Радиоэкологическая обстановка в Японии после аварии на АЭС «Фукусима-1»

Введение

 

Среди вопросов, представляющих научный интерес, немногие приковывают  к себе столь постоянное внимание общественности и вызывают так много  споров, как вопрос о действии радиации на человека и окружающую среду. В  промышленно развитых странах не проходит и недели без какой-нибудь демонстрации общественности по этому  поводу. Такая же ситуация может  возникнуть и в развивающихся  странах, которые создают свою атомную  энергетику; есть все основания утверждать, что дебаты по поводу радиации и  ее воздействия вряд ли утихнут в  ближайшем будущем.

 Научный комитет ООН  по действию атомной радиации  собирает всю доступную информацию  об источниках радиации и ее  воздействии на человека и  окружающую среду и анализирует  ее. Он изучает широкий спектр  естественных и созданных искусственно  источников радиации, и его выводы  могут удивить даже тех, кто  внимательно следит за ходом  публичных выступлений на эту  тему.

 Радиация действительно  смертельно опасна. При больших  дозах она вызывает серьезнейшие  поражения тканей, а при малых  может вызвать рак и индуцировать  генетические дефекты, которые,  возможно, проявятся у детей и  внуков человека, подвергшегося  облучению, или у его более  отдаленных потомков.

 Но для основной  массы населения самые опасные  источники радиации – это вовсе  не те, о которых больше всего  говорят. Наибольшую дозу человек  получает от естественных источников  радиации. Радиация, связанная с  развитием атомной энергетики, составляет  лишь малую долю радиации, порождаемой  деятельностью человека; значительно  большие дозы мы получаем от  других, вызывающих гораздо меньше  нареканий, форм этой деятельности, например от применения рентгеновских  лучей в медицине. Кроме того, такие формы повседневной деятельности, как сжигание угля и использование  воздушного транспорта, в особенности  же постоянное пребывание в  хорошо герметизированных помещениях, могут привести к значительному  увеличению уровня облучения  за счет естественной радиации.

Люди во все времена  искали приспособления облегчающие  труд. Развитие от палки-копалки до киборгов с искусственным разумом. Но в отличие от древнего мира, сейчас на работу этих приспособлений нужно  получить огромное количество энергии. Поэтому с развитием техники  развивались и методы её получения. Конец 18 – начало 20 века самым распространенным топливом был уголь, к концу 20 века приоритетными стали нефть, газ  и появилось самое совершенное  топливо – атом.

Атом является еще и очень дешевым видом топлива. Основные затраты уходят только на строительство АЭС, само же обслуживание станции обходится недорого. Поэтому на данный момент энергия атома сейчас самый выгодный вид энергии.

Но рядом с плюсами  атомной энергии неразрывно стоят  и минусы. Это опасность ядерного взрыва. Чернобыльская АЭС – 1986, японские «Фокусима 1» и «Фокусима 2» - 2011. Ученые всего мира пытаются найти новый источник энергии или обезопасить эти. Уже придуманы электростанции, в которых генерация энергии происходит за счёт энергии волн, солнечных батарей и т.д., но этого пока недостаточно, чтобы заменить тепловые и атомные электростанции. Поэтому мы должны мириться с опасностью ядерного засорения.

Чернобыльская катастрофа —  авария, которая произошла 26 апреля 1986 года на Чернобыльской атомной  электростанции (Чернобыльской АЭС) в Украинской СССР (ныне Украина). Она  считается самой тяжелой аварией  на АЭС за всю историю, и единственная классифицируется 7-м уровнем опасности  по Международной шкале ядерных  событий.

Катастрофа началась во время  испытания систем 26 апреля 1986 года на реакторе №4 Чернобыльской АЭС, недалеко от города Припять. Был внезапный  подъем выходной мощности, и когда  была сделана попытка аварийного отключения, произошел ещё более  резкий экстремальный скачок выходной мощности, который привел к разрушению корпуса реактора и серии взрывов.

В результате происшествия компоненты графитового замедлителя  реактора попали в воздух, это вызвало  их воспламенение. Возникший пожар  поднял радиоактивное облако в атмосферу  и рассеял радиоактивные осадки по обширной области, включая Припять. Облако проплыло над обширными регионами  западной части СССР, Восточной, Западной и Северной Европы. Большие территории на Украине, в Белоруссии и России были покинуты, более 336000 жителей переселены. Согласно официальной постсоветской  статистике, около 60% радиоактивных  осадков осело в Белоруссии.

