Fukushima I -voimalan ydinonnettomuudet

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Fukushima I:n ydinonnettomuudet
Satelliittikuva tuhoutuneista reaktorirakennuksista 16. maaliskuuta 2011
Satelliittikuva tuhoutuneista reaktorirakennuksista 16. maaliskuuta 2011
Päivämäärä 11. maaliskuuta 2011
Tapahtumapaikka Fukushiman prefektuuri, Japani
Syy maanjäristystä ja tsunamia seurasi INES-luokan 7 onnettomuus ydinvoimalassa
Loukkaantuneita 16 työntekijää loukkaantui vetyräjähdyksissä[1]
Fukushiman ydinvoimalan sijainti Japanissa

Fukushima I -voimalan ydinonnettomuudet Japanin itärannikolla, 250 kilometriä Tokiosta pohjoiseen, johtuivat 11. maaliskuuta 2011 tapahtuneesta Tōhokun maanjäristyksestä ja sitä seuranneesta tsunamista. Ydinvoimalan reaktorit 1, 2 ja 3 pysähtyivät automaattisesti maanjäristyksen seurauksena. Maanjäristys vahingoitti sähkölinjoja, ja voimalaitos menetti yhteyden Japanin sähköverkkoon. Sen jälkeen laitos tuotti sähköä jäähdytysjärjestelmille dieselgeneraattoreilla. Noin 50 minuuttia myöhemmin tsunami tuhosi dieselgeneraattorit, voimalaitos jäi yli viikoksi kokonaan ilman sähköä, ja yksi kerrallaan sen jäähdytysjärjestelmät pysähtyivät. Kolmen reaktorin sydämessä polttoaine ylikuumeni ja lopulta suli. Radioaktiivisia aineita vapautui reaktorin polttoaineesta suojarakennukseen ja myöhemmin sieltä ympäristöön.[2]

Onnettomuus luokiteltiin seitsenportaisella INES-asteikolla korkeimpaan luokkaan 7 [3]. Se on maailman toiseksi pahin ydinvoimalaonnettomuus Tšernobylin onnettomuuden jälkeen. Voimalaitoksen lähialueilta (noin 30 kilometrin alueelta) evakuoitiin noin 170 000 henkilöä. Evakuoinnin ansiosta ihmisten saamat säteilyannokset jäivät vähäisiksi. Toisaalta itse evakuointi aiheutti kuolemantapauksia. Suoria säteilyn haittavaikutuksia ei ole havaittu.[4] Laskennallisesti voidaan arvioida, että säteilyaltistus saattaa hieman lisätä eniten altistuneiden ihmisten ja laitoksen työntekijöiden syöpäriskiä. Riskin kasvu on kuitenkin niin pieni, että sitä ei voida tilastollisesti havaita syöpään sairastuneiden lukumäärässä.[5]

Fukushima Daiichi -voimala[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

BWR Mark I -reaktorin poikkileikkaus, joita yksiköt 1-5 ovat. Reaktorin sydän (1) sisältää polttoainesauvat ja säätösauvat (39). Säätösauvojen liikutusyksikkö (31). Paineastiaa (8) ympäröi suojakerros (19), joka on suljettu betonitulpalla (2). Nosturia (26) käytetään siirtämään tulppa tilaan (3) polttoainesauvojen vaihdon ajaksi. Höyryä siirtyy höyrytilasta (11) vesitilaan (24) suuttimien kautta (14) tiivistymään vedeksi (18). Käytetyt polttoainesauvat (27) siirretään jäähtymään altaaseen (5).

Fukushima I -voimalassa on kuusi General Electricin kiehutusvesireaktoria (BWR), teholtaan 439–1067 MW.[6] 1960-luvulla suunniteltujen reaktoreiden heikkouksia ja jäähdytysjärjestelmiä on kritisoitu jo vuonna 1972.[7] Laitoksen omistaa Tokyo Electric Power Company (TEPCO). Laitos kytkettiin verkkoon maaliskuussa 1971. Samanlaisia laitoksia on Yhdysvalloissa 23[8] ja Euroopassa Espanjan Burgosissa.[9] Daiichi tarkoittaa japanin kielellä ensimmäinen, joten Fukushima I -voimalasta käytetään nimeä Fukushima Daiichi. 11 km etelämpänä sijaitsee Fukushima II -voimala eli Fukushima Daini. Siellä ei tapahtunut onnettomuutta. [10]

Tapahtumien kulku[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maanjäristys ja tsunami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

