10 лет со дня аварии на АЭС Фукусима-1
Главная » Статьи » Защита от ЧС (РСЧС)

10 лет со дня аварии на АЭС Фукусима-1

Авария на АЭС Фукусима-1 – крупная радиационная авария максимального, 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий (INES), начавшаяся 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Затопление подвальных помещений, где располагались распределительные устройства, резервные генераторы и батареи, привело к полному обесточиванию станции и отказу систем аварийного охлаждения. Произошло расплавление ядерного топлива в реакторах энергоблоков 1-3, накопление водорода в результате пароциркониевой реакции и взрывы гремучей смеси на энергоблоках 1, 3 и 4. В окружающую среду попали в основном летучие радиоактивные элементы, такие как изотопы йода и цезия, объем выброса которых составил до 20 % от выбросов при Чернобыльской аварии.

Несмотря на то, что не было зарегистрировано ни одного случая острой лучевой болезни, повышенное облучение аварийных работников увеличивает среди них риск возникновения онкологических заболеваний, являющихся отдаленными последствиями облучения. Правительством Японии было подтверждено несколько случаев таких заболеваний, и одно из них привело к смерти человека в 2018 году. Из загрязненных территорий было эвакуировано около 164 тысяч человек. При этом в ходе эвакуации из больниц вследствие недостатка ухода погибло 50 тяжелобольных пациентов. Уже после эвакуации, в течение нескольких лет, из-за физического и психологического стрессов и плохого медицинского обслуживания и ухода произошло 2304 преждевременных смертей, в основном среди эвакуированных людей пожилого возраста. В декабре 2013 года АЭС была официально закрыта. На территории станции продолжаются работы по ликвидации последствий аварии. По оценкам экспертов на приведение объекта в стабильное, безопасное состояние может потребоваться до 40 лет.

АЭС Фукусима-дайити (Фукусима-1) расположена в 220 километрах к северу от Токио, в одноименной префектуре, на границе поселков Футаба и Окума. Станция была одной из первых построенных в Японии АЭС и первой, возведенной по заказу Токийской электроэнергетической компании (TEPCO[1]). В составе АЭС работали шесть энергоблоков с кипящими реакторами.

После аварии в декабре 2013 года АЭС была официально закрыта. На территории станции продолжаются работы по ликвидации последствий аварии. По оценке японских инженеров-ядерщиков, приведение объекта в стабильное, безопасное состояние может потребовать до 40 лет. Финансовый ущерб, включая затраты на ликвидацию последствий, затраты на дезактивацию и компенсации оценивается более чем в 300 миллиардов долларов.

 

Начальный этап аварии

11 марта 2011 года в 14:46 местного времени произошел основной толчок Великого восточно-японского землетрясения магнитудой 9 единиц c эпицентром, расположенным в 180 километрах от АЭС Фукусима-1. В это время энергоблоки 1-3 работали на номинальной мощности, а энергоблоки 4-6 были остановлены на перегрузку топлива и обслуживание. Землетрясение привело к немедленной автоматической остановке работавших реакторов. Вызванные землетрясением разрушения высоковольтного оборудования и опор линий электропередачи привели к потере внешнего электроснабжения станции, после чего были автоматически запущены резервные дизельные электрогенераторы. Анализ работы станции до прихода волны цунами показал, что АЭС в целом выдержала воздействие сейсмических толчков.

В результате смещения горных пород произошла деформация морского дна с его подъемом на 7-10 метров, что вызвало несколько волн цунами. Первая волна высотой 4 метра достигла станции через 40 минут от времени основного толчка, а в 15:35 пришла вторая волна высотой 14-15 метров, что превысило высоту защитной дамбы, рассчитанной на волну в 5,5 метров, и уровень самой площадки АЭС. Волна цунами смыла стоявшие снаружи тяжелые резервуары, оборудование и автомобили и дошла до удаленных от берега зданий, оставив после себя множество обломков конструкций. Затопление привело также и к человеческим жертвам: два сотрудника TEPCO, находившиеся в турбинном здании четвертого энергоблока, были настигнуты нахлынувшей водой и погибли.

Станция никак не была защищена от удара стихии такого масштаба, в результате чего пострадало критически важное оборудование, обеспечивавшее безопасное расхолаживание реакторов. Вышли из строя береговые насосы морской воды, которая являлась конечным поглотителем тепла как для самих реакторов, так и для резервных дизельных генераторов. Вода затопила подвальные помещения турбинных зданий, в которых располагались дизель-генераторные установки, распределительные устройства переменного и постоянного тока, а также аккумуляторные батареи. Два резервных генератора с воздушным охлаждением, расположенные на первом этаже общестанционного хранилища отработанного топлива не были затоплены, однако вода повредила их распределительное электрооборудование. В подобной ситуации быстрое восстановление электроснабжения было невозможно. Из всех источников резервного электропитания в распоряжении персонала остались батареи постоянного тока энергоблоков N 3, 5, 6 и дизель-генератор блока N 6, имевший воздушное охлаждение. По мнению парламентской комиссии, TEPCO была абсолютно не готова к аварии такого масштаба, и судьба станции была уже предрешена.

На блочных щитах управления погасло освещение, и пропала индикация приборов. Информация о состоянии станции также перестала отображаться на мониторах защищенного пункта управления, в котором располагался кризисный центр во главе с управляющим станции Масао Есидой. Основное средство связи на АЭС – мобильная PHS-телефония – не работала, и единственным способом коммуникации осталась проводная телефонная связь. Персоналу на энергоблоках пришлось в свете карманных фонарей перечитывать аварийные инструкции, однако в них не оказалось никаких указаний, относящихся к полному обесточиванию. Более того, документация была составлена исходя из того, что будут доступны все критически важные показания приборов. К персоналу станции и управляющему Есиде пришло осознание того, что сложившаяся ситуация превосходит все ранее предполагавшиеся сценарии тяжелых аварий. При отсутствии относящихся к делу процедур, персонал был вынужден действовать большей частью исходя из собственного понимания ситуации.

Изначально наиболее тяжелое положение сложилось на блоке N 1, однако это далеко не сразу было осознано. До прихода цунами отвод теплоты остаточного энерговыделения от реактора осуществлялся при помощи двух независимых конденсаторов режима изоляции (Isolation Condencer – IC). Система IC способна охлаждать реактор в течение примерно 10 часов за счет естественной циркуляции теплоносителя. При работе системы пар от реактора проходит по теплообменным трубкам, расположенным под водой в баке конденсатора, где, охлаждаясь, конденсируется, и конденсат сливается обратно в реактор. Чистая вода из бака постепенно выкипает, и пар сбрасывается в атмосферу. При работе система не потребляет электроэнергию, однако для запуска циркуляции необходимо открыть электроприводную арматуру. Так как инструкциями ограничивается скорость охлаждения реактора, операторы практически сразу отключили один конденсатор и до прихода цунами несколько раз запускали и останавливали второй. После потери электропитания и, соответственно, индикации на панели управления, персонал не смог однозначно определить состояние системы.

Как показало расследование, система IC не функционировала уже с момента полного обесточивания станции. Согласно анализу TEPCO, поддержанному правительственной комиссией и МАГАТЭ, из-за особенностей логики системы управления, при перебоях питания вся арматура в контуре IC автоматически закрылась, включая и ту, которая должна быть постоянно открыта. Никто из персонала на момент аварии не знал о такой возможности.

