 osoitti, että seurauksena oleva tsunami olisi voinut vaikuttaa Fukushima Daiichin ydinvoimalan alueelle [184] . TEPCO käytti näitä lähteitä koelaskelmissa, jotka osoittivat tsunamiaaltojen mahdollisuuden olla 8 metriä korkeita [185] Jogan-Sanrikun maanjäristyksen kaltaisesta lähteestä ja yli 15 metrin päässä HERP:n ehdottamasta lähteestä [186] .
Yritys suhtautui tuloksiin hyvin skeptisesti, koska niitä ei saatu yleisesti hyväksyttyjen menetelmien mukaisesti [187] , joten TEPCO:n johto ei ottanut vakavasti katastrofaalisten luonnonkatastrofien riskiä, joka ylittää merkittävästi suunnitteluoletukset [188] . Myöhemmin TEPCO:n varatoimitusjohtaja Sakae Muto selosti yhtiön kantaa seuraavasti: ”Olen sitä mieltä, että luonnonkatastrofien varalta suojautumistoimenpiteiden toteuttaminen ei vaadi kiirettä, sillä tällaisia katastrofeja sattuu harvemmin kuin kerran sadassa vuodessa. Reaktorin toiminta kestää vähemmän” [184] . Tämän seurauksena TEPCO kääntyi Japan Society of Civil Engineersin puoleen lisäanalyysiä varten, ja vuonna 2011 tämä työ oli vielä kesken. Mitään välitoimia ei ole toteutettu ydinvoimaloiden suojelemiseksi tällaisilta äärimmäisiltä vaikutuksilta [189] . Suuri Itä-Japanin maanjäristys ylitti jopa suurimmat arviot. Maanjäristyksen aiheuttaneen vian pituus oli niin suuri, että se aiheutti useita tsunamiaaltoja kerralla, jotka ydinvoimalaitokselle saavuttuaan vahvistivat toisiaan. Tällaista tilannetta ei ollut koskaan analysoitu ennen vuoden 2011 tapahtumia [190] .
Kaikki Japanin ydinvoimalan omistajat eivät nähneet tsunamin vaaraa samalla tavalla kuin TEPCO. Vuonna 2007 Japan Atomic Power Company (JAPC), joka käyttää Tokain ydinvoimalaa , sai Ibarakin prefektuurin julkaiseman kartan mahdollisesta tsunamitulvasta . Kartan mukaan ydinvoimalaitosvyöhykkeellä tsunamiaaltojen korkeus saattoi olla 5,72 metriä, kun taas ydinvoimalaitoksen suojarakenteiden korkeus oli 4,91 metriä. JAPC:n johto ei kyseenalaistanut prefektuurin antamia tietoja, vaan aseman eteen pystytettiin uusi 6,11 metriä korkea suojapato. Vuoden 2011 maanjäristyksen aikana todellinen aallonkorkeus oli 5,4 metriä [191] .
Ulkoisen virransyötön katkeamisen todennäköisyys otettiin huomioon aseman suunnittelussa, jossa oli tässä tapauksessa 13 dieselgeneraattoria, joissa oli polttoainereservi kahdelle käyttöpäivälle [192] ja sarjat DC-akkuja. Nämä järjestelmät otettiin onnistuneesti käyttöön maanjäristyksen jälkeen, mikä ei näyttänyt vaikuttaneen merkittävästi niiden toimintoihin. Useimpien laitteiden sijainti kellarissa johti kuitenkin siihen, että tsunamiaallon tulvimisen jälkeen aseman varavirtalähde katosi lähes kokonaan. Vain yksikkö 6 säilytti vaihto- ja tasavirtalähteet, kun taas yksiköissä 3 ja 5 oli käytettävissä vain akkuvirtaa [193] . Maanjäristyksen ja tsunamin aiheuttamien tuhojen vuoksi ulkoinen virransyöttö palautettiin vain 9 päivää onnettomuuden alkamisen jälkeen [109] .
