Авария на АЭС Фукусима-1 в Японии

1. АВАРИЯ НА АЭС ФУКУШИМА-1 (ФУКУШИМА-ДАИИЧИ) (ТЕПКО, Япония) 11 марта 2011

Владимир Кутьков
НИЦ «Курчатовский институт»

2. АЭС Фукушима-1 и Фукушима-2

Фукшима-1
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
1
430 МВт(е)
1971
2
760 МВт(е)
1974
3
760 МВт(е)
1976
4
760 МВт(е)
1978
Ф-2
Реакторы с кипящим легководным теплоносителем
(BWR):
BWR3 и
BWR4
5
760 МВт(е)
1978
6
1067 МВт(е)
1979
2

3. Схема блоков BWR 3 и BWR 4

Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
3

4. Схема реактора MARK I

Корпус
реактора
Первичная
защитная
оболочка
ГЦН
Система
водоочистки
СУЗ
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
Бассейн —
барботер
4

5. Блок 1 АЭС Фукушима-1

Здание
реактора
Стальной
колпак
защитной
оболочки
Бассейн
выдержки
Корпус
реактора
Защитная
оболочка
Бассейн —
барботер
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
5

6. Землетрясение 11 марта 2011

• 05:46 UTC (9:46 по
Москве)
Землетрясение
магнитудой 8,9
около Восточного
побережья о-ва
Хонсю, Япония.
Оно было в 7 раз
мощнее
проектного
магнитудой 8,2
балла.
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
6

7. Начальное реагирование на площадке

• Операторы следовали аварийным инструкциям
• Ядерные реакторы были автоматически заглушены.
Через несколько секунд управляющие стержни были
введены в активную зону и ядерная цепная реакция
остановилась.
• Системы охлаждения были включены для отвода
остаточного тепла, составлявшего около 3% от
номинального.
• Землетрясение привело к потере питания АЭС от
6 внешних источников.
• Аварийные дизель-генераторы начали питание
системы аварийного охлаждения.
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
7

8. Цунами 11 марта 2011

• 06:41 UTC
(10:41 по Москве)
Волна цунами
достигла
побережья
префектуры
Фукушима и
поразила АЭС
Фукушима-1,
Фукушима-2 и
Онагава
Фукушима-2
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
8

9. Цунами 11 марта 2011 (2)

Фукушима-1
Высота волны цунами
достигала 13-15 м.
Промплощадка станции находилась на
высоте 10 м над уровнем моря и была
полностью затоплена. Инфраструктура
сильно разрушена.
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
9

10. Цунами 11 марта 2011 (3)

Проектное цунами – 3,2 м.
По оценке 2002 - 5,7 м, что было учтено
при реконструкции блока No 6.
Дизель-генераторы повреждены.
Насосы для подачи морской воды в
систему охлаждения повреждены.
1. Потеря
внешнего
питания
Реактор
Машзал
Насосы
ДГ
10 м
Уровень
моря
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
2. Потеря дизель-генератора
1.+2. = Полное обесточивание станции
10

11. Борьба за охлаждение реакторов

12 марта 2011
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
11

12. Аварийное охлаждение реакторов

Блок 1: Isolation Condenser – пассивная система
конденсации паро-водяной смеси в корпусе реактора за счет
естественной циркуляции
Блок 2: Reactor Core Isolation Cooling System (RCIC) –
активная система, охлаждающая активную зону при отключении
циркуляции теплоносителя и системы конденсирования пароводяной смеси и работающая за счет паро-водяной смеси,
вращающей турбину.
Блок 3: RCIC и High Pressure Injection System (HPCI) –
активная система, инжектирующая теплоноситель в реактор с
помощью насоса, работающего за счет паро-водяной смеси,
вращающей турбину.
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
12

13. Повреждение активной зоны

1. Осушение
топлива
2. Расплавление
топлива
3. Образование
водорода
и его утечка из
первичной
защитной
оболочки
Zr + 2H2O = ZrO2 + 2H2 (при t> 700 oC)
Останов
охлаждения
Расплавление
топлива
Первый сброс
давления
Первый взрыв
водорода
Блок 1
11.03 06:37 UTC
11.03 08:00 UTC
12.03 05:30 UTC
12.03 06:36 UTC
Блок 2
14.03 04:25 UTC
14.03 09:00 UTC
13.03 02:00 UTC
14.03 21:00 UTC
Блок 3
12.03 17:42 UTC
12.03 23:00 UTC
13.03 20:20 UTC
14.03 02:01 UTC
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
13

14. Станция по состоянию на 12 марта

06:30 UTC
06:45 UTC
• 05:30 UTC
Стравливание
давления в
блоке 1
• 06:36 UTC
Взрыв водорода
на блоке 1
Бассейн
выдержки
Вторичная защитная оболочка Блока 1
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
14

15. Станция по состоянию на 14 марта

Блок 4
Блок 3
Блок 2
Блок 1
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
15

16. Основные события на площадке

11
11 марта
марта
12
марта
11 марта
13 марта
14 марта
15 марта
Блок
Блок 1
1
Блок
Блок 2
2
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
Блок
Блок 3
3
Блок
Блок 4
4
16

17. Станция по состоянию на 16 марта

Блок 3
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
Блок 4
17

18. Станция по состоянию на 30 марта

Блок 4
Блок 3
Блок 2
Блок 1
Водозабор
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
18

19. Предотвращение развития катастрофы

• Охлаждение защитных оболочек
• Подача воды в бассейны
выдержки
• Тушение пожаров
• Разбор завалов
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
19

20. Предотвращение развития катастрофы (2)

РУ Блока 3
Блок 1
• К 19-21 марта внешнее
электроснабжение АС
• восстановлено
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
БЩУ Блока 3
20

21. Контроль облучения работников

Допустимый уровень эффективной дозы:
• 100 мЗв (с 11 марта)
• 250 мЗв (с 14 марта).
Индивидуальный дозконтроль:
• 11 марта в результате затопления хранилищ пришел в
негодность значительный запас индивидуальных дозиметров
(ТЛД и электронных),
• контроль облучения по «коллективным» дозиметрам,
• 1 апреля ИДК внешнего облучения восстановлен,
• контроль внутреннего облучения отложен (по состоянию на 23
мая), но к сентябрю (?) был налажен оперативный ИДК
внутреннего облучения.
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
21

22. Облучение аварийных работников

По состоянию на 23 мая:
• 7800 -общее число аварийных работников,
зарегистрированных в зоне аварии,
• 7,7 мЗв - средняя доза облучения,
• 30 чел. получили дозы более 100 мЗв,
• 2…3 Зв – локальное облучение (эквивалентная доза
облучения кожи ног ?) двух работников, которые 24
марта пересекали разлив загрязненной воды на полу
машзала блока 3 (0,4 Зв/ч, 4Е6 Бк/г)
• контроль внутреннего облучения отложен, поэтому в
будущем будут обнаружены работники с дозами
выше 250 мЗв.
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
22

23. Реагирование вне площадки

Дата
11.03
Время UTC
05:46
t=0
Число
людей
Землетрясение, аварийный останов АЭС, потеря
внешнего электропитания
+1
Цунами, потеря аварийных дизель-генераторов
07:45
+2
Оператор АС (ТЕПКО) доложил о ядерной аварии
+4
Премьер министр возглавил Объединенный и
Локальный аварийные штабы и декларировал ядерную
аварию на национальном уровне
+6
Определена зона эвакуации-1
2 км
1 900
Определена зона эвакуации-2
3 км
6 000
10 км
51 000
20 км
178 000
11:50
12:23
14.03
Радиус
06:37
10:03
12.03
Событие
20:44
+15
Определена зона эвакуации-3
06:36
+23
Взрыв водорода на Блоке 1
09:25
+26
Определена зона эвакуации-4
+87
Взрывы на Блоке 4 (ОЯТ) и Блоке 2
Серьезный выброс продуктов деления в атмосферу
21:00
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
23

24. Выбросы из АС Фукушима Даи-ичи

Выбросы из АС Фукушима Даиичи
Природный
фон =
0,1 мкЗв/ч
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
24

25.

Данные аэрокартирования: Суммарное
выпадение Cs-134 + Cs-137
[1]: 3 000 - 30 000 кБк/м2
[2]: 1 000 - 3 000 кБк/м2
[3]: 600 - 1 000 кБк/м2
[4]: 300 600 кБк/м2
[5]: < 300 кБк/м2
1 Ки/км2 = 37 кБк/м2
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
25

26.

Данные аэрокартирования: Мощность
дозы на уровне земли
Данные в мкЗв/ч,
приведены к
29 апреля 2011 г.
Нормальный природный
фон равен примерно
0.1 мкЗв/ч
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
26

27.

Оценка месячной дозы (12.03 – 24.04)
Накопленная за
12 марта – 24 апреля
эффективная доза
внешнего облучения,
мЗв
1=100
2= 50
3= 10
4= 5
5= 1
27
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
27

28. Выбросы Фукушимы и Чернобыля

Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
28

29. Заключение

Авария на АС Фукушима Даи-ичи показала, что
1. Неукоснительное следование
международным требованиям относительно
обеспечения аварийной готовности и
реагирования позволяет обеспечить защиту
населения и работников даже в условиях
природной катастрофы;
2. Ни одна из произошедших тяжелых аварий
на АС (США, 1979; СССР, 1986 и Япония,
2011) не была рассмотрена при
вероятностном анализе безопасности.
Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
29

30. Спасибо за внимание! Вопросы?

Авария на АС Фукушима-Даиичи 11 марта 2011
30