Не зная точного состояния системы IC, операторы тем не менее полагали, что она все еще отводит тепло от реактора. Однако в 18:18, при самопроизвольном восстановлении питания некоторых приборов, на панели управления загорелись индикаторы закрытого положения арматуры. После поворота соответствующих ключей управления, над реакторным зданием на некоторое время показался и затем исчез след пара из бака конденсатора IC. По всей видимости было уже поздно, и циркуляция в системе была заблокирована образовавшимся при пароциркониевой реакции водородом. Эта ключевая информация не была адекватно передана руководству кризисного центра, где по-прежнему полагали, что реактор охлаждается. Только после того как в 21:51 радиационный фон рядом с реакторным зданием достиг значения 1,2 мЗв/ч, и в 23:53 было зарегистрировано повышенное давление в гермооболочке, опасность ситуации на первом энергоблоке стала очевидна.

По мнению Масао Есиды, ни один из описанных в аварийных инструкциях методов подачи воды в реакторы не мог быть применен в сложившейся ситуации. Для большинства противоаварийных мероприятий требовалось электропитание, а использование стационарного дизельного насоса системы пожаротушения являлось сомнительным, так как баки, из которых он забирал воду, располагались на улице и скорее всего были повреждены стихийным бедствием. Предложенный Есидой способ состоял в использовании обычных пожарных машин, рукава которых можно было подключить к выводам системы пожаротушения, расположенным снаружи турбинных зданий.

Возможность подачи воды в реактор от стационарной системы пожаротушения не была предусмотрена в оригинальной конструкции станции и была реализована в 2002 году, путем установки перемычек между соответствующими трубопроводами. Дополнительные выводы системы пожаротушения на наружных стенах турбинных зданий были смонтированы в 2010 году, всего за 9 месяцев до аварии. Выводы предназначались только для пополнения запасов воды и применение пожарных машин для подпитки реактора не рассматривалось инструкциями, так как считалось, что пожарный насос с дизельным приводом не зависит от источников питания и доступен при любом развитии событий. Таким образом, решение Есиды было импровизацией, заранее не был установлен порядок действий и не распределены обязанности персонала, что в конечном счете привело к значительной задержке подачи воды в реактор.

На территории станции находились три пожарных автомобиля, принадлежавших подрядной компании Nanmei, нанятой TEPCO. Одна машина была доступна изначально, для перемещения второй потребовалось расчищать завалы на дороге, а третий автомобиль был сильно поврежден в результате цунами. Организационно, задачи пожаротушения на АЭС были разделены: персонал TEPCO отвечал за пожарную безопасность внутри помещений станции, а Nanmei за аналогичные работы на прилегающей территории. Никто из персонала АЭС не был обучен управлению пожарной машиной, а персонал Nanmei не имел права работать в условиях воздействия ионизирующего излучения. TEPCO была вынуждена просить Nanmei помочь выполнить опасную работу, выходящую за рамки контракта. С двух до четырех часов ночи продолжались поиски вводов системы пожаротушения в турбинное здание. Лишь при помощи работника, ранее участвовавшего в их установке, вводы обнаружились под завалами обломков, нанесенных цунами. Пожарные машины не могли подавать воду в реактор пока в последнем сохранялось высокое давление. Однако в 02:45 12 марта давление в реакторе внезапно снизилось с 6,9 МПа до 0,8 МПа без каких-либо действий персонала, что свидетельствовало о серьезном повреждении корпуса реактора. Только в 05:46, через более чем 14 часов после отказа систем охлаждения, удалось наладить сколь-либо стабильную подачу воды в реактор первого энергоблока. Согласно выполненному после аварии анализу, вполне вероятно, что только малая часть подаваемой воды достигла реактора.

Незадолго до полуночи с 11 на 12 марта персоналу станции удалось восстановить индикацию некоторых приборов при помощи найденного у подрядной организации небольшого мобильного генератора. Давление в гермооболочке первого энергоблока составило 0,6 МПа (абс.), что превышало максимальное разрешенное значение в 0,528 МПа (абс.). В 00:55 Есида, как и требовалось процедурой, доложил в кризисный центр TEPCO в Токио о чрезвычайной ситуации и необходимости сброса давления. До этого дня в TEPCO не сталкивались с операцией аварийного выброса радиоактивных веществ в атмосферу, и руководство решило также заручиться поддержкой правительства Японии. Премьер министр Наото Кан и министр экономики, торговли и промышленности Банри Кайэда дали свое согласие, осознавая опасность разрушения контайнмента. Сброс было решено провести после официального объявления об операции местному населению, которое планировалось на 03:00 этой же ночи. В 02:30 очередные замеры давления в гермооболочке показали значение в 0,840 МПа (абс.).

В три часа ночи правительством Японии на пресс-конференции было объявлено о скором сбросе давления из гермооболочек АЭС. Тем временем радиационная обстановка ухудшалась и для прохода в реакторное здание потребовалось подготовить спецодежду с замкнутой системой дыхания. Кроме того необходимо было спланировать работы, учитывая отсутствие освещения и питания для электро- и пневмоприводов арматуры. Необходимую для планирования бумажную документацию приходилось на свой страх и риск искать в административном здании, проход в которое при землетрясениях был запрещен. Однако в правительстве Японии не смогли объективно оценить все сложности работы на аварийной АЭС, руководство страны было раздражено «медленной» реализацией запланированного мероприятия, и Наото Кан решил лично посетить станцию, чтобы узнать причину задержек.

Утром 12 марта Масао Есида внезапно узнал о скором прибытии премьер-министра, и решил встретить его лично. На совещании, занявшем около часа, Наото Кан потребовал как можно быстрее реализовать сброс давления, а Масао Есида доложил о трудностях, с которыми пришлось столкнуться на станции. Успокоить премьер-министра удалось только после заявления Есиды о том, что задача будет выполнена даже если для этого придется сформировать «отряд смертников». Операцию было обещано выполнить в 9:00.

После того как в девять утра TEPCO получила отчет об эвакуации населения из ближайших населенных пунктов, первая группа сотрудников АЭС, освещая свой путь фонарями, поднялась на второй этаж реакторного здания и к 09:15 вручную открыла один из клапанов системы вентиляции. Вторая группа попыталась добраться до другого клапана, расположенного в подвальном помещении, однако из-за высокого уровня радиации им пришлось развернуться обратно на полпути из опасения превысить максимальную дозу в 100 мЗв. Не оставалось ничего иного как найти способ подать сжатый воздух к пневматическому приводу оставшегося клапана через штатную систему. Только к 12:30 удалось найти необходимый компрессор у одной из подрядных организаций на площадке АЭС. В 14:00 компрессор был подключен к системе сжатого воздуха, а с помощью мобильного генератора был запитан управляющий соленоид на пневмоприводе клапана вентиляции. Быстрое снижение давления в гермооболочке подтвердило успех операции.