Japanin ydinturvallisuuslainsäädäntö ei periaatteessa vaatinut käyttöorganisaatiota harkitsemaan pitkiä, tuntikausia kestäviä laitoksen sähkökatkoja. Vuosina 1991-1993, sen jälkeen kun Yhdysvalloissa julkaistiin "Raportti ydinvoimaloiden sähkönsyötön katkeamisesta aiheutuneiden onnettomuuksien arvioinnista" [194] , Japanin ydinturvallisuuskomissio aloitti samanlaisen kysymyksen tarkastelun koskien alaisissa ydinvoimalaitoksissa. Keskustelu käytiin suljettujen ovien takana ja ydinvoimalaitosoperaattorit olivat mukana konsultteina. Tuloksena pääteltiin, että huolimatta useiden tuntien sähkökatkon erittäin vakavista seurauksista, tällaisen yli 30 minuuttia kestävän sähkökatkon [192] todennäköisyys on erittäin pieni Japanin sähköverkkojen ja valmiustilalaitteiden korkean luotettavuuden vuoksi. ydinvoimaloista. Hallintoasiakirjoihin ei tehty muutoksia. Myöhemmin ydinturvallisuustoimikunnan päällikkö Haruki Madarame pyysi onnettomuutta tutkivan eduskunnan kokouksessa anteeksi ydinalan sääntelyviranomaisen työn tällaista järjestämistä [195] .
TEPCO itse oli tietoinen ulkoisen virransyöttöjärjestelmän haavoittuvuudesta maanjäristysten vaikutuksille, mutta sillä ei ollut kiirettä ryhtyä asianmukaisiin toimenpiteisiin. Vuoteen 2020 mennessä yhtiö aikoi päivittää Shin-Fukushima-sähköaseman ja voimalinjat siitä Fukushima-1-ydinvoimalaitokselle seismisen kestävyysvaatimusten mukaisesti sekä kasvattavansa dieselgeneraattoreiden polttoainereserviä varmistaakseen niiden autonomisen toiminnan pidempään. kuin seitsemän päivää. Onnettomuusajankohtaan mennessä näitä toimenpiteitä ei ollut toteutettu [196] .
Näin ollen laitoksen täydellistä jännitteettömyyttä (mukaan lukien varalähteiden vikaantuminen), joka vaikutti merkittävästi onnettomuuden aikaisten tapahtumien kehittymiseen, ei otettu millään tavalla huomioon sen turvallisuutta arvioitaessa, mikä kuitenkin laitoksen mukaan IAEA, on tyypillinen useimmille tällä hetkellä käytössä oleville ydinvoimalaitoksille [197] .
Onnettomuuden seurausten poistamisen välittömiä kustannuksia ovat ydinvoimalaitoksen purkamisen ja saastuneiden alueiden puhdistamisen kustannukset sekä korvaukset väestölle ja kaupallisille yrityksille. Vuonna 2013 näiden kustannusten arvoksi arvioitiin 11 biljoonaa jeniä, myöhemmin vuonna 2016 ennustetta nostettiin 22 biljoonaan jeniin [198] [199] [200] . Tokiossa toimiva ajatushautomo Japan Economic Research Center esitteli vuonna 2019 arvionsa onnettomuuden puhdistuksen arvioiduista kustannuksista, joissa kokonaissummat osoittautuivat huomattavasti virallisia korkeammiksi. Virasto arvioi, että kaikkien töiden kustannukset ovat 35-81 biljoonaa jeniä riippuen valitusta menetelmästä kertyneiden radioaktiivisten vesimäärien hävittämiseksi. Uhreille maksettavien korvausten kustannusten arvioitiin olevan 10 biljoonaa jeniä, kun taas talous-, kauppa- ja teollisuusministeriö hyväksyi 8 biljoonaa [201] [202] . Itse asiassa vuoden 2020 alkuun mennessä yli 9 biljoonaa jeniä oli maksettu korvauksia väestölle ja kaupallisille yrityksille, jotka kärsivät evakuoinnista ja maanhankinnasta [203] . Tilastojen mukaan nelihenkinen perhe sai keskimäärin noin 90 miljoonaa jeniä, josta 49,1 miljoonaa kiinteistöjä, 10,9 miljoonaa tulonmenetyksiä ja 30 miljoonaa jeniä moraalisia vahinkoja. Näitä rahoja ei veroteta [204] .
