Причины аварии на АЭС «Фукусима-1» будут разбираться еще долгое время. Однако, уже сейчас ясно, что землетрясение стало лишь поводом к аварии – здание и другие элементы конструкции выдержали подземные толчки без ущерба.

Чтобы понять причины аварии на «Фукусима-1», нужно представить себе устройство реактора. Атомный реактор, в упрощенном виде, состоит из следующих основных элементов. Это активная зона, в которой находятся состоящие из урана или плутония тепловыделяющие элементы, здесь происходит собственно атомная реакция - деление тяжелых ядер, сопровождающееся выделением тепла. Следующим важным элементом являются замедлители, уменьшающие энергию свободных нейтронов и позволяющие управлять скоростью атомной реакции. В АЭС разной конструкции для этого могут использоваться вода, тяжелая вода, графит и бериллий. Активную зону окружает отражатель, предотвращающий утечку нейтронов за пределы зоны. Другими элементами является система охлаждения реактора, системы управления и силовая установка, преобразующая тепловую энергию реактора в электричество.

Основной опасностью при эксплуатации реактора является его перегрев, который может привести к плавлению ядерного топлива и тепловому взрыву, или физическое разрушение теплообменных контуров, в которых содержится огромное количество радиоактивной воды. В обоих случаях реактор срабатывает как «грязная бомба» - основной ущерб происходит не из-за взрыва, а вследствие выброса радиоактивного материала. Это – самые неблагоприятные сценарии развития аварийной ситуации в реакторных зонах современных АЭС.

По текущей версии именно неполадки в системе охлаждения стали причиной аварийной ситуации на «Фукусима-1».

Относительно достоверно известно следующее. В момент землетрясения все три действующих реактора на «Фукусима-1» были одновременно заглушены. Примерно через час после первых подземных толчков аварийные дизельные генераторы, питающие систему охлаждения реактора, по неустановленной пока причине вышли из строя, и система перешла на питание от аварийных аккумуляторов, емкости которых было достаточно на 8 часов работы. Из-за сложной физики процессов, происходящих в активной зоне, реактор продолжает производить тепло продолжительное время после «заглушки» и нуждается в активном охлаждении. Из-за выхода из строя генераторов и ограниченной емкости аварийных аккумуляторов в какой-то момент (в какой – еще предстоит установить точно) охлаждение оказалось недостаточным, реактор стал перегреваться, что привело к повреждению тепловыделяющих элементов (твэлов) и частичному расплавлению уранового топлива. Российские эксперты также подтверждают, что твэлы в японском реакторе были, по всей видимости, повреждены. «Однако сам факт повреждения твэлов еще не означает, что японцам приходиться иметь дело с катастрофой масштаба Чернобыля», - считает доктор физико-математических наук Аркадий Киселев, заведующий Отделом радиационных аварий Института проблем безопасного развития атомной энергетики (ИБРАЭ).

«Реактор не разрушен, и массового выброса топлива и продуктов распада во внешнюю среду не произошло».

После этого произошел взрыв. По последним данным состояние аварийного реактора на АЭС «Фукусима-1» остается стабильным: взрыв на АЭС не привел к разрушению активной зоны реактора и его защитных оболочек, что могло привести к выбросу ядерного топлива и продуктов его распада из активной зоны.

Чем, в таком случае, объясняется взрыв на «Фукусима-1»?

Возможно, что при стравливании лишнего давления (уровень которого превысил коэффициент запаса прочности корпуса в 2,1 раза) из реактора вырвался водород, образовавшийся при контакте перегретого пара с металлическими частями конструкции реактора. Но это только предположение. В любом случае, взрыв произошел не внутри самого реактора, что привело бы к его разрушению, а снаружи.

В настоящий момент сотрудники АЭС охлаждают активную зону, закачивая в реактор морскую воду. «Сейчас это главная задача – охладить реактор, и японцы, похоже, решают ее успешно», - считает Киселев.

«Активная зона реактора, скорей всего, сильно повреждена. Заливать морской водой его придется еще дней десять». В реакторах такой конфигурации плавление топлива может привести к тяжелому повреждению активной зоны, и дальнейшая его эксплуатация практически невозможна. То есть реактор попросту выбрасывают»,- оценивает дальнейшую судьбу японского реактора заведующий Лабораторией моделирования аварийных процессов при тяжелых авариях ИБРЭА Валерий Стрижов.

Авария на атомной электростанции Фукусима стала первой катастрофой на атомном объекте, обусловленной воздействием, хотя и косвенным, природной стихии. До сих пор крупнейшие аварии имели «внутренний» характер – их причиной являлось сочетание неудачных элементов конструкции и человеческого фактора.

Такими причинами был вызван взрыв на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. 25 апреля 4-й энергоблок был остановлен для планового ремонта, на время которого было запланировано несколько испытаний оборудования. В соответствии с программой мощность реактора была понижена, и тут начались проблемы, связанные с явлением «ксенонового отравления» (накоплением изотопа ксенона в реакторе, работающем на пониженной мощности, еще больше тормозящем работу реактора). Для компенсации отравления были подняты поглощающие стержни, начался рост мощности. Что произошло дальше, в точности не ясно. В докладе Международной консультативной группы по ядерной безопасности отмечено «Достоверно неизвестно, с чего начался скачок мощности, приведший к разрушению реактора Чернобыльской АЭС». Этот внезапный скачок попытались заглушить, опустив поглощающие стержни, однако из-за их неудачной конструкции замедлить реакцию не удалось, и произошел взрыв.

Авария на станции Три Майл Айленд в США 28 марта 1979 года произошла по еще более прозаическим причинам. Отказ насосов системы охлаждения реактора включил аварийную систему подачи воды, однако та не сработала, поскольку задвижки на ее насосах оказались закрыты – их позабыли открыть после планового ремонта, проводившегося несколькими днями ранее. Сама по себе эта проблема не могла стать фатальной, но наложилась неисправность одного из предохранительных клапанов и ошибки персонала, неправильно интерпретировавшего получаемые данные. В результате, реактор частично расплавился, было выброшено некоторое количество радиоактивной воды. Загрязнение оказалось несущественным, эвакуацию населения решили не проводить, хотя губернатор Пенсильвании посоветовал покинуть зону в пять миль от станции беременным женщинам и детям дошкольного возраста. Полностью причины аварии станции Три Майл Айленд также не объяснены, но некоторое сходство с событиями на «Фукусима-1» наблюдается: и там, и здесь причиной перегрева реактора стали неполадки в системе охлаждения. Только если у американцев эти неполадки были следствием халатности и конструктивных недоработок, у японцев они были спровоцированы форс-мажором.

Однако вопрос, почему так быстро были выведены из строя все аварийные генераторы энергии на «Фукусиме-1», остается в силе. Японцев, похоже, больше подвели именно эти дизели, а не старенький и все-таки, как показали события, надежный реактор.

В самой Японии это также не первый случай аварии на АЭС. В 1981 году 300 работников станции Цуруга получили серьезную дозу радиации в результате неисправности системы. В 1997 году произошел взрыв на станции в Токай, в 2004 на станции Михама-3 в результате взрывного выброса пара погибли 5 сотрудников. Учитывая, что в настоящее время в Японии действуют 54 атомных реактора на 19 АЭС, авария на Фукусиме-1, очевидно, станет поводом для обсуждения системных проблем безопасности этого вида энергетики в стране.

Инциденты различной степени опасности на АЭС не редкость – Международное агентство по ядерной энергетике насчитывает их 29 – от небольших аномалий до катастроф уровня Чернобыля. С другой стороны, до сих пор лишь Чернобыль, Три Майл Айленд, а теперь Фукусима остаются самыми известными – за пятьдесят лет эксплуатации ядерной энергии в 32 странах. Вне поля зрения общественности остались серьезная авария в Челябинской области на ядерном комбинате «Маяк» 29 сентября 1957 года, случившаяся в том же году авария на реакторе в британском городе Виндскейл и многие другие. Вопрос о безопасности ядерной энергии остается одним из самых острых вопросов современности (особенно, с учетом возможности энергетического кризиса) и предельно политизирован. Например, до сих пор не существует единого мнения о количестве жертв Чернбыльской аварии с учетом не только пострадавших сотрудников станции, местных жителей и ликвидаторов, но и долговременных последствий радиации и наследственных заболеваний – разброс в оценках ущерба колеблется от десятков человек до десятков тысяч.