11.3.2011 kello 14:46 Japanin aikaa tapahtui suuri, magnitudin 9.0 maanjäristys meren alla Japanin itärannikolla. Maanjäristys laukaisi reaktoreissa automaattisen pikasulun, joka onnistui, eli ketjureaktio pysähtyi. Ydinreaktori tarvitsee kuitenkin jäähdytystä vielä sammuttamisen jälkeen, koska reaktorissa olevat radioaktiiviset fissiotuotteet hajoavat ja tuottavat jälkilämpötehoa.[2]

Maanjäristys vahingoitti sähkölinjoja, ja voimalaitos menetti yhteyden Japanin sähköverkkoon. Laitoksella oli tätä tilannetta varten 13 dieselgeneraattoria, jotka käynnistyivät automaattisesti ja tuottivat sähköä jäähdytysjärjestelmille. Tässä vaiheessa tilanne oli vielä hallinnassa.[2]

Maanjäristys aiheutti suuren tsunamin, joka saapui Fukushiman laitosalueelle noin 50 minuuttia maanjäristyksen jälkeen. Tsunamin korkeus oli 14–15 metriä. Maanpinta oli laitosalueella 10 metriä merenpinnan yläpuolella, joten tsunami hukutti alueen yli neljä metriä veden alle. Vesi tuhosi dieselgeneraattorit, jotka oli sijoitettu turbiinirakennusten kellareihin. Kuutosyksiköllä yksi generaattori pysyi toiminnassa, koska se oli sijoitettu korkeammalle. Vesi tuhosi myös laitosten sähköjärjestelmät, joten myöhemmin paikalle tuotuja siirrettäviä generaattoreita ei saatu yhdistettyä hätäjäähdytysjärjestelmiin.[2]

Fukushima 1:n alue ilmakuvassa vuonna 1975, jolloin kuudes reaktori oli vielä rakenteilla.

Fukushima Daiichi 1[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Mallinnus reaktorirakennuksesta 1 ennen ja jälkeen räjähdyksen

Ykkösyksikkö oli varustettu kahdella eristyslauhduttimella, joilla voidaan jäähdyttää reaktoria passiivisesti eli ilman sähkövirtaa. Lauhduttimessa on vesiallas, johon on upotettu lämmönvaihdin. Avaamalla venttiilit kuuma höyry virtaa reaktorista putkea pitkin lämmönvaihtimeen, jossa se jäähtyy ja lauhtuu vedeksi. Vesi virtaa toista putkea takaisin reaktoriin ja jäähdyttää sitä. Maanjäristyksen jälkeen Fukushiman työntekijät avasivat ja sulkivat eristyslauhduttimien venttiilejä ja siten säätelivät reaktorin jäähdytystä. Tsunamin saapuessa lauhduttimen venttiilit sattuivat olemaan kiinni. Venttiilien avaamiseen tarvitaan sähköä, joten sähkökatkoksen jälkeen eristyslauhdutinta ei saatu enää toimimaan, koska venttiilien avaaminen ei onnistunut.[2]

Kun eristyslauhdutin lakkasi toimimasta, ykkösreaktoria ei enää saatu jäähdytettyä. Jälkilämpöteho alkoi kiehuttaa vettä pois reaktorista. Noin kolme tuntia maanjäristyksen jälkeen vedenpinnan korkeus reaktorissa oli laskenut polttoainesauvojen yläosan tasolle, ja reaktorin sydän alkoi ylikuumentua. Polttoainesauvojen suojakuoret on tehty zirkoniumista. Kun zirkonium kuumenee, se reagoi kemiallisesti vesihöyryn kanssa ja tuottaa vetyä ja lämpöä. Tämä kiihdyttää reaktorin sydämen kuumentumista, kunnes se alkaa sulaa. Reaktoria yritettiin jäähdyttää pumppaamalla vettä paloautoilla, mutta se keskeytyi monta kertaa, koska veden kuljettaminen rakennuksen lähelle oli vaikeaa tsunamin ja maanjäristyksen jälkeisissä olosuhteissa.[10][2]

Reaktori on paineenkestävän suojarakennuksen sisällä. Suojarakennuksen tehtävä on estää radioaktiivisten aineiden pääsy ympäristöön onnettomuustilanteissa. Kun vesi kiehui reaktorissa, höyry purkautui suojarakennukseen, jolloin suojarakennuksen paine nousi. Estääkseen suojarakennuksen rikkoutumisen ylipaineen takia työntekijät avasivat paineenalennusventtiilit 12.3. iltapäivällä, noin 24 tuntia maanjäristyksen jälkeen. Venttiilien kautta päästettiin höyryä ulos suojarakennuksesta ja sen painetta saatiin alennettua. Samalla ympäristöön pääsi kuitenkin radioaktiivisia fissiotuotteita, jotka olivat vapautuneet sulaneista polttoainesauvoista.[2]