Люди не успели пережить одну беду, как пришла вторая.

11 марта 2011 года в результате  сильнейшего за время наблюдения  землетрясения в Японии на  АЭС произошла радиационная авария  с локальными последствиями, по  заявлению японских авторитетных  лиц — 4-го уровня по шкале  INES в момент начала аварии. Впоследствии  степень тяжести аварии была  повышена до 5 уровня (18 марта, авария  с широкими последствиями), а затем  до 7 уровня (12 апреля, крупная авария) по шкале INES.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общая характеристика атомной электростанции «Фукусима-1»

 

Атомная электростанция Фукусима-1 — АЭС, расположенная в городе Окума в префектуре Фукусима. Её шесть энергоблоков суммарной мощностью 4,7 ГВт делали Фукусиму-1 одной из 25 крупнейших атомных электростанций в мире. Фукусима-1 — это первая АЭС, эксплуатируемая Токийской  энергетической компанией с расово олбанским названием — TEPCO. И хотя неясно, кто, где и чем тёрся, но совершенно очевидно, что строили  они на совесть, понадеявшись на японский авось, рассчитали станцию на семибалльное землетрясение в уютненькой прибрежной зоне, где бывало и девять баллов, и на цунами высотой шесть метров, хотя за последние сто лет минимум  трижды бывало десятиметровое, а один раз (1 сентября 1923 г.) — и больше двадцати метров. Станция была построена по проекту американской фирмы Ebasco.

Реакторные установки  для первого, второго и шестого  энергоблоков были сооружены американской корпорацией General Electric, для третьего и пятого — Toshiba, для четвёртого — Hitachi. Все шесть реакторов спроектированы компанией General Electric. Все строительные конструкции возвела японская строительная компания Kajima.

 

Землетрясение и  авария

 

Чуть более двух лет  назад, 11 марта 2011 года, в Тихом океане у восточного побережья Японии произошло  землетрясение магнитудой от 9,0 до 9,1. Это землетрясение стало сильнейшим в истории страны и вызвало  огромное цунами, которое буквально  смывало дома и автомобили. Максимальная высота волны составила 40,5 метров. В  результате погибли и пропали  без вести более 20 тысяч человек.

Практически сразу после  землетрясения и цунами на АЭС  «Фукусима-1» произошла авария. Работающие реакторы были отключены, однако после  этого внешнее электропитание пропало. Волна затопила резервные дизельные  генераторы, в результате чего вышла  из строя система охлаждения реакторов  на энергоблоках 1, 2 и 3. Произошло расплавление активных зон этих реакторов.

В результате парациркониевой  реакции между цирконием и  водяным паром выделился водород, который привёл к серии взрывов  и разрушению зданий, где были расположены  реакторы.

На 5 и 6 энергоблоках аварии не произошло, поскольку там сохранился дизельный генератор, с помощью  которого удалось охладить два реактора и два бассейна отработанного  ядерного топлива.

Во время ликвидации аварии правительство премьера Японии Наото  Кана активно вмешивалось в этот процесс. Согласно обнародованному  в 2012 году докладу независимой экспертной комиссии, правительство действовало неэффективно и давало ненужные указания, тормозящие ликвидацию аварии.

В результате первого взрыва четверо работников станции были травмированы, все доставлены в больницу. Пострадали также два работника  подрядных организаций. С этого  момента остаётся неизвестным местонахождение  ещё двух сотрудников станции.

В результате второго взрыва, на энергоблоке 3, травмы получили 11 сотрудников  станции, все были транспортированы на АЭС Фукусима II, но лишь один из них  впоследствии был госпитализирован. Два сотрудника станции на блочных  щитах управления блоков 1 и 2 почувствовали  себя плохо от переутомления в  результате работы в изолирующих  дыхательных аппаратах. Отправлены на АЭС Фукусима II для обследования.

Роботы и беспилотные  летательные аппараты из-за сложных  условий и радиации оказались  не в состоянии выполнить их миссии на аварийной ядерной электростанции Фукусима в Японии. Эти роботы, использовавшиеся для осмотра повреждений и  измерения уровня радиации, в течение  трех месяцев оказывали неоценимую помощь специалистам компании Tokyo Electric Power Co. (TEPCO), которые выполняют работы по охлаждению расплавленных ядер трех реакторов и предотвращению утечек радиоактивных материалов в окружающую среду.