Nämä kustannukset ylittivät huomattavasti TEPCO:n mahdollisuudet ja asettivat yrityksen konkurssiriskiin. Vuonna 2011 perustettiin erityinen rahasto, jonka budjetti perustuu valtion varoihin (verotuloihin), jotta voitaisiin taloudellisesti tukea TEPCO:ta ja siten sen kykyä maksaa korvauksia uhreille. TEPCO:n ja muiden ydinvoimalaitosten omistajien on tarkoitus korvata nämä kustannukset valtiolle säännöllisillä maksuilla, mikä kuitenkin johtaa jonkin verran sähkön hinnan nousuun kuluttajille. Rahaston perustamisen jälkeen valtion osuus TEPCO:n hallinnoinnista ja rahoituksesta ylitti 50 %, mikä merkitsi sen kansallistamista . Kustannusten minimoimiseksi yhtiössä on tehty rakennemuutoksia , lomautuksia ja työntekijöiden palkkojen ja johdon palkkioiden leikkauksia [205] [206] [207] [208] .
Toukokuun 2011 jälkeen kaikki Japanin ydinvoimalaitokset suljettiin, mikä johti sähköpulaan ja pakotti hallituksen ryhtymään koviin toimiin sen säästämiseksi, mikä vähensi kulutusta kesällä 2011 keskimäärin 15 % vuoteen 2010 verrattuna [ 209] . Vuoteen 2011 asti ydinvoiman osuus Japanin energiataseesta oli 30 %. Onnettomuuden jälkeen Japanin demokraattinen puolue ehdotti strategiaa ydinvoiman käytöstä poistamiseksi kokonaan vuoteen 2040 mennessä. Elinkeino- , kauppa- ja teollisuusministeriö arvioi , että ydinvoiman korvaaminen lämpövoimalla nostaisi sähköntuotannon kustannuksia 38 miljardilla dollarilla vuodessa. Liberaalidemokraattisen puolueen vaalivoiton jälkeen vuoden 2012 lopulla hallitus otti suunnan sammutettujen ydinvoimaloiden asteittaiseen uudelleen käynnistämiseen ja ydinenergian osuuden säilyttämiseen 20 prosentin tasolla [209] .
Ydinvoimalaitosten uudelleenkäynnistys tuli mahdolliseksi vasta niiden turvallisuuden uudelleenarvioinnin jälkeen, erityisesti suhteessa ulkoisiin vaikutuksiin, ns. stressitestien aikana. Lisäksi vaadittiin paikallisten viranomaisten suostumus asemien toiminnan jatkamiseen. Uudelleenkäynnistyskustannukset olivat merkittävät, 700 miljoonasta miljardiin dollariin tehoyksikköä kohden. Japan Atomic Forum JAIF:n mukaan näiden töiden kokonaiskustannukset vuonna 2017 ylittivät 17 miljardia dollaria. Vuoteen 2021 mennessä vain 10 vuoteen 2011 asti toimivista 54 voimayksiköstä on käynnistetty uudelleen. Kaikki ne on varustettu PWR - tyyppisillä reaktoreilla . Kiehutusvesireaktorien uudelleenkäynnistys vaati suuremman modernisoinnin, joka liittyi suojarakennuksen jätevesien käsittelyjärjestelmien asentamiseen. Yleisesti ottaen ydinvoimalaitosten toiminnan uudelleen käynnistäminen on odotettua hitaampaa, mikä johtuu erityisesti yhä uusien valvontaviranomaisten vaatimusten ilmaantumisesta [209] .
Ydinvoimaloiden korvaamisen lämpövoimaloilla Japanin riippuvuus fossiilisista polttoaineista kasvoi vuoden 2010 81 %:sta 89 %:iin vuonna 2016, mikä on verrattavissa vuoden 1973 öljykriisiä edeltävään ajanjaksoon , jolloin fossiilisten polttoaineiden osuus maataloudessa. maan energiatase oli 94 % [210] . Sähkövoimateollisuuden monipuolistamiseksi vuonna 2012 Japani otti käyttöön kannustavat syöttötariffit , jotka vauhdittivat uusiutuvan energian kehitystä . Suurin kasvu tuli aurinkovoimaloista , joiden kokonaiskapasiteetti kasvoi vuoden 2010 370 MW:sta 53,8 GW:iin vuonna 2019. Sähköntuotannon rakenteessa aurinkovoimaloiden osuus oli 7,4 % ja kaikkien uusiutuvien lähteiden osuus 18,5 %. [211] .