12.3. kello 15.36, eli noin 25 tuntia maanjäristyksen jälkeen, tapahtui vetyräjähdys ykkösyksikön reaktorirakennuksessa, suojarakennuksen ulkopuolella. Räjähdys johtui siitä, että vetyä oli vuotanut ulos suojarakennuksesta korkean paineen takia. Reaktorirakennuksessa vety sekoittui ilman kanssa ja muodosti räjähtävän seoksen. Vetyräjähdys ei vahingoittanut suojarakennusta, mutta se tuhosi reaktorirakennuksen ylimmän kerroksen. Viisi työntekijää loukkaantui räjähdyksessä[1]. [2]

Vuonna 2015 ykkösyksikön tilannetta tutkittiin myoniradiografialla. Kuvien perusteella näyttää, että suurin osa reaktorin polttoaineesta on sulanut ja valunut joko paineastian pohjalle tai, jos paineastia on sulanut puhki, suojarakennuksen lattialle.[11]

Fukushima Daiichi 2[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maanjäristyksen jälkeen kakkosreaktorin jäähdytys hoidettiin RCIC (Reactor Core Isolation Cooling) järjestelmällä. Kun jälkilämpö kiehuttaa vettä reaktorissa, syntyvä höyry virtaa RCIC-turbiinin läpi suojarakennukseen. Samalla akselilla turbiinin kanssa on pumppu, joka pumppaa jäähdytysvettä reaktoriin. RCIC-järjestelmä tarvitsee sähköä vain säätöventtiilien ohjaukseen. RCIC-järjestelmä jatkoi toimintaansa tsunamin jälkeen, vaikka kaikki sähköt olivat poikki.[2]

Kakkosreaktorin onnettomuus eteni hitaammin kuin ykkös- ja kolmosreaktoreilla. 14.3. kello 13, lähes kolme vuorokautta maanjäristyksen jälkeen, havaittiin, että vedenpinnan korkeus kakkosreaktorissa on alkanut laskea. RCIC-järjestelmä oli toiminut näin kauan itsestään, ilman sähkövirtaa, mutta nyt tämänkin reaktorin jäähdytys oli menetetty. Työntekijät yrittivät pumpata jäähdytysvettä reaktoriin palovesipumpuilla, mutta aluksi se ei onnistunut, koska reaktorin paine oli liian korkea. Työntekijät saivat avattua reaktorin paineenalennusventtiilin, ja 14.3. noin kello 20 aloitettiin meriveden pumppaaminen kakkosreaktoriin paloautoilla.[2]

15.3. kuuden aikaan aamulla laitosalueella kuultiin voimakas räjähdys. Koska samoihin aikoihin kakkosyksikön suojarakennuksen yksi painemittari lakkasi toimimasta, aluksi luultiin, että kakkosyksiköllä tapahtui räjähdys. Myöhemmin kuitenkin havaittiin, että räjähdysääni tulikin nelosyksikön reaktorirakennuksesta. Kakkosyksiköllä ei tapahtunut vetyräjähdystä mahdollisesti siksi, että reaktorirakennuksen seinässä oleva luukku oli auennut ja vety pääsi poistumaan sitä kautta.[12]

Samoin kuin ykkösyksiköllä, myös kakkosella reaktorista suojarakennukseen purkautuva höyry nosti suojarakennuksen painetta. Estääkseen suojarakennuksen rikkoutumisen ylipaineen takia työntekijät yrittivät avata suojarakennuksen paineenalennusventtiilejä, mutta se ei onnistunut. Työskentely korkeassa säteilytasossa ilman sähköä ja valoa oli vaikeaa. 15.3. aamulla havaittiin höyryä nousevan kakkosyksikön reaktorirakennuksesta. Samalla säteilyn annosnopeus nousi laitosalueella. Tämä johtui todennäköisesti siitä, että kakkosyksikön suojarakennus oli rikkoutunut ylipaineen takia. Höyry ja radioaktiiviset fissiotuotteet pääsivät rikkoutuneesta suojarakennuksesta reaktorirakennukseen ja sieltä ympäristöön.[2]