Сейчас в Японии более 300 тысяч человек эвакуированы из районов, прилегающих к АЭС «Фукусима-1», после произошедшего там взрыва, сообщает Guardian со ссылкой на японское агентство «Киодо». Эвакуация жителей еще продолжается. Ее зона дважды за сутки увеличивалась: сначала с трех до десяти километров, а после до 20 км. По меньшей мере три человека были эвакуированы из района АЭС в Фукусиме с признаками воздействия радиации. Всего сообщается о 9 облученных. В субботу на АЭС в Фукусиме произошла утечка радиации. В воздухе в районе АЭС выявлен радиоактивный цезий, который образуется при реакции ядерного деления. По предварительным данным, цезий мог распространиться в воздухе из-за сплава топлива в одном из реакторов.

13 марта генеральный секретарь правительства Японии Юкио Эдано заявил, что накануне во второй половине дня уровень радиации в воздухе после взрыва атомной электростанции снизился. Японские власти также официально заявили, что взрыв на АЭС в Фукусиме произошел из-за повреждения насосной системы при попытке охлаждения реактора.

По информации Газета.Ру

Комментирует директор Дальневосточного фонда экологического здоровья, к. б. н. Петр Шаров: "По странному совпадению крупные аварии на атомных станциях происходят весной: 28 марта 1979 г. расплавился реактор Три Майл Айленд в США, 26 апреля 1986 г. взрыв в Чернобыле и теперь 12 марта 2011 г. выброс радиации на Фукусиме. Уже очевидны сходства инцидента в Японии и аварии Три Майл Айленд - произошел сбой системы охлаждения и выброс радиации. Будем надеяться, что в Японии как и тогда в США дело ограничится эвакуацией жителей и минимальным числом облученных. Думаю, японцы не менее квалифицированы, чем американцы и с последствиями справятся.

На самом деле для нас, россиян, сейчас важнее какой урок из этой аварии извлечет или не извлечет российское правительство, упорно вынашивающее планы строительства множества АЭС по всей стране. В свое время советское руководство фактически проигнорировало урок американской аварии Три Майл Айленд и никаких дополнительных мер безопасности предпринято не было. В результате через семь лет после американской аварии произошел взрыв в Чернобыле с катастрофическими последствиями. И никто не может дать гарантии, что этого не повторится. Если уж японская техника отказала во внештатной ситуации, то что уж говорить о нашей? Тем более что у нас продолжают использовать реакторы чернобыльского типа (Ленинградская, Курская и Смоленская АЭС) и продлевают эксплуатацию устаревшего оборудования. Меры, которые должно реализовать сейчас наше правительство очевидны: 1. Провести ревизию мер безопасности действующих АЭС. 2. Начать вывод из эксплуатации устаревших АЭС и замещение их мощностей. 3. Отказаться от строительства новых АЭС и перенаправить ресурсы на возобновимые источники энергии."

В Приморье усилен надзор за радиационной безопасностью

В связи с аварийной остановкой многих японских атомных электростанций после мощного землетрясения Роспотребнадзор дал территориальным управлениям службы и центрам гигиены и эпидемиологии Дальневосточного региона указание усилить надзор за радиационной безопасностью.

Об этом сообщил вечером в пятницу журналистам главный государственный санитарный врач России Геннадий Онищенко. «Указание дано приморскому, камчатскому, сахалинскому, хабаровскому и магаданскому территориальному управлениям Роспотребнадзора. При этом дано указание, что необходимо прежде всего задействовать все спектрометрические комплексы, а также радиомеры, дозиметры и поисковые приборы», - уточнил он.

Сразу после разрушительного землетрясения, произошедшего в Японии 11 марта, стала поступать информация об аварийных остановках АЭС. Местные СМИ сообщили о повышении уровня радиации внутри здания АЭС в Фукусиме.

Ранее генеральный секретарь правительства Японии Юкио Эдано заявил, что утечки радиации нет, однако «нужно быть готовым к самому плохому развитию ситуации». Местные власти объявили об эвакуации населения, проживающего в радиусе от 3 до 10 километров от АЭС.