Onnettomuuden jälkeen 53 maata ja Euroopan unioni asettivat maataloustuotteiden ja elintarvikkeiden tuontikiellon Japanista. Vuoteen 2020 mennessä useimmissa maissa rajoitukset poistettiin kokonaan, mutta joissakin ne säilyivät sekä kiellona toimittaa tavaroita tietyistä prefektuureista että vaatimuksena tavaroiden mukana toimitetusta tarkastustodistuksesta. radionuklidien pitoisuus [212] [213] . Japanissa itsessään Pohjois- Honshun tuotteiden kysyntä on tiukasta valvonnasta huolimatta laskenut merkittävästi kuluttajien huolien vuoksi. Vuosien varrella säteilyonnettomuustekijä "unohtui" vähitellen ruokaa valittaessa, mutta vuonna 2017 Fukushiman tuotteiden hinnat pysyivät markkinahintojen alapuolella [214] . Pudottuaan 2,4 tonniin vuonna 2012 ja vuoteen 2017 asti Fukushiman maatilavienti pysyi vuoden 2010 tason alapuolella [215] [216] [217] . Kalastusteollisuus kärsi eniten ydinvoimalaitoksen onnettomuudesta. Jopa vuonna 2016, viisi vuotta onnettomuuden jälkeen, Fukushiman saaliin arvo oli 461 miljoonaa jeniä verrattuna onnettomuutta edeltäneeseen 11 miljardiin [208] [218] .
Väestön suojelemiseksi säteilyonnettomuuden seurauksilta toteutettujen toimenpiteiden seurauksena Fukushima Daiichin ydinvoimalan ympärille perustettiin vuonna 2011 evakuointivyöhyke, jossa väestön ennustettu altistuminen voi ylittää 20 mSv vuodessa. Tämä vyöhyke sisälsi alueita 20 km:n säteellä asemasta sekä maat, jotka putosivat "luoteisen" poistopolun alueelle [219] . Yksitoista kuntaa koskeneen evakuointivyöhykkeen kokonaispinta-ala oli noin 1150 km² [220] . Myöhemmin nämä alueet jaettiin saastumisasteesta riippuen kolmeen vyöhykkeeseen. Ensimmäiset ovat ns. "vaikeasti palautettavat alueet", joilla ennustettu säteilyannos ei putoa alle 20 mSv/vuosi viiden vuoden kuluttua tai jo ylittää 50 mSv/vuosi. Toinen ovat asutuskieltoalueet, joilla ennustettu annos on suurempi kuin 20 mSv vuodessa, mutta joilla kunnostustöitä tehdään systemaattisesti. Kolmas vyöhyke muodostuu alueista, joilla varaudutaan asukkaiden paluuseen ja joilla joulukuusta 2011 alkaen ennustettu säteilyannos on alle 20 mSv/vuosi rajan [221] . Japanin hallituksen tekemien päätösten mukaan evakuointimääräysten peruuttaminen on mahdollista useilla ehdoilla. Ensinnäkin väestön vuotuinen efektiivinen säteilyannos on laskettava alle 20 mSv:n. Toiseksi pysyvään asumiseen tarvittava infrastruktuuri on palautettava. Kolmanneksi prefektuurin hallintoa, kuntia ja asukkaita olisi kuultava vastaavasti [221] .
Dekontaminointityöt aloitettiin joulukuussa 2011 Itsepuolustusvoimien ja Japanin ympäristöministeriön ponnisteluilla. Ensimmäisen vaiheen päätehtävänä oli kunnallishallinnon toimistojen ja yhdyskuntatalojen puhdistaminen, joista piti tulla tukikohtia työn jatkosijoittamiselle [222] . Sitten, jo vuoden 2012 puolivälistä lähtien, aloitettiin laajamittainen alueiden puhdistaminen kärsivillä kunnissa. Rakennusten ja teiden pinnat puhdistettiin saastumisesta perinteisin menetelmin: painevesi ja puhdistus. Maaperän puhdistaminen koostui sen ylemmän kerroksen poistamisesta ja sen jälkeen täyttämisestä "puhtaalla" maaperällä. Samaan aikaan radioaktiivista maaperää kertyi merkittäviä määriä. Sen varastointia varten jokaiseen kuntaan perustettiin useita väliaikaisia varastopaikkoja. Millä tahansa työmaalla töiden päätyttyä väliaikaiselle paikalle kertynyt jäte kuljetettiin välivarastoon, jota varten varattiin 1600 hehtaarin alue Fukushima Daiichin ydinvoimalaitosalueen ympärille. Kerääntyneen jätteen loppusijoitus suunnitellaan Fukushiman prefektuurin alueen ulkopuolelle 30 vuoden kuluttua väliaikaisen varaston luomisesta [223] [224] .