Vuonna 2016 kakkosyksikön tilannetta tutkittiin myoniradiografialla. Kuvien perusteella näyttää siltä, että suurin osa polttoaineesta on sulanut ja valunut paineastian pohjalle.[13] Vuonna 2017 suojarakennukseen reaktorin alapuolelle saatiin työnnettyä kamera. Reaktorin alapuolella on metalliritilästä tehtyjä kävelytasoja huoltotöitä varten. Kuvien perusteella osa näistä ritilätasoista on romahtanut. Ritilätasojen päällä näkyy materiaalia, joka näyttää sulaneelta ja uudelleen jähmettyneeltä polttoaineelta, joka on purkautunut suojarakennukseen hajonneesta reaktorin paineastiasta. Materiaalista ei saatu otettua näytettä, josta olisi voitu analysoida, onko se uraania vai jotain muuta.[14] Tammikuussa 2018 saatiin kameran avulla tutkittua suojarakennuksen lattiaa reaktorin alapuolella. Lattialla on soran näköistä materiaalia, joka on todennäköisesti sulanutta ja uudelleen jähmettynyttä polttoainetta. Lisäksi kuvissa näkyy polttoainenipun osia, jotka eivät ole sulaneet. Reaktorin paineastiassa täytyy siis olla melko suuri reikä, jonka läpi nämä osat ovat pudonneet. Kuvista ei pystytä arvioimaan lattialla olevan materiaalin määrää. Vielä ei siis tiedetä, kuinka suuri osa polttoaineesta on reaktorissa ja kuinka suuri osa suojarakennuksen lattialla. Kameran mukana oli säteilymittari. Annosnopeus suojarakennuksessa vaihteli välillä 7–42 Gy/h. [15]

Fukushima Daiichi 3[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kolmosyksikön jäähdytys maanjäristyksen jälkeen hoidettiin samanlaisella turbiinikäyttöisellä RCIC-järjestelmällä kuin kakkosella. Erona oli, että kolmosyksiköllä akut ja niihin liitetty sähköjärjestelmä säilyivät tsunamista huolimatta toiminnassa, joten tasavirtaa oli käytettävissä, vaikka vaihtovirta menetettiin dieselgeneraattorien kastumisen takia. Akuista saatavan sähkön avulla valvomon mittausjärjestelmät toimivat, joten työntekijät pystyivät seuraamaan reaktorin painetta ja vedenpinnan korkeutta ja säätämään RCIC-järjestelmän venttiilejä.[2]

Kolmosyksikön RCIC-jäähdytysjärjestelmä lakkasi toimimasta 12.3. kello 11.36, noin 21 tuntia maanjäristyksen jälkeen. Toinen saman tyyppinen turbiinikäyttöinen jäähdytysjärjestelmä (HPCI, High pressure coolant injection) käynnistyi noin tuntia myöhemmin, ja reaktoriin saatiin taas pumpattua vettä. Noin 36 tuntia maanjäristyksen jälkeen HPCI-järjestelmä pysäytettiin, koska reaktorin paine oli laskenut liian alas ja järjestelmä ei enää toiminut kunnolla. Kolmosyksikön jäähdytys menetettiin siis 13.3. aamuyöllä.[2]

13.3. noin kello 9, reilut 42 tuntia maanjäristyksen jälkeen, kolmosreaktoriin saatiin pumpattua jäähdytysvettä paloautoilla. Samoihin aikoihin käynnistyi suojarakennuksen paineenalennus, eli höyryä ja sulaneesta polttoaineesta vapautuneita radioaktiivisia fissiotuotteita vapautui suojarakennuksesta ympäristöön ilmastointipiipun kautta. Työntekijöillä oli vaikeuksia pitää suojarakennuksen paineenalennusventtiilejä auki, koska siihen tarvittiin paineilmaa. Venttiilit sulkeutuivat ja avattiin uudelleen monta kertaa, ja rakennuksen paine nousi ja laski. Myös jäähdytysveden pumppaus reaktoriin paloautoilla keskeytyi useita kertoja.[2]

Kolmosyksikön reaktorirakennuksessa tapahtui vetyräjähdys 14.3. klo 11.01, eli noin 68 tuntia maanjäristyksen jälkeen. Samoin kuin ykkösyksiköllä kaksi päivää aikaisemmin, vety muodostui höyryn ja zirkoniumin kemiallisessa reaktiossa, kun reaktorin sydän ylikuumeni. Vety vapautui reaktorista suojarakennukseen, vuoti sieltä korkean paineen takia ulos reaktorirakennukseen ja muodosti ilman kanssa räjähtävän seoksen. Räjähdyksessä tuhoutui reaktorirakennuksen ylin kerros, ja 11 työntekijää loukkaantui[1]. [2]