В противовес нештатному использованию пожарных машин для охлаждения реактора, противоаварийными инструкциями предлагалось использовать систему аварийной подачи борированной воды. В электросистеме первого и второго энергоблоков удалось найти одно неповрежденное водой распределительное устройство, способное преобразовать напряжение 6 кВ от передвижного генератора и тем самым запитать насосы этой системы (напряжение 480 В), что позволило бы охлаждать реакторы при высоком давлении в них (эта стратегия была в дальнейшем признана сомнительной, так как запас борированной воды, подаваемой этими насосами, всего 15,5 м3). К зданию второго энергоблока доставили высоковольтный генератор, и 40 человек было задействовано чтобы вручную протянуть несколько сотен метров тяжелого силового кабеля по коридорам станции.

Практически сразу после того как высоковольтный генератор был подключен и запущен, в 15:36 на первом энергоблоке прогремел взрыв. Причина взрыва – водород, образованный в результате пароциркониевой реакции. Три сотрудника TEPCO и два сотрудника Nanmei пострадали при взрыве и были эвакуированы. Повсюду вокруг энергоблока были разбросаны обломки конструкций, которыми повредило временные кабели и пожарные рукава, а радиационная обстановка значительно ухудшилась. Масао Есида был обескуражен произошедшим, поскольку теперь ему требовалось заново организовывать работу, которая, казалось, была уже завершена.

До взрыва никто из сотрудников станции или персонала кризисных центров не подозревал о возможности взрыва водорода за пределами защитной оболочки. Кроме того такой сценарий не рассматривался в документах МАГАТЭ или АЯЭ/ОЭСР. Мероприятия по водородной взрывобезопасности были реализованы лишь внутри контайнмента, который был заполнен азотом для создания инертной атмосферы. Теперь же перед персоналом стояла задача предотвратить возможные взрывы на втором и третьем блоках. Изначально предполагалось просверлить вентиляционные отверстия в строительных конструкциях, однако ввиду высокого риска детонации из-за случайной искры от этой идеи быстро отказались. В стенах реакторных зданий предусмотрены вышибные панели, призванные защитить здание от избыточного давления изнутри. Панели на АЭС Фукусима были дополнительно укреплены, чтобы избежать случайного открытия при землетрясениях, и для их снятия требовался инструмент. TEPCO были заказаны установки гидроабразивной резки, однако из-за последующих событий, ко времени когда они могли быть доставлены на АЭС, необходимость в установках отпала.

После взрыва потребовалось несколько часов для того чтобы восстановить подачу воды в реактор первого блока, расчистив завалы и заменив поврежденные пожарные рукава. Сами пожарные машины, хоть в них и были выбиты стекла, сохранили работоспособность. В связи с исчерпанием запасов очищенной воды пришлось перевести водозабор пожарных машин на морскую воду, ближайшим источником которой оказалась камера переключения задвижек третьего энергоблока, затопленная при цунами. Усилиями сотрудников удалось запустить пожарные насосы в 19:04. Незадолго до этого в кабинете премьер-министра в Токио обсуждалось положение на АЭС. После получения информации о взрыве Наото Кан решил расширить зону эвакуации с 10 до 20 км от станции, хотя планы эвакуации для этой зоны отсутствовали. Также у премьер-министра возникли сомнения касательно использования морской воды для охлаждения реакторов, и он спросил не вызовет ли такой способ проблем с контролем подкритичности. Этот вопрос вызвал некоторое замешательство у присутствующих, которые опасались, что если не развеять сомнения Кана, то это ухудшит ситуацию на станции. В перерыве между совещаниями, вице-президент TEPCO Итиро Такекуро созвонился напрямую с Есидой и узнал, что подача воды уже началась. Полагая, что вопрос об использовании морской воды должен решаться на самом высоком уровне, Такекуро приказал остановить насосы. Есида, видя всю серьезность и непредсказуемость ситуации на АЭС, принял самостоятельное решение, и отчитавшись руководству о прекращении подачи воды, приказал своим подчиненным продолжать работу. В конце концов официальное разрешение было получено, и TEPCO сообщила о начале подачи морской воды в реакторы в 20:20, хотя фактически насосы работали уже больше часа.

Пока шла борьба с аварией на первом энергоблоке, ситуация на втором и третьем блоках оставалась относительно стабильной. На этих блоках использовалась система расхолаживания, состоящая из паровой турбины и соединенного с ней насоса (англ. Reactor Core Isolation Cooling – RCIC). Турбина приводилась в действие паром из реактора, а насос подавал охлаждающую воду из баков запаса конденсата в реакторную установку. Для контроля и регулирования требовался постоянный ток, но поначалу даже на полностью обесточенном втором энергоблоке система справлялась со своими функциями.

Еще 12 марта на третьем энергоблоке, несмотря на наличие питания постоянного тока, система RCIC самопроизвольно отключилась. При снижении уровня теплоносителя в реакторе автоматически включилась система аварийной подпитки (High Pressure Coolant Injection – HPCI). Система HPCI хоть и устроена аналогично RCIC, но имеет существенно большую производительность, и не предназначена для длительного расхолаживания реактора. Из-за подачи большого количества охлаждающей воды, давление в реакторе снизилось до 0,8 МПа, и турбина HPCI работала на сниженных оборотах. Так как работа системы вне рабочего диапазона была ненадежна, персонал третьего блока решил подавать воду в реактор от стационарного пожарного насоса с дизельным приводом. Для этого планировалось поддерживать сниженное давление в реакторе, открыв его предохранительные клапаны. Эти намерения не были должным образом доведены до управляющего Есиды.

13 марта операторы третьего блока приступили к реализации своей стратегии. В 02:42 система HPCI была вручную остановлена при давлении в реакторе 0,580 МПа, однако попытки открыть предохранительный клапан оказались неудачными. Наиболее вероятно, что к этому времени батареи уже не могли дать необходимый ток для привода клапана. Давление в реакторе стало расти, к 03:44 достигнув значения 4,1 МПа, что значительно превышало возможности насоса пожаротушения. Резервные батареи, используемые на АЭС Фукусима для управления такими системами как HPCI, невозможно транспортировать вручную. Маловероятно, что даже найдя такую батарею, персонал смог бы ее доставить к месту установки.

Узнав, наконец, о ситуации на третьем блоке в 03:55 Масао Есида не нашел иного способа наладить охлаждение реактора, кроме как использовать пожарные машины. Первоначально планировалось подавать морскую воду так же как и на первом блоке, и к 7 утра персонал протянул и подключил необходимые пожарные рукава. Примерно в это же время директор по эксплуатации TEPCO позвонил Есиде из офиса премьер-министра и выразил мнение о том, что приоритет должен быть отдан использованию обессоленной воды. Есида воспринял это указание весьма серьезно, думая, что оно исходит от самого премьер-министра, хотя это было не так. Персоналу пришлось расчищать завалы перед баками с пресной водой и тянуть к ним рукава пожарных машин. Параллельно с этим сотрудники TEPCO собрали 10 аккумуляторных батарей из частных автомобилей, припаркованных на станции. В 09:08 им удалось подключить батареи к панели управления, создав напряжение 120 В, и открыть предохранительные клапаны реактора третьего блока. Давление быстро снизилось до 0,46 МПа и в 09:25 вода в реактор была подана, более чем через 7 часов после остановки HPCI. Запасы пресной воды были малы и переключение на морскую воду, в конечном итоге, оказалось неизбежно, что и было сделано в 13:12 этого же дня.

Также как и на первом блоке персоналу удалось реализовать сброс среды из гермооболочки, давление в которой снизилось с 0,63 МПа (абс.) в 09:10 до 0,27 МПа (абс.) к 10:55. Только один из двух клапанов на линии сброса можно было открыть вручную, для удержания в открытом состоянии второго клапана требовался сжатый воздух. Первоначально персонал использовал для этого баллоны сжатого воздуха, затем мобильные компрессоры. Эти усилия не были в достаточной мере эффективны, давление в гермооболочке в течение суток периодически возрастало и к 07:00 14 марта достигло 0,52 МПа (абс.).

К 6 утра 14 марта Масао Есиду все больше стала беспокоить возможность взрыва водорода на третьем блоке АЭС. Для этого было достаточно поводов: вероятное осушение активной зоны, повышение уровня радиации около реакторного здания, появление за его дверями пара и рост давления в гермооболочке – все как и ранее на первом энергоблоке. В 6:30 Есида приказал удалить всех работников с площадки у блока, однако ситуация с охлаждением морской водой требовала активных действий. Запасы воды в камере переключения третьего блока, откуда забирали воду и на охлаждение первого реактора, иссякали. Уже в 07:30 Есиде пришлось возобновить работы. Несколько прибывших пожарных машин использовали для подачи воды непосредственно из океана, поднимая ее на высоту более 10 метров.

Работы по организации бесперебойной подачи морской воды в реакторы активно велись, когда в 11:01 прогремел взрыв водорода на третьем энергоблоке. Четыре сотрудника TEPCO и три сотрудника Nanmei пострадали при взрыве, также пострадали четыре члена пожарных бригад сил самообороны Японии, которые прибыли для помощи персоналу АЭС. В очередной раз охлаждение реакторов было прервано, и из-за сложной радиационной обстановки и продолжавшихся повторных толчков восстановить его удалось только к вечеру этого же дня (в 16:30 блок 3, в 19:57 блок 2, в 20:30 блок 1).

Как ни удивительно, система RCIC второго энергоблока до сих пор работала без какого-либо электропитания, однако ее производительность падала. Ранее, 12 марта в 04:00 из-за исчерпания запасов конденсата, который закачивался в реактор насосом RCIC, водозабор системы переключили на камеру конденсации контайнмента Mark-I (форма резервуара – тор). Циркуляция теплоносителя через реактор стала проходить по замкнутому контуру, и вся система постепенно нагревалась. Около 13:25 14 марта уровень в реакторе второго блока снизился, и имелись все признаки того, что система RCIC остановлена.

Теперь и на втором блоке станции требовалось реализовать те же мероприятия что и на блоках 1 и 3, то есть сбросить давление в реакторе и гермооболочке и начать подачу воды пожарными машинами. Масао Есида считал, что в первую очередь следует снизить давление в гермооболочке, так как из-за длительной работы RCIC давление и температура в камере конденсации были слишком велики чтобы эффективно принять пар от предохранительных клапанов реактора. В такой ситуации их открытие грозило разрушением камеры. Попытки открыть клапан с пневмоприводом на линии сброса из гермооболочки безуспешно продолжались до четырех часов дня, хотя все необходимое для этого подготовили еще 13 марта. Глава комиссии по ядерной безопасности Харуки Мадарамэ и президент TEPCO Симидзу Масатака приказали Есиде открыть предохранительные клапаны реактора не дожидаясь завершения этой операции. В 16:34 персонал подключил автомобильные батареи к панели управления, однако из-за проблем с приводом клапанов и из-за высокой температуры в камере конденсации, давление в реакторе снизилось до 0,63 МПа лишь к 19:03. После чего в 19:57 были запущены пожарные машины. Перед этим в 18:50 показания уровня воды в реакторе свидетельствовали о полном осушении активной зоны. Несмотря на все попытки сбросить среду из гермооболочки к 22:50 давление в ней достигло 0,482 (абс.), что превышало максимально допустимые 0,427 (абс.). Уже после аварии было выявлено, что предохранительная мембрана на воздуховоде вентиляции так и не разорвалась.

Персонал постоянно сталкивался с проблемами при работах по поддержанию низкого давления в реакторе второго блока, подача от пожарных машин периодически прерывалась, и Есида начал всерьез рассматривать возможность эвакуации большей части персонала со станции из-за риска разрушения контайнмента. В ночь с 14 на 15 марта президент TEPCO Симидзу обсудил этот вопрос с министром Кайэдой, который воспринял это как просьбу полностью эвакуировать АЭС.

В три часа ночи 15 марта премьер-министру Кану было сообщено о возможной эвакуации со станции, и он сразу же отверг это предложение как абсолютно недопустимое. Еще до этого запроса Кан испытывал стойкое недоверие к TEPCO и сомневался в адекватности принимаемых мер по управлению аварией. В 05:30 премьер-министр прибывает в кризисный центр TEРСO в Токио и официально объявляет о создании объединенного (правительство и TEPCO) центра по управлению аварией. По мнению официальных лиц, это в дальнейшем позволило правительству взять ситуацию под контроль.

Тем временем на АЭС, после того как персонал очередной рабочей смены прибыл 15 марта на 3-й блок, даже через свои защитные маски сотрудники услышали звук мощного взрыва в 06:10. Вскоре им приказали вернуться в защищенный пункт управления. Выйдя на улицу персонал увидел разрушения реакторного здания четвертого энергоблока и множество обломков, затруднявших передвижение. Сотрудникам пришлось идти пешком, и они смогли передать информацию о разрушениях в кризисный центр только к восьми утра. Как установило расследование, причина взрыва на четвертом энергоблоке – водород, поступивший по системе вентиляции от третьего блока, когда на последнем выполнялся сброс среды из контайнмента. Источника водорода на самом четвертом блоке не было, топливо из реактора было выгружено, а в бассейне выдержки было достаточно воды.

Масао Есида узнал о взрыве вскоре после 6 утра, однако ему еще не было известно о разрушении четвертого блока. Показания датчика давления в камере конденсации второго энергоблока в это же время снизились до нуля, и Есида посчитал, что взрыв произошел внутри контайнмента блока N 2. Это вынудило его дать указание об укрытии сотрудников в местах с возможно более низким радиационным фоном вблизи АЭС Фукусима-дайити, до тех пор пока ситуация не стабилизируется. Однако в семь часов утра 650 человек вместо этого отбыли на АЭС Фукусима дайни. На некоторое время ликвидировать аварию остались лишь 50 сотрудников: руководители кризисного центра, инженеры и рабочие, присутствие которых было необходимо. Эвакуированный персонал начал возвращаться на АЭС только к полудню этого же дня.

Взрыва на втором блоке станции не произошло. Хотя топливо было повреждено и шла пароциркониевая реакция, образовавшийся водород уходил в атмосферу через вышибную панель реакторного здания. Панель оказалась сорвана со своего места и упала на крышу здания турбины после взрыва на соседнем блоке. Тем не менее энергоблок N 2 возможно стал источником значительной части выброса в окружающую среду, когда между 7:00 и 11:00 предположительно произошла разгерметизация его контайнмента.

 

Стабилизация положения на станции

После 15 марта внимание было сосредоточено на бассейнах выдержки отработанного ядерного топлива, предполагалось, что без охлаждения уровень воды в них может значительно снизиться. Наибольший риск в этом отношении существовал на блоке N 4, так как в его бассейне находились ТВС, лишь недавно выгруженные из реактора, и, соответственно, имевшие наибольшую теплоту остаточного энерговыделения. Однако при осмотре с вертолета бассейн блока N 4 оказался заполнен, благодаря тому, что при перегрузке топлива его соединяют с шахтой реактора, создавая дополнительный запас воды. Приоритет был отдан блоку N 3, так как его состояние осталось под вопросом из-за завалов конструкций, мешавших осмотру. Было испробовано несколько способов доставки воды к бассейнам: при помощи вертолетов и различных пожарных машин Токийской пожарной службы, полиции и сил самообороны Японии. Из-за низкой точности этих методов от них отказались в пользу использования строительной техники – бетононасосов, оснащенных гибкой и длинной стрелой, позволявшей точно направить воду в нужное место.

До аварии электроэнергия к АЭС доставлялась по семи линиям напряжением 66, 275 и 500 кВ. На станции оно понижалось до 6,9 кВ, 480 В и 100 В и использовалось различным оборудованием. От землетрясения и цунами пострадало как высоковольтное оборудование на подстанциях, так и преобразовательные и распределительные устройства на самой АЭС. Только после доставки передвижных распределительных устройств и трансформаторов, а также прокладки временных кабелей внешнее электропитание 1-го и 2-го энергоблоков было восстановлено 20 марта, через 9 суток от начала аварии, а питание 3-го и 4-го блоков было налажено 26 марта, через 14 дней от обесточивания.

4 апреля для обеспечения откачки высокорадиоактивной воды из подземных сооружений энергоблоков 1, 2 и 3 TEPCO объявила о вынужденном сбросе в море примерно 10 тысяч тонн низкорадиоактивной воды из станционного хранилища радиоактивных отходов. Эта мера была необходима для высвобождения объема под высокоактивную воду, и правительство Японии дало разрешение на операцию. По заявлению TEPCO, сброс воды может добавить к дозовой нагрузке человека, который бы жил неподалеку от станции, лишь 0,6 мЗв.

17 апреля 2011 года TEPCO выпустила программу мероприятий, направленных на стабилизацию положения на АЭС. В результате выполнения программы предполагалось добиться устойчивого снижения мощности дозы излучения и взять под контроль сбросы радиоактивных веществ. Для этого начиная с 27 июня 2011 года охлаждение реакторов стало осуществляться по замкнутому контуру: протекающая из реакторов вода попадала в турбинные здания энергоблоков, откуда забиралась насосами, очищалась на фильтрах и направлялась обратно в реакторы. Кроме того, оболочки 1-3 блоков были заполнены инертным газом – азотом.

После цунами, взрывов и обрушения конструкций штатные системы охлаждения бассейнов стали неработоспособны. Для каждого из энергоблоков пришлось смонтировать дополнительные контуры охлаждающей воды, подключенные к сохранившимся станционным трубопроводам. Схема включала в себя теплообменник, разделявший воду бассейна и охлаждающую воду, насосы и небольшие вентиляторные градирни, отводившие тепло в окружающую среду. Первая такая система для блока N 2 была запущена 2 июня, а 10 августа последним по такой схеме было налажено охлаждение бассейна блока N 1.

16 декабря 2011 года стадия аварии была официально завершена, когда разрушенные реакторы были переведены в «эквивалентное холодному» состояние, при котором температура среды внутри гермооболочек стабилизировалась ниже 100 °С. По международной шкале ядерных событий (INES) аварии присовен максимальный 7-й уровень – «Крупная авария», который ранее присваивался лишь однажды при аварии на Чернобыльской АЭС.

 

Эвакуация

Разрушительное землетрясение и цунами привели к выходу из строя большинства стационарных постов радиационного мониторинга, а плохое состояние дорог значительно затруднило радиационную разведку с использованием автотранспорта. Кроме того после обесточивания АЭС ее дозиметрическое оборудование не функционировало, и соответственно отсутствовали исходные данные для расчета последствий выброса. По этим причинам в первые дни аварии выбор областей, подлежащих эвакуации, был основан на техническом состоянии самой станции, а не на оценке радиологических последствий для населения. Первый приказ об эвакуации из 3-километровой зоны, выпущенный 11 марта, был вызван необходимостью провести вентиляцию герметичных оболочек блоков 1 и 2. Однако длительная задержка в выполнении этой операции вызвала дополнительные опасения, и после 05:00 12 марта зона эвакуации была расширена до радиуса в 10 км от АЭС. Дальнейшее ухудшение ситуации, взрывы на блоках 1, 3 и 4 привели к очередному расширению закрытой зоны. 15 марта ее размер ограничивался радиусом в 20 км от станции, а жителям 30-километровой зоны предписывалось оставаться в помещениях.

Несмотря на разрушенные дороги и автомобильные пробки, эвакуация проходила довольно быстро. Многие жители покинули свои дома уже через несколько часов после того как узнавали о приказе. С другой стороны, из-за быстро расширявшихся границ закрытой зоны многим приходилось несколько раз менять место пребывания. Так 20 % жителей ближайших к АЭС городов пришлось переезжать более шести раз. Полностью эвакуация из 20-километровой зоны заняла три дня. Временное укрытие в домах не является сколь либо долговременной мерой защиты, однако указание об укрытии проживающих в пределах 30-километровой зоны оставалось в силе до 25 марта и жителям не было разъяснено, как следует вести себя в такой ситуации. Это привело к серьезному нарушению условий проживания населения. Так в городе Иваки закрылись все магазины и только к 21 марта правительство организовало доставку в город продуктов и медикаментов.

На момент аварии около 2220 пациентов проходили лечение в учреждениях здравоохранения в пределах 20-километровой зоны от АЭС. Из-за того, что тяжелая авария на атомной станции считалась маловероятной, только в одной больнице был подготовлен план реагирования на случай радиационной аварии. Медицинский персонал оказался не готов к эвакуации большого количества пациентов, некоторые из которых требовали постоянного ухода и не могли передвигаться самостоятельно. Так 14 марта при эвакуации психиатрической клиники Футабы потребовалось перевезти людей на расстояние около 230 километров. Три человека погибло в пути и еще 11 на следующий день умерли от недостатка медицинской помощи. Из-за плохой организации эвакуации четыре пациента скончались в самой клинике, а один пропал без вести. Всего на апрель 2011 года зарегистрирован 51 смертельный случай, связанный с эвакуацией из больниц.

В ходе продолжающего радиационного мониторинга были выявлены загрязненные территории за пределами 20-километровой зоны отчуждения. Эти территории протянулись в северо-западном направлении вдоль следа выброса, образовавшегося 15 марта в результате осаждения дождями радиоактивных веществ на поверхность земли. 22 апреля правительством Японии эти территории, на которых прогнозируемые дозы для населения превышали 20 мЗв за год, были включены в зону эвакуации. Сама эвакуация была проведена еще через месяц.

Всего статус эвакуированных получили более 164 тысяч человек, и по состоянию на 2020 год 39 тысяч из них все еще не могли вернуться в свои дома. По оценкам правительства префектуры Фукусима и Японского агентства реконструкции, ответственного за восстановление пострадавших от стихийного и техногенного бедствий территорий, за годы после аварии физический и психологический стрессы, недостаток медицинской помощи привели к преждевременной смерти 2304 человек, в основном людей пожилого возраста.

 

Радиологические последствия

Первоначальный выброс радиоактивных веществ в атмосферу произошел в период с 12 по 14 марта, и был обусловлен сбросом давления из гермооболочек и взрывами на блоках 1 и 3. Этот выброс протянулся в восточном направлении и был рассеян над океаном. Основной вклад в загрязнение сухопутной территории Японии внесли радиоактивные вещества из контайнмента второго энергоблока после его разгерметизации 15 марта. Следуя за переменой ветра, направление выброса сменилось с южного на северо-западное, а вечером 15 марта, начавшийся дождь привел к осаждению радиоактивных веществ на поверхность. После 23 марта атмосферные выбросы значительно снизились и уже мало сказывались на загрязнении территории Японии.

Большую часть выброса составили инертные газы и летучие элементы, полностью вышедшие из топлива при его плавлении. Выход в окружающую среду более тугоплавких компонентов ядерного топлива, таких как стронций и плутоний, был крайне ограничен. Всего в атмосферу было выброшено до 32 ПБк криптона-85, до 12 тысяч ПБк ксенона-131, до 400 ПБк йода-131, до 20 ПБк цезия-137. Указанное количество йода и цезия составило примерно 20 % от выброса соответствующих изотопов при Чернобыльской аварии. Около 80 % атмосферного выброса было вынесено далеко за прибрежную зону где радиоактивные вещества постепенно осели на поверхность океана и были подхвачены трансокеаническими течениями.

Основной объем сброса радиоактивной воды в океан произошел в течение первого месяца с начала аварии. Всего было сброшено до 20 ПБк йода-131 и до 6 ПБк цезия-137, вклад иных изотопов оказался значительно ниже. Загрязнению подверглись прежде всего прибрежные воды: концентрация радиоактивных веществ в воде на расстоянии 30 км от АЭС оказалась в 1000 раз меньше чем вблизи нее. В 2013 году цезий-137 фукусимского происхождения был обнаружен в водах континентального шельфа Канады в концентрациях 0,5 Бк/м3, что ниже глобальной концентрации радиоцезия в океане равной 1 Бк/м3.

В результате аварии население Японии подверглось дополнительному облучению. Средняя эффективная доза эвакуированного населения в зависимости от времени нахождения в зоне отчуждения составила 6…10 мЗв за первый год после аварии. Жители префектуры Фукусима получили дозы в среднем ниже 4 мЗв, а облучение большей части населения Японии оказалось сопоставимо с облучением от природного фона или гораздо ниже его. 25 000 работников, участвовавших в ликвидации аварии с ее начала до октября 2012 года, в среднем получили дозы в 12 мЗв. Из этого числа у 173 сотрудников дозы превысили 100 мЗв, а у шести работников TEPCO 250 мЗв. Наибольший вклад в переоблучение этих шести сотрудников внесло вдыхание радиоактивного йода-131. При этом четыре сотрудника носили пылезащитные респираторы вместо респираторов с активированным углем, из-за нехватки последних в первые дни аварии.

За время аварии не было зарегистрировано ни одного случая острой лучевой болезни. В дальнейшем, по оценкам МАГАТЭ и ВОЗ, прирост онкологических заболеваний, обусловленный аварией, будет чрезвычайно мал, а число радиационно-индуцированных заболеваний составит малую долю от числа спонтанных раков.

Министерство здравоохранения, труда и благосостояния Японии совместно с TEPCO реализовало программу медицинской поддержки аварийных работников. Все сотрудники, в том числе и те кто сменил работу, проходят регулярные медицинские осмотры с целью выявления профессиональных заболеваний. Министерство сформировало набор критериев, по которым возникшая болезнь может быть расценена как последствие аварийного облучения (хотя невозможно достоверно отличить радиационно-индуцированный рак от спонтанного). В этом случае пострадавшие имеют право на получение страховых выплат. К началу 2020 года таким образом официально было подтверждено три случая лейкемии, два случая рака щитовидной железы и один случай рака легких, приведший к смерти человека в 2018 году. Эта смерть является первой, отнесенной на счет аварии.

Комиссией НКДАР ООН была также выполнена оценка влияния аварии на растительный и животный мир. По мнению комиссии, нельзя полностью исключить изменения биомаркеров в отдельных биотах, особенно в сильнозагрязненных районах в первые два месяца аварии, однако нарушения в масштабах популяций маловероятны. В 2011 году группа японских исследователей обнаружила физиологические и генетические аномалии у нескольких бабочек вида Zizeeria maha, принадлежащего семейству голубянок, которое наиболее распространено в Японии. Некоторым особям, проживающим на территории префектуры Фукусима, нанесен вред в виде уменьшения площади крыльев и деформации глаз. По мнению НКДАР, нельзя однозначно судить о связи этих явлений с последствиями аварии.

 

Причины аварии

Множество работ было опубликовано с целью раскрытия обстоятельств и причин катастрофы. В самой Японии независимо друг от друга было проведено четыре масштабных расследования, результаты которых были представлены в 2012 году. Это отчет владельца АЭС Токийской электроэнергетической компании (TEPCO), отчеты комиссии кабинета министров, парламентской комиссии и, так называемой, независимой комиссии. Последняя была создана по инициативе главного редактора газеты «The Asahi Shimbun» Фунабаси Еити; возглавил комиссию Коити Китадзава, бывший глава японского агентства по науке и технологиям. Позднее, в 2015 году, был опубликован доклад генерального директора МАГАТЭ, посвященный аварии. Доклад был подготовлен с привлечением международных экспертов.

Хотя непосредственной причиной аварии были названы разрушительное землетрясение и цунами, однако, по мнению правительственной комиссии, недостатки в противоаварийных мероприятиях привели к полной неготовности станции к удару стихии и определили масштабы катастрофы.

Первоначально TEPCO утверждала, что возможность цунами такого масштаба лежала за границей области разумных предположений. Но в окончательном отчете было признано, что «оценка цунами, в итоге, оказалась неудовлетворительной, и коренной причиной аварии является недостаточная подготовка к воздействию цунами».

Парламентская комиссия прямо назвала катастрофу «рукотворной», в том смысле, что хотя недостатки в безопасности АЭС, особенно по отношению к стихийным бедствиям, были выявлены еще до 2011 года, ни TEPCO, ни регулирующие органы, ни профильное министерство не сделали ничего чтобы устранить их. Глава комиссии Киеси Курокава в своем предисловии к англоязычной версии отчета написал: «Что нужно признать, и это особенно болезненно, то что эта катастрофа „сделана в Японии“. Ее глубинные причины происходят из самой японской культуры: нашего рефлекторного подчинения, нашего нежелания задавать вопросы начальству, нашего стремления „продолжать следовать выбранному пути“, нашего группизма и нашей замкнутости».

Независимая комиссия обратила внимание на «миф о безопасности», господствовавший во всей атомной отрасли Японии. В самой индустрии, в регулирующем ведомстве и в сознании местных властей не допускалась мысль о том, что АЭС могут представлять серьезную опасность. Это привело к тому, что тяжелые аварии на станциях не рассматривались как вероятные, и никакая подготовка к ним не велась.

 

Стойкость АЭС к стихийным бедствиям

Фукусима-дайити была одной из первых сооруженных в Японии АЭС, в период, когда сейсмология еще находилась на раннем этапе своего развития. Оценка вероятности крупных стихийных бедствий, выдерживать натиск которых была обязана станция, проводилась на основе исторических свидетельств о имевших место землетрясениях и цунами за период порядка четырехсот лет. Согласно собранным данным префектура Фукусима являлась одним из наименее сейсмически активных регионов Японии. Выбор нагрузок на конструкции и оборудование АЭС основывался на землетрясениях с магнитудой около семи, а максимальная высота возможного цунами принималась равной 3,1 метра.

Первоначальная высота побережья, выбранного для строительства АЭС, составляла 30-35 метров над уровнем моря. Исходя из стремления снизить сейсмические нагрузки на оборудование, уровень промышленной площадки станции был понижен до отметки в 10 метров, при этом часть прибрежного насосного оборудования оказалась лишь на 4 метра выше уровня воды. Это также позволяло сэкономить на эксплуатации систем охлаждения АЭС, забиравших морскую воду, даже несмотря на то, что потребовалась значительная выборка грунта при строительстве.

Описываемый подход к оценке рисков был характерен для периода 60-х и 70-х годов XX века. Но и тогда международные нормы МАГАТЭ рекомендовали создавать запас безопасности, увеличивая магнитуду землетрясения либо располагая его предполагаемый эпицентр ближе к площадке станции. В проекте АЭС Фукусима-дайити подобных допущений сделано не было, и оценка сейсмических воздействий и связанных с ними цунами базировалась исключительно на исторических данных. Случаи серьезных землетрясений магнитудой 9 в регионах со сходным тектоническим строением (Чилийское и Аляскинское землетрясения) также не были приняты во внимание. Начиная с 1990-х годов в международной практике при оценке вероятности землетрясений стали учитываться и геотектонические характеристики региона, показывающие потенциальную возможность сейсмической активности. Тогда же было установлено, что крупные землетрясения могут происходить в среднем раз в 10 000 лет, и исторических свидетельств за меньшие периоды не всегда оказывается достаточно для оценки риска.

В атомном законодательстве Японии отсутствовали требования, обязывавшие владельцев АЭС проводить периодическую переоценку безопасности и соответствующую модернизацию станций с учетом результатов новых исследований, и до начала 2000-х переоценка рисков, связанных с землетрясениями и цунами, не проводилась. После Великого землетрясения Хансин-Авадзи 1995 года[2] общественное беспокойство в отношении готовности инженерных сооружений к землетрясениям значительно возросло. В числе прочего это заставило надзорное ведомство Японии, пусть и со значительной задержкой, обновить свои руководящие документы, касающиеся оценки сейсмостойкости АЭС. После выхода обновленных норм в 2006 году, Агентство по ядерной и промышленной безопасности потребовало у эксплуатирующих организаций подтвердить соответствие АЭС новым требованиям. При переоценке рисков были использованы как новейшие данные по имевшим место землетрясениям, так и данные о потенциально сейсмогенных тектонических структурах. Расчетные нагрузки от землетрясений на оборудование станции были существенно увеличены, но и они в ряде случаев оказались ниже тех, что испытала АЭС в 2011 году.

Со времени строительства станции и до 2002 года никаких переоценок, связанных с опасностью цунами для АЭС Фукусима-дайити, сделано не было. Регулирующее ведомство Японии никогда не выдвигало законодательных требований, касающихся пересмотра опасности от цунами, хоть и признавалось, что вероятность затопления не может быть полностью исключена. Деятельность TEPCO в этом направлении была большей частью спровоцирована появлением стандартов в области численных методов расчета высоты волн цунами, предложенных Японским обществом инженеров-строителей. В 2002-2009 годах TEPCO провела серию расчетов, получив значение максимальной высоты волн цунами в районе АЭС Фукусима-дайити равное 6,1 м. Основной недостаток методики заключался в ограниченном выборе эпицентров землетрясений – источников цунами, перечень которых был основан на исторических данных, в результате чего источники магнитудой выше восьми в зоне Японского желоба напротив побережья Фукусимы не рассматривались.

В 2000-х годах в TEPCO поступала информация, заставлявшая усомниться в правильности принятых оценок высоты цунами. Так в июле 2002 года Центральным органом по содействию в сейсмологических исследованиях (HERP) было высказано предположение о возможности крупного землетрясения в любом месте на протяжении Японского желоба. А в 2009 году новое исследование землетрясения Дзеган-Санрику, произошедшего в 869 году, показало, что вызванное им цунами могло затронуть зону расположения АЭС Фукусима-дайити. TEPCO использовала эти источники в пробных расчетах, которые показали возможность возникновения волн цунами высотой 8 метров от источника аналогичного землетрясению Дзеган-Санрику и более 15 метров от источника предложенного HERP.

В компании с большим сомнением отнеслись к полученным результатам, так как они были получены не по общепринятой методологии, поэтому опасность катастрофических стихийных бедствий, значительно превышающих проектные предположения, не рассматривалась руководством TEPCO всерьез. В последующем вице-президент TEPCO Сакаэ Муто объяснил позицию компании так: «Я посчитал, что реализация мероприятий по защите от стихийных бедствий не требует спешки, так как такие катастрофы происходят реже чем раз в сто лет. Эксплуатация реактора длится меньше». В результате TEPCO обратилась к Японскому обществу инженеров-строителей для дальнейшего анализа, и в 2011 году эта работа все еще велась. Никаких промежуточных мер по защите АЭС от подобных экстремальных воздействий не было принято. Великое восточно-японское землетрясение превзошло даже максимальные оценки. Протяженность вызвавшего землетрясение разлома была настолько велика, что спровоцировала сразу несколько волн цунами, которые достигнув АЭС, усилили друг друга. Подобная ситуация никогда не анализировалась до событий 2011 года.

Не все владельцы атомных станций в Японии относились к опасности от цунами так же как и TEPCO. В 2007 году, Японская атомная энергетическая компания (JAPC), эксплуатирующая АЭС Токай получила карту возможного затопления цунами, выпущенную префектурой Ибараки. Согласно карте, в зоне АЭС высота волн цунами могла составить 5,72 метра, при высоте защитных сооружений АЭС 4,91 метра. Руководство JAPC не стало ставить под сомнение данные предоставленные префектурой, вместо этого перед станцией была возведена новая защитная дамба высотой 6,11 метров. Во время землетрясения 2011 года фактическая высота волн составила 5,4 метра.

 

Готовность АЭС к обесточиванию

Вероятность потери внешнего электроснабжения была учтена в проекте станции, которая на этот случай имела 13 дизельных электрогенераторов с запасом топлива на двое суток работы и комплекты батарей постоянного тока. Данные системы были успешно включены в работу после прохождения землетрясения, которое по-видимому не оказало значительного влияния на их функции. Однако расположение большей части оборудования в подвальных помещениях привело к тому, что после затопления площадки волной цунами резервное электроснабжение станции было практически полностью потеряно. Только энергоблок 6 сохранил источники переменного и постоянного тока, а на энергоблоках 3 и 5 было доступно лишь питание от батарей. Из-за разрушений от землетрясения и цунами внешнее электроснабжение было восстановлено лишь через 9 суток после начала аварии.

Законодательство в области ядерной безопасности Японии в принципе не требовало от эксплуатирующей организации рассматривать случаи длительного, многочасового обесточивания станции. В 1991-1993 годах, вслед за выходом в США «Отчета по оценке аварий с потерей электроснабжения на атомных станциях», Комиссия по ядерной безопасности Японии инициировала рассмотрение аналогичного вопроса в отношении подведомственных АЭС. Обсуждение проводилось в закрытом режиме и с привлечением операторов АЭС в качестве консультантов. В результате был сделан вывод о том, что несмотря на весьма серьезные последствия многочасового обесточивания, сама вероятность такого обесточивания, длящегося дольше 30 минут, чрезвычайно низка благодаря высокой надежности электрических сетей Японии и резервного оборудования АЭС. Никаких изменений в руководящие документы внесено не было. Впоследствии глава Комиссии по ядерной безопасности Харуки Мадараме на заседании Парламентской комиссии по расследованию аварии принес свои извинения по поводу подобной организации работы ядерного регулятора.

В самой TEPCO осознавали уязвимость системы внешнего электроснабжения от воздействия землетрясений, но не спешили с принятием соответствующих мер. К 2020 году в компании планировали модернизировать подстанцию Син-Фукусима и линии электропередач от нее к АЭС Фукусима-1 в соответствии с требованиями сейсмостойкости, а также увеличить запас топлива дизель-генераторов для обеспечения их автономной работы в течение более чем семи дней. К моменту аварии эти мероприятия реализованы не были.

Таким образом полное обесточивание станции (включая отказ резервных источников), существенно повлиявшее на развитие событий при аварии, никак не было учтено при оценке безопасности станции, что однако, по заявлению МАГАТЭ, характерно для большинства эксплуатируемых в настоящее время АЭС.

 

Восстановление загрязненных территорий

Следствием мероприятий по защите населения от последствий радиационной аварии стало установление в 2011 году зоны эвакуации вокруг АЭС Фукусима-дайити, где прогнозируемое облучение населения могло превысить 20 мЗв за год. Эта зона включала в себя территории в радиусе 20 километров от станции, а также земли, попавшие в область «северо-западного» следа выброса. Общая площадь зоны эвакуации, затронувшей одиннадцать муниципалитетов, составила около 1150 квадратных километров. В дальнейшем, в зависимости от уровня загрязнения, эти территории были разделены на три зоны. Первые – это так называемые «области возвращение в которые будет затруднено», в них прогнозируемая доза облучения не снизится за пять лет ниже 20 мЗв/год или уже превышает 50 мЗв/год. Вторые – области с запретом на проживание, в которых прогнозируемая доза выше 20 мЗв за год, но в которых будут систематически проводиться восстановительные работы. И наконец, области в которых будет вестись подготовка к возвращению жителей, в них, по состоянию на декабрь 2011 года, прогнозируемая доза облучения находится ниже границы в 20 мЗв/год. Согласно принятым решениям правительства Японии, отмена приказов об эвакуации возможна при выполнении ряда условий. Во-первых, получаемая населением годовая эффективная доза облучения должна быть снижена ниже 20 мЗв. Во-вторых, должна быть восстановлена инфраструктура, необходимая для постоянного проживания. И в-третьих, администрация префектуры, муниципалитетов и жители должны быть соответствующим образом проконсультированы.

Старт началам работ по дезактивации был положен в декабре 2011 года усилиями Сил самообороны и Министерства окружающей среды Японии. Основной задачей на первом этапе являлась дезактивация офисов администраций муниципалитетов и общественных центров, которые должны были стать базами для дальнейшего развертывания работ. Затем, уже с середины 2012 года, в затронутых муниципалитетах начались работы по широкомасштабной дезактивации территорий. Поверхности зданий и дорог очищались от загрязнений традиционными методами: водой под давлением и чисткой. Дезактивация почвы заключалась в удалении ее верхнего слоя и последующей засыпки «чистой» землей. При этом накапливались значительные объемы радиоактивной почвы. Для ее складирования в каждом муниципалитете было создано множество временных площадок хранения. По завершении работ на каком-либо участке, накопленные на временной площадке отходы перевозились в промежуточное хранилище, для которого была выделена территория в 1600 га вокруг площадки АЭС Фукусима-дайити. Окончательно захоронение накопленных отходов запланировано за пределами территории префектуры Фукусима через 30 лет после создания временного хранилища.

Первым муниципалитетом, в котором завершилась дезактивация территории, стал город Тамура 29 июня 2013 года, а к марту 2017 года работы были завершены во всех 11 муниципалитетах. В результате мощность дозы снизилась по сравнению с 2011 годом в среднем на 65 %, то есть оказалась меньше, чем если бы она снижалась только за счет естественного распада. После завершения работ и оценки их результатов в соответствующих муниципалитетах были отменены приказы об эвакуации. К марту 2020 года территория закрытой «области возвращение в которую будет затруднено» составляла 337 квадратных километров. В 2017 году был принят пятилетний план по созданию специальных зон реконструкции и возрождения площадью 28 км2 в оставшихся закрытыми областях с целью создания условий для отмены эвакуации и возвращения жителей. В 2020 году всего лишь 0,54 квадратных километра таких территорий были освобождены от ограничений.

Радиоактивному загрязнению, хоть и значительно меньшему, подверглись и области далеко за пределами зоны эвакуации. Так или иначе затронутыми оказались территории восьми префектур площадью 24 тысячи квадратных километров. Дезактивация этих территорий завершилась в марте 2018 года.

 

Ликвидация АЭС

Прежде чем приступить к демонтажу аварийной АЭС необходимо определить состояние ее конструкций, удалить из энергоблоков ТВС и расплавившееся топливо, провести дезактивацию и переработку радиоактивных отходов. 21 декабря 2011 года TEPCO совместно с министерством природных ресурсов и надзорными органами Японии выпустила «дорожную карту» мероприятий на среднюю и долгосрочную перспективу по окончательной ликвидации АЭС. Срок выполнения этих мероприятий оценивается в 30-40 лет.

 

Источник: журнал «Гражданская оборона и защита от чрезвычайных ситуаций в учреждениях, организациях и на предприятиях» N 3/2021.

 

 

[1] В 2011 году TEPCO являлась одной из крупнейших компаний в своём секторе и производила одну треть от всей электроэнергии в Японии.

[2] Имеется в виду землетрясение в Кобе (великое землетрясение Хансин-Авадзи) – одно из крупнейших землетрясений в истории Японии. Землетрясение произошло утром во вторник 17 января 1995 года в 05:46 местного времени. Его моментная магнитуда составила 6,9 (землетрясение силой 7,3 по шкале Рихтера). По подсчётам, во время землетрясения погибло 6434 человека. Последствия стихии: разрушение 200 тыс. зданий, 1 км скоростного шоссе Хансин, уничтожение 120 из 150 причалов в порту Кобе, нарушения электроснабжения города. Ущерб составил примерно 10 трлн. иен или 102,5 млрд долларов США, или 2,5 % от ВВП Японии в то время. Было обнаружено множество конструктивных недостатков в строительстве и организации спасательных работ.

 

Другие статьи по теме
Категория: Защита от ЧС (РСЧС) | Добавил: ЦИПЗО (21.07.2022)
Просмотров: 212