Ensimmäinen kunta, jossa alueen puhdistaminen saatiin päätökseen, oli Tamuran kaupunki 29. kesäkuuta 2013 [225] , ja maaliskuuhun 2017 mennessä työt saatiin päätökseen kaikissa 11 kunnassa [226] . Tämän seurauksena annosnopeus laski vuoteen 2011 verrattuna keskimäärin 65 % eli se osoittautui pienemmäksi kuin jos se olisi laskenut vain luonnollisen rappeutumisen vuoksi. Töiden valmistumisen ja niiden tulosten arvioinnin jälkeen evakuointimääräykset peruttiin kussakin kunnassa [227] . Maaliskuussa 2020 suljetun ”alueen, jolle paluu olisi vaikeaa” pinta-ala oli 337 km² [228] . Vuonna 2017 hyväksyttiin viisivuotissuunnitelma 28 km²:n erityisten jälleenrakennus- ja elvytysvyöhykkeiden perustamiseksi jäljellä oleville suljetuille alueille, jotta voidaan luoda olosuhteet evakuointien peruuttamiselle ja asukkaiden palauttamiselle [227] [229] . Vuonna 2020 vain 0,54 km² tällaisia alueita vapautettiin rajoituksista [230] .
Myös kaukana evakuointivyöhykkeen ulkopuolella olevat alueet altistuvat radioaktiiviselle saastumiselle, vaikkakin paljon vähemmän. Tavalla tai toisella vaikutuksen kohteena oli kahdeksan prefektuurin alueita, joiden pinta-ala oli 24 000 km2 [231] . Näiden alueiden puhdistaminen saatiin päätökseen maaliskuussa 2018 [226] .
Ennen varaydinvoimalaitoksen purkamisen aloittamista oli tarpeen selvittää sen rakenteiden tila, poistaa voimayksiköistä polttoainenippuja ja sulanut polttoaine, dekontaminoida ja käsitellä radioaktiivista jätettä. TEPCO julkaisi 21. joulukuuta 2011 yhdessä luonnonvaraministeriön ja Japanin sääntelyviranomaisten kanssa etenemissuunnitelman keskipitkän ja pitkän aikavälin toimista ydinvoimaloiden lopulliseksi hävittämiseksi. Näiden toimenpiteiden toteuttamisajaksi on arvioitu 30-40 vuotta [232] . Ohjelma jakaa työn kolmeen vaiheeseen [233] [234] :
Pitkän aikaa, kun voimalaitosten reaktorirakennuksissa tuhoutunut polttoaine vapauttaa jäännöslämpöä, sen jäähdytys on varmistettava. Onnettomuuden alkuvaiheessa tähän käytettiin merivettä, joka pumpattiin paloautoilla reaktoreihin. Toukokuusta 2011 lähtien ydinvoimalaitoksiin on asennettu sähköpumppuja, jotka tuottavat makeaa vettä reaktorin täydennysjärjestelmän kautta [235] . Kesäkuusta 2011 lähtien jäähdytysvesi on kiertänyt melko pitkää kiertoa, joka sisältää reaktorin, suojarakennuksen, reaktorin kellarit ja turbiinirakennukset. Turbiiniosastosta otettu vesi kulkee ennen kuin se palautetaan reaktoreihin radionuklidien puhdistusjärjestelmien ja suolanpoistolaitoksen läpi [236] .
Saastuneen veden käsittely on merkittävä ongelma ydinvoimalaitosalueella. Vuorokaudessa 1-3 yksikön jäähdytyspiireissä kiertää vettä noin 400 m³. Niihin kuitenkin lisätään päivittäin vertailukelpoisia määriä pohjavettä joutuessaan rakennusten kellariin, ja tämäkin vesi muuttuu radioaktiiviseksi. Tämän seurauksena syntyy suuria määriä jätettä, joka vaatii merkittäviä varastoalueita asemalla [237] . Ennen onnettomuutta tulevaa pohjavettä pumpattiin jatkuvasti ulos erityisistä viemärikaivoista. Onnettomuuden jälkeen järjestelmä lakkasi toimimasta ja noin 400 m³ vettä vuorokaudessa pääsi rakennusten kellariin, saman verran vettä kulki rakennusten alta ja päätyi lopulta valtamereen. Sisääntulevan veden määrän vähentämiseksi ja saastuneen veden vuotamisen estämiseksi valtameriin on toteutettu useita toimenpiteitä [238] :
Tehtyjen ponnistelujen tuloksena saastuneen veden sisäänvirtaus kaikista lähteistä asemalla on vähentynyt 470 m³/vrk vuonna 2014 140 m³/vrk vuonna 2020 [244] [245] .