Vuonna 2017 kolmosyksikön tilannetta tutkittiin myoniradiografialla. Kuvien perusteella näyttää siltä, että suurin osa reaktorin polttoaineesta on sulanut. Jonkin verran polttoainetta on todennäköisesti jähmettynyt paineastian pohjalle, ja osa polttoaineesta on valunut rikkoutuneesta paineastiasta suojarakennuksen lattialle.[16]

Fukushima Daiichi 4[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maanjäristyksen aikaan nelosreaktori oli sammutettu huoltoseisokkia varten ja kaikki polttoaine oli siirretty reaktorista käytetyn polttoaineen varastoaltaaseen, joka sijaitsee reaktorirakennuksessa, suojarakennuksen ulkopuolella. Altaassa oli noin 12 metriä vettä, joka toimi säteilysuojana. Polttoaineessa syntyvä jälkilämpö poistettiin jäähdyttämällä altaassa olevaa vettä. Kun tsunami katkaisi laitokselta sähköt, käytetyn polttoaineen varastoaltaan jäähdytys lakkasi toimimasta. Veden lämpötila alkoi nousta, ja lopulta vesi alkoi kiehua. Myös yksiköiden 1–3 käytetyn polttoaineen altaiden jäähdytys menetettiin, mutta niissä oli paljon vähemmän polttoainetta ja siten matalampi jälkilämpöteho kuin nelosyksiköllä. Sen takia nelosyksikön polttoaineallas kuumeni paljon nopeammin.[17]

Sähkökatkoksen takia käytetyn polttoaineen altaan lämpötilamittaus ja vedenpinnan korkeusmittaus lakkasivat toimimasta. Työntekijät eivät tienneet, mikä tilanne altaassa on. 15.3. kuuden aikaan aamulla, noin 87 tuntia maanjäristyksen jälkeen, nelosyksikön reaktorirakennuksessa tapahtui vetyräjähdys. [2][17] Aluksi luultiin, että nelosyksikön käytetty polttoaine olisi ylikuumentunut ja vety olisi syntynyt siellä höyryn ja zirkoniumin reagoidessa kemiallisesti. Jopa Yhdysvaltain ydinturvallisuusviranomaisen johtaja Gregory Jaczko sanoi julkisuudessa, että polttoainealtaasta olisi vesi loppu. Altaaseen yritettiin pudottaa vettä helikoptereilla ja suihkuttaa palokunnan vesitykeillä, mutta vain vähän vettä osui altaisiin. [18] Vasta 22.3., 11 päivää maanjäristyksen jälkeen, saatiin suurempi määrä vettä polttoainealtaaseen käyttäen autoja, joilla normaalisti pumpataan betonia, kun rakennetaan korkeita taloja.[17]

7.5.2011 nelosyksikön käytetyn polttoaineen altaan tilannetta päästiin tutkimaan veteen upotetulla kameralla. Kuvista havaittiin, että polttoaine ei olekaan vaurioitunut.[17] Joulukuussa 2014 kaikki polttoaine saatiin poistettua altaasta.[19] Myöhemmin on selvitetty, että nelosyksikön vetyräjähdys johtuikin vedystä, joka tuli kolmosyksiköltä yhteisen ilmanvaihtojärjestelmän kautta.[2]

Fukushima Daiichi 5 ja 6[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitos- ja kuutosyksiköt oli maanjäristyksen aikaan sammutettu huoltoseisokkia varten. Kuutosyksiköllä yksi dieselgeneraattori oli sijoitettu korkeammalle, ja tsunami ei vahingoittanut sitä. Viitos- ja kuutosreaktorien sähköjärjestelmät oli liitetty toisiinsa, ja yhdellä toimivalla generaattorilla saatiin tuotettua sähköä molempien reaktorien jäähdytykseen. Tämän ansiosta onnettomuudelta vältyttiin näillä reaktoreilla.[2]

Säteilyaltistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Radioaktiivisen jodin ja cesiumin päästöjen arvioidaan olleen kymmenesosa Tšernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuuden päästöstä. Lähialueilta evakuoitiin noin 170 000 henkilöä. Säteilyannokset jäivät vähäisiksi suojelutoimenpiteiden ansiosta. Evakuoidut saivat 1–10 millisievertin suuruisen säteilyannoksen. Kukaan ydinvoimalaitoksen työntekijä tai väestön edustaja ei sairastunut säteilysairauteen tai saanut hoitoa vaativia paikallisia säteilyvammoja. Kuolintapauksia liittyi evakuointiin.[4]