ВостокМедиа

Возможные последствия аварии в Фукусиме по информации Гринпис:

Сейчас несколько реакторов в Японии продолжают испытывать проблемы с охлаждением, что может привести к выбросу радиоактивных веществ в атмосферу. Наибольшую опасность представляет ситуация на первом и втором реакторах атомной станции Фукусима — Дайичи (Fukushima-Daiichi). Эти реакторы, по данным компании Сименс не обладают достаточной мощностью для охлаждения. Крыша здания первого блока разрушена. Власти эвакуируют население в 20 километровой зоне вокруг реактора. При этом информация, поступающая от властей и от энергетической компании ТЕПКо (Tokyo Electric Power Company), оперирующей реактором, недостаточна ни для профессиональной оценки опасности, ни для «бытовой» оценки. Так, в последних пресс-релизах компании сообщается только то, что концентрации радиоактивных веществ, измеренные с машины (передвижной станцией) и одной стационарной станцией, возрастают. Кроме того, они сообщают, что сегодня измерение на границе станции показало превышение норм. При этом в пресс-релизах не приводится никакой количественной информации. ТЕПКо утверждает, что эвакуация проводится в рамках 10-км. зоны. Следует также отметить отсутствие оперативной информации на сайте международного агентства по атомной энергии.

В то же время, зона эвакуации расширена до 40 км, а по сообщениям СМИ с места событий, 12-05 мск) в 15:29 по японскому времени уровень радиации превысил фоновый примерно в 8 тысяч раз («Власти измерили уровень радиации на входе на АЭС. в 15:29 по японскому времени. Если человек будет облучаться этим уровнем радиации в течении одного часа, он получит такую же дозу, которую в обычных обстоятельствах получил бы в течении года»). Власти готовятся к тому, чтобы выдавать йод людям, живущим на близлежащих территориях (16:05 мск).

В настоящее время не исключена возможность массивного радиоактивного выброса. В самом худшем варианте корпус реактора может быть разрушен. Моделирование катастрофы с разрушением корпуса реактора было проведено для аналогичного реактора в Германии (Biblis, PWR — pressurized water reactor). Это моделирование показало, что выброс радиоактивных веществ возможен (в зависимости от атмосферных условий) на высоту до 100 метров и останется в атмосфере значительно ниже, чем во время Чернобыльской катастрофы. Выброс будет значительно короче по времени, чем Чернобыльский, а распространение радиоактивных веществ — ограничено. Однако, уровни загрязнения вокруг станции будут значительно выше. Наибольшую опасность представляют йод (I131) и цезий (Cs137). Моделирование показало, что в течении первых 5 часов люди, живущие в 5-километровой зоне, могут получить смертельную дозу. Даже находясь внутри зданий, полученная доза может достичь 6 Зиверт (6000 миллизиверт). Ежегодная максимальная доза составляет 1 милизиверт. Около 70 % населения, получившего такую дозу, погибнет в ближайшие дни или недели. Можно предварительно предположить, что люди за пределами 25- километровой зоны также получат серьезные дозы.

Если ветер будет дуть в сторону населенных территорий, последствия такой катастрофы могут быть значительно более серьезными, чем чернобыльской. На сайте журнала Шпигель можно увидеть карту, на которой показано возможное распространение радиоактивного загрязнения, если произойдет авария с разрушением корпуса реактора. На данной карте учитывается текущая метеорологическая ситуация. При этом, согласно ряду прогнозов (Gismeteo, RP-5) во вторник, в районе станции, можно ожидать ветер восточного и северного направлений, т.е. в направлении Приморского края, Сахалина и Курильских островов.

Из истории атомной станции Фукусима

Первый реактор был запущен 26 марта 1971 года. С тех пор на нем происходили многочисленные инциденты. По данным гражданского ядерного информационного центра Японии (Citizens' Nuclear Information Center) доступная информация о проблемах блоков станции Фукусима — Дайичи в течении длительного периода была или неполна или не соответствовала действительности. Так, в 1994 году были обнаружены трещины в блоках 1,2,3 и 5. При этом ТЕПКо представила фальсифицированные данные об отсутствии трещин на 3-х блоках, а также о протечках на первом блоке. В период с 1988 по 2002 год только на первом блоке было идентифицировано 12 инцидентов, нарушений и проблем, далеко не обо всех из которых было проинформировано население. Далее неисправности и проблемы возникали практически ежегодно. Так, в 2010 году проблемы возникали на 3-х блоках станции. Гринпис России 16 марта 2011 г. Дальневосточный фонд экологического здоровья направил открытое обращение общественных организаций к Президенту России Дмитрию Медведеву по поводу аварий на атомных станциях в Японии. Общественники просят президента о проведении проверки безопасности российских АЭС, рекомендуют демонтировать старые атомные станции и не строить новых. Обращение поддержали более 60 организаций из 24 регионов страны.

Исходный текст: До и после Фукусимы

Автор: Дальневосточный фонд экологического здоровья