Dekontaminointijärjestelmiä tarvitaan jatkuvasti syntyvien saastuneen veden käsittelyyn. Kesäkuussa 2011 otettiin käyttöön kaksi ensimmäistä Arevan ( Ranska ) ja Kurionin ( USA ) tuottamaa öljyn, cesiumin ja saasteiden vedenpuhdistuslaitosta sekä käänteisosmoosia käyttävä suolanpoistolaitos . Koska Areva-yksikön toiminnan aikana kertyi suhteellisen korkea-aktiivista lietettä , joka aiheutti ylimääräisiä säteilyannoksia käyttöhenkilöstölle, se pysäytettiin ja siirrettiin reserviin saman vuoden syyskuussa. 19. elokuuta 2011 toinen SARRY (Simplified Active Water Retrieve and Recovery System) -radiocesiuminpuhdistamo aloitti toimintansa Kurionin rinnalla ja tislaussuolanpoistolaitos liitettiin rinnan käänteisosmoosisuodattimien kanssa. Vuonna 2014 ALPS (Advanced Liquid Processing System) -järjestelmä saavutti täyden kapasiteetin, mikä mahdollisti syväpuhdistuksen useista radionuklideista, joita aiemmissa asennuksissa ei poistettu. Mikään laitteisto ei kuitenkaan pysty puhdistamaan vettä tritiumista . Myös puhdistusjärjestelmät synnyttävät radioaktiivista jätettä massan ja käytettyjen suodatinmateriaalien muodossa, jotka on varastoitava erityisissä säiliöissä [246] . Vuoden 2020 lopussa asemalla oli 438 m³ puhdistetun veden käsittelyn jälkeen saatua lietettä ja 9311 m³ tiivistettyä nestemäistä radioaktiivista jätettä, ja käytettyjä suodatinmateriaaleja sisältävien säiliöiden kokonaismäärä oli 5312 [244] .
Kaikki puhdistusjärjestelmien läpi kulkenut vesi varastoidaan tällä hetkellä ydinvoimalaitoksen alueelle. Vuonna 2020 sen tilavuus oli yli 1 240 000 m³ [247] . Näistä 1 216 000 m³ puhdistettiin ALPS-laitoksella kaikista radionuklideista paitsi tritiumista [248] . Ydinvoimalaitoksen alueella olemassa olevien , 1 370 000 m³ :n veden varastointitilavarantojen odotetaan loppuvan kesään 2022 mennessä [249] . IAEA:n mukaan tällaisten määrien varastointia asemapaikalla voidaan pitää vain pakkotoimenpiteenä [250] . Useita vaihtoehtoja jatkokäsittelylle on ehdotettu [251] [252] :
Tammikuussa 2020, kun tätä asiaa oli pohdittu usean vuoden ajan, talous-, kauppa- ja teollisuusministeriön alainen erityiskomitea suositteli valvottua päästämistä mereen realistisimpana vaihtoehtona tritiumveden hävittämiselle (tätä menetelmää käytetään säännöllisesti ydinvoimalaitosten normaali toiminta [249] ). Tällaisen päästön kesto voi olla 7-29 vuotta riippuen valituista rajoista radioaktiivisten aineiden vuotuiselle päästölle valtamereen [253] [254] [255] . Japanin hallitus ilmoitti 13.4.2021 päätöksestään aloittaa tritiumipitoisen veden purkaminen mereen vuodesta 2023 alkaen 22 TBq/vuosi kokonaiskestolla noin 30 vuotta. Puhdistetun veden suunnitellaan laimennetaan ennen tyhjentämistä tritiumpitoisuuteen 1500 Bq/l, mikä on seitsemän kertaa vähemmän kuin WHO :n juomavedelle vahvistama sallittu pitoisuus. On huomattava, että TEPCO vastaa Fukushiman maatalous- ja kalastusteollisuuden maineen menettämisestä aiheutuvista kustannuksista [256] [257] . Samaan aikaan Kiina ja Etelä-Korea reagoivat erittäin kielteisesti Japanin hallituksen suunnitelmiin upottaa radioaktiivista vettä valtamereen [258] .
Puhdistusjärjestelmien käytön ja säiliön hallinnan aikana on sattunut useita saastuneen veden vuotamiseen liittyviä tapauksia. Suurin niistä tapahtui elokuussa 2013, jolloin 300 m³ cesiumin ja strontiumin isotooppien saastuttamaa vettä vuoti varastosäiliöstä sulkemattoman tyhjennysventtiilin kautta [259] [260] .
Onnettomuushetkellä voimayksiköissä oli seuraava määrä polttoainenippuja (FA) [261] [262] :
Tehoyksikkö 1 | Tehoyksikkö 2 | Tehoyksikkö 3 | Tehoyksikkö 4 | Tehoyksikkö 5 | Tehoyksikkö 6 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
reaktoreissa | 400 | 548 | 548 | 0 [huomautus 1] | 548 | 764 | |
Altaissa | säteilytetty | 292 | 587 | 514 | 1331 | 946 | 876 |
Tuore | 100 | 28 | 52 | 204 | 48 | 64 |
Yksikön 3 altaassa oli Ranskassa tuotettua MOX-polttoainetta . Lisäksi 6375 käytettyä polttoainenippua sijaitsi laitoksen laajuisessa käytetyn ydinpolttoaineen varastossa (SNF) [263] [264] .
Polttoainenippujen siirto käytetyistä polttoainealtaista laitoksen laajuiseen varastoon aloitettiin voimayksiköllä nro 4, jonka työt valmistuivat joulukuussa 2014. KITK:n tilan vapauttamiseksi muiden yksiköiden altaiden nipuille osa polttoainenippuista kuljetettiin erikoiskonteissa aseman alueella sijaitsevalle kuivalle varastopaikalle [265] . Polttoaineen louhinta voimayksikön nro 3 poolista aloitettiin 15.4.2019 ja suunniteltiin valmistuvan vuonna 2020, mutta itse asiassa kaikki polttoaineniput purettiin vasta maaliskuuhun 2021 mennessä [266] . Lohkojen 1 ja 2 käytetyn polttoainealtaiden puhdistus on suunniteltu ajanjaksolle 2024-2028 [267] . Lohkojen 3 ja 4 altailla työskentelyn turvallisuuden varmistamiseksi raivattiin rauniot ja pystytettiin erityisiä telttoja, joiden alla puretaan. Yksikölle nro 1 suunnitellaan koko voimayksikön päälle asennettavan pienen teltan sijasta katos. Korttelin 2 reaktorirakennuksen rakennusrakenteet eivät vaurioituneet merkittävästi räjähdyksistä ja keskushalliin pääsyä varten päätettiin tehdä aukko sen eteläpuolelta [268] .
Vuosina 2015-2017 voimayksiköt 1-3 kartoitettiin myonien sirontaradiografialla. Menetelmä, jota käytettiin ensimmäisen kerran Egyptin pyramidien tutkimiseen , perustuu kosmisten myonien virran rekisteröimiseen ennen ja sen jälkeen, kun ne kulkevat tutkittavan kohteen läpi. Koska uraani hajottaa myoneja kolme kertaa voimakkaammin kuin rauta, voidaan saatujen tietojen perusteella määrittää polttoainetta sisältävien materiaalien sijainti voimayksiköiden rakenteissa [269] . Selvityksen tuloksena todettiin, että yksiköiden 1 ja 3 reaktoreissa ei käytännössä ollut polttoainetta, kun taas voimayksikön 2 reaktoripaineastiaan jäi merkittävä määrä jähmettynyttä polttoainesulaa. . Ydinpolttoainejäämien esiintyminen kaikkien kolmen yksikön osareaktorihuoneissa varmistettiin visuaalisesti kauko-ohjattujen robottien tarkastuksessa [268] .
Polttoainepitoisen sulatteen ja polttoainenippujen fragmenttien poisto tuhoutuneista reaktorisäiliöistä ja osareaktorihuoneista suunniteltiin alkavan voimayksiköstä 2 vuonna 2021 [267] , mutta COVID-viruksen aiheuttamien rajoitusten vuoksi . 19 pandemia , töiden alkamisajankohtaa siirrettiin vuoden 2022 loppuun [270] .
Kommentit
Lähteet
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
Säteilyonnettomuudet | |
---|---|
INES 7 | |
INES 6 |
|
INES 5 |
|
INES 4 |
|
Muut |
|