Первый робот-неудачник  был разработан Технологическим  институтом Чиба (Chiba Institute of Technology) специально для выполнения спасательных мероприятий  и восстановительных работ в  условиях радиационного или биологического заражения. Этот робот был направлен  глубоко в недра второго реакторного  блока электростанции для оценки количества и загрязнения воды, скопившейся  в подвале здания. Эта работа, являющаяся совершенно невыполнимой для  человека из-за высокого уровня радиации, оказалась сложна и для робота, который застрял в одном из лестничных пролетов. Основной причиной неисправности стало повреждение  кабеля робота, по которому передавалась энергия для его функционирования, команды управления, обратный видеосигнал  с камер и телеметрические  данные. Но не только кабель был виноват  во возникшем сбое, до этого, попав  под воздействие радиации, со сбоями работала электроника системы управления, что стало причиной "неуклюжих" движений робота и порчи соединительного  кабеля.

Вторым роботом, так же потерпевшим фиаско во время работы на Фукусиме, стал летающий робот T-Hawk разработки компании Honeywell. И в этом случае причиной неисправности аппарата стала радиация, которая вызвала сбои в работе электроники, после чего вышел из строя блок управления двигателями. Робот T-Hawk совершил аварийную посадку  на крыше второго реакторного  блока станции и больше не отзывался  ни на какие команды управления, перестав при этом передавать телеметрические  данные. Точная причина того, что  вызвало такую фатальную неисправность, в настоящее время неизвестна.

Представители компании TEPCO и японского правительства объявили о том, что они ожидают полной остановки реакторов к январю месяцу следующего года, когда температура  ядер реакторов будет понижена ниже отметки в 100 градусов Цельсия. Охлаждение реакторов осуществляется за счет прокачки реакторов холодной морской водой, в настоящий момент времени более  чем 110 тысяч тонн воды были прокачаны  через реакторы и загрязнены радиоактивными материалами. Если система очистки  воды не будет восстановлена в  ближайшее время, то в начале июля месяца этого года все резервуары на ядерной станции переполнятся, а к чему это приведет ясно и  без того.

Гоши Хосоно (Goshi Hosono), руководитель кризисной комиссии, созданной японским правительством для ликвидации ядерной  угрозы, заявил, что восстановление системы очистки и обработки  воды является ключевым направлением, в котором ведутся сейчас работы, направленные на ликвидацию последствий  аварии и окончательную остановку  ядерной станции Фукусима.

 

Оперативные мероприятия  во время аварии

 

В момент землетрясения три  работающих энергоблока были остановлены  системой аварийной защиты, которая  сработала в штатном режиме. Однако спустя час было прервано электроснабжение (в том числе и от резервных  дизельных электростанций), предположительно из-за цунами.

В 6:36 по UTC на первом энергоблоке  АЭС произошёл взрыв водорода, в результате которого обрушилась часть  бетонных конструкций. Генеральный  секретарь правительства Японии подтвердил информацию об утечке радиации. С целью охлаждения реактора было принято решение заполнить его  гермооболочку морской водой  с раствором борной кислоты.

равительство Японии сообщило о сложной ситуации на блоке № 3 — вышла из строя система  его аварийного охлаждения. Японские официальные лица уведомили МАГАТЭ, что в 9:20 по местному времени начался  сброс давления в гермооболочке 3-го блока контролируемым выпуском пара. В дальнейшем началась  операция по закачке морской воды для охлаждения реактора.

В 11:01 по местному времени  произошёл взрыв водорода на третьем  энергоблоке станции по тем же причинам, что и на первом. В результате ранения получили 11 человек.

На блоках 1 и 2 начались работы по восстановлению аварийного электроснабжения с помощью мобильных силовых  установок. Продолжалась подача морской  воды с борной кислотой для охлаждения реакторов блоков 1 и 3.

Примерно в 6:20 по местному времени произошёл взрыв на втором блоке АЭС.

В момент взрыва уровень  радиации на промплощадке вырос до 8217 мкЗв/час, но позже снизился на треть. Причиной взрыва, как и в предыдущих случаях, явилось скопление водорода.