Patnáct let Fukušimy

Nejsilnější zemětřesení v dějinách přístrojového měření lokalizovaly seismografy v pátek 11. března 2011 pod mořským dnem nedaleko Japonska. Následné vlny tsunami, které místy dosahovaly výšky až 40,5 metru a zabily přes 16 000 lidí, spustily kaskádu událostí, v jejichž důsledku havarovala jaderná elektrárna Fukušima I – po Čornobylu druhá největší havárie svého druhu.

Vlny tsunami dorazily k elektrárně Fukušima I asi tři čtvrtě hodiny po zemětřesení. Voda hladce překonala sedm a půl metru vysoký ochranný val a zaplavila suterény budov s dieselagregáty. Elektrárna přišla okamžitě o většinu zdrojů elektřiny.¹⁾ Přestalo fungovat osvětlení, měřicí a informační zařízení, ale hlavně čerpadla chlazení aktivních reaktorů i bazénů s vyhořelým palivem. S rostoucí teplotou se voda v prvních třech reaktorech vyvařila a obnažené palivové soubory aktivní zóny se roztavily. Tento problém se tak vyhnul jen čtvrtému reaktoru, v době zemětřesení prázdnému, stejně jako v té době odstaveným blokům pět a šest. Navíc u nich zůstal jeden nepoškozený dieselagregát, jímž se podařilo část zařízení napájet.

1. Situace v Čornobylu a Fukušimě odlišují dva zásadní rozdíly: konstrukce ochranné obálky aktivního jádra reaktorů (kontejnmentů) a rozdíly v charakteru havárií. Na rozdíl od Sovětského svazu měli Japonci v březnu 2011 možnost se na náročné radiační podmínky připravit. Disponovali relativním dostatkem dozimetrických pomůcek a mohli pracovat tak, aby zásadně omezili efektivní dávky, působící na jednotlivce. I v Japonsku několik nehod vedlo k vyšší dávce záření pro postiženého člověka, žádná však nepřekročila hodnoty zdravotního rizika nebo efektivní dávky spojené s některými profesemi. Pouze šest pracovníků dostalo dávku vyšší než 250 mSv, když jejich osobní dozimetry naměřily expozici mezi 309 až 687 mSv, a pouhých 167 pracovníků mělo dávku vyšší než 100 mSv. Šlo o dávky, které lidé obdrželi převážně v prvních týdnech po havárii. Připomeňme, že během prvního roku od události (do konce března 2012) pracovalo na likvidaci fukušimské havárie postupně 21 022 pracovníků.

Snímek z 26. dubna 1986 (vlevo) zachycuje rozstřikování dekontaminačního roztoku v Čornobylské jaderné elektrárně. Na snímku z 24. března 2011 (vpravo) podstupuje evakuovaná osoba měření hladiny radiace na povrchu oblečení. Lidé s vysokou úrovní radiace byli odváděni k dalšímu testování (o obou událostech podrobněji v rámečku na s. 211).

Snímky Vitaliy Ankov, Sputnik, Profimedia (vlevo), ČTK, AP, Wally Santana (vpravo)

Vypařující se voda v reaktorech bez chlazení zvyšovala tlak v ochranné obálce jaderného reaktoru (kontejnmentu). Hrozil výbuch a nekontrolovaný únik radioaktivních materiálů do širokého okolí. V kritické situaci vyhlásil japonský premiér Naoto Kan stav jaderného nebezpečí. Záchranáři nejprve evakuovali okruh tří kilometrů od elektrárny a den po havárii ho rozšířili až na vzdálenost 20 km.

Hasičské jednotky začaly havarijní ventilací snižovat tlak v reaktorové ochranné obálce, aby mohly do jejího nitra hadicemi vstřikovat chladicí vodu. Uvnitř hermetické zóny se ale do té doby nashromáždilo velké množství vodíku, vzniklého tepelným rozkladem páry a její reakcí se zirkoniovým povrchem palivových proutků. Vodík následně při odvětrání aktivní zóny reaktoru vnikl do horních částí budov prvního a třetího bloku, smísil se s kyslíkem a způsobil několik explozí, což obě budovy zcela zdevastovalo. Stejný výbuch zlikvidoval také horní část budovy čtvrtého bloku, kam vodík pronikl společným ventilačním potrubím ze třetího bloku. Ničivým explozím se podařilo zabránit jen ve druhém bloku, kde zasahující záchranáři včas otevřeli otvory, jimiž nebezpečný plyn unikal a v budově se nehromadil.

2. Masy vody ničící 11. března 2011 ve formě tsunami severovýchodní pobřežní oblasti Japonska zabily tisíce lidí a způsobily druhou největší havárii jaderné elektrárny na světě. S následky událostí se oblast a její obyvatelé potýkají i po patnácti letech.

Snímek ČTK, AP, Uncredited

Týden po havárii, 18. března 2011, hasiči přivezli techniku umožňující postupné doplňování vody do bazénů s vyhořelým palivem. Mezi 20. až 22. březnem se podařilo všechny reaktory připojit k vnější elektrické síti. Do fáze cirkulovaného chlazení bazénů se první až čtvrtý blok dostaly postupně mezi květnem a srpnem. Koncem září teplota všech bloků klesla pod 100 °C. Konečnou fázi studeného odstavení zničených bloků mohly záchranné týmy vyhlásit až po tři čtvrtě roce vysilující dřiny, 16. prosince 2011.

Problém radioaktivní vody

V areálu elektrárny zůstalo po události ohromné množství radioaktivitou kontaminované vody. Primárně jde o mořskou vodu, pocházející z vln tsunami, které katastrofu odstartovaly. Záchranné týmy ji odčerpaly, zbavily soli, dekontaminovaly a dále používaly k chlazení zničených aktivních zón reaktorů.

Zařízení ALPS (Advanced Liquid Processing System) odstranilo z vody téměř všechnu radioaktivitu, s výjimkou tritia. Tento těžký izotop vodíku se nedá chemicky odlišit od lehkého vodíku, a proto i po dekontaminaci ve vodě zůstává. Zatímco Japonci řešili, co dělat s touto tritiovou vodou, té v elektrárně neustále přibývalo. Z hor se do okolí zničených reaktorů hrnulo denně přes 500 tun spodní vody.

3. Druhá exploze vodíku v jaderné elektrárně Fukušima I si 13. března 2011 vyžádala nejméně tři zraněné. Plyn, který vznikl v důsledku přerušení dodávek elektřiny a chlazení reaktorů, svými opakovanými výbuchy vážně poškodil tři ze čtyř prvních bloků elektrárny. Ochránit se před ním podařilo pouze druhý blok.

Snímek Kim Jae-Hwan, AFP, Profimedia

Aby tento masivní přítok zmírnili, záchranáři nad areálem vyhloubili studny, ze kterých vodu odčerpávají ještě před vniknutím do areálu. Vodě, která se i přesto prodere dál, brání v postupu soustava 1500 trubek, zapuštěných do hloubky 30 metrů, kterými protéká kapalina o teplotě –30 °C. Společně vytvářejí ledovou stěnu dlouhou 1,5 km, která účinně omezuje přítok spodní vody do silně kontaminovaných oblastí a současně brání vytékání kontaminované vody z oblasti. Namísto 500 tun tak nyní záchranáři musejí odčerpávat jen 70 tun kontaminované spodní vody denně. Přesto se v elektrárně ve zhruba tisícovce nádrží nahromadilo až 1,34 milionu tun radioaktivitou znečištěné vody.

Vzájemné oddělení těžkého a lehkého vodíku lze provést pomocí fyzikálních metod, které jsou ale technologicky i finančně nesmírně náročné. Vzhledem k faktu, že tritium je běžnou součástí přírodního pozadí, neboť vzniká interakcí kosmického záření s atmosférou, je velmi racionálním řešením situace vypouštění dostatečně zředěné tritiové vody do oceánu. Tady však japonská vláda narazila na silný odpor rybářských svazů, obávajících se dopadů této aktivity na důvěru jejich zákazníků ve zdravotní nezávadnost ryb žijících v oblastech, kam tritiový odpad proudí (obr. 7).