UNSCEAR arvioi, että pidemmällä aikavälillä on epätodennäköistä, että Fukushiman onnettomuus aiheuttaisi väestössä tai voimalaitoksen työntekijöiden suuressa enemmistössä minkäänlaisia myöhempiä terveysvaikutuksia.[20] 28.2.2013 WHO julkaisi raportin ydinonnettomuuden vaikutuksesta ihmisten terveyteen maailmanlaajuisesti. Raportin mukaan onnettomuuden lyhyt- ja pitkäaikaiset vaikutukset ovat olleet ja tulevat olemaan erittäin vähäisiä, ydinvoimalan läheisyydessä sijaitsevia, pahiten saastuneita alueita lukuun ottamatta.[5]

Onntettomuuden aikana säteily nousi paikallisesti huomattavasti viranomaisvaatimuksia korkeammalle tasolle voimalan lähialueella, ja viranomaiset laajensivat suoja-aluetta 30 kilometrin säteelle.[21] Suomi ei suositellut joditablettien syöntiä Japanissa oleskeleville kansalaisilleen, toisin kuin Ruotsi.[22]

Fukushimasta peräisin olevia isotooppeja havaittiin 18. maaliskuuta 2011 myös Kaliforniassa Yhdysvalloissa. Säteilymäärät olivat kuitenkin niin pieniä, että ne alittivat selvästi luonnollisen taustasäteilyn eikä niistä ollut vaaraa terveydelle.[23] Suomessa ensimmäiset merkit Japanin onnettomuudesta peräisin olevista radioaktiivisista aineista havaittiin 23. maaliskuuta 2011. Säteilyturvakeskuksen Helsingin toimitalon katolla olevasta sekä Rovaniemellä sijaitsevasta ilmankerääjästä havaittiin jodin isotooppia I-131 (radiojodi) alle millibecquerel kuutiometrissä ilmaa.[24]

Lisäksi Fukushimasta peräisin olevia isotooppeja on havaittu Japanissa ruoasta ja vedestä. Määrät ovat kuitenkin niin alhaisia, ettei säteilystä aiheudu vaaraa. [19][25] [26]

Onnettomuuden syyt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Onnettomuuden välitön syy oli tsunami, joka rikkoi dieselgeneraattorit, jotka tuottivat sähköä turvallisuusjärjestelmille. Mutta onnettomuuden syitä on analysoitu myös syvällisemmin: Miksi voimalaitos oli niin haavoittuva tsunamia vastaan? Miksi voimayhtiö TEPCO ei ollut parantanut laitoksen turvallisuutta? Miksi Japanin ydinturvallisuusviranomainen ei ollut vaatinut turvallisuusparannuksia?

Fukushiman ydinvoimala rakennettiin 10 metriä merenpinnan yläpuolelle. Tsunameista oli mittaustietoa muutaman sadan vuoden ajalta, ja korkein mitattu tsunami voimalan lähellä oli ollut 3,1 m, joten 10 m:n korkeustaso vaikutti riittävältä. Pohjoisempana oli mitattu paljon suurempia tsunameja, mutta sen ajateltiin johtuvan rannikon erilaisesta muodosta. 2000-luvulla voimayhtiö TEPCO analysoi mahdollisia tsunameja laskennallisesti ja arvioi, että 6,1-metrinen tsunami olisi mahdollinen. Toisella menetelmällä laskettiin, että laitokselle voisi osua jopa 15,7-metrinen tsunami, mutta TEPCO ei pitänyt tätä laskentamenetelmää luotettavana eikä tehnyt sen takia laitosmuutoksia. Onnettomuuden aiheuttanut tsunami oli 14–15 m korkea. Koska mahdollisen tsunamin korkeus oli aliarvioitu, dieselgeneraattorit ja muut sähköjärjestelmät oli sijoitettu tulvalle alttiiseen paikkaan kellarikerrokseen.[27]

Olennainen osa ydinturvallisuutta on käyttökokemustoiminta: vaaratilanteista pyritään oppimaan ja estämään samanlaisen tapahtuman toistuminen. Fukushiman ykkösreaktorilla sattui vuonna 1991 tapaus, jossa vesiputki alkoi vuotaa turbiinirakennuksen kellarissa. Vesi valui oviaukosta huoneeseen, jossa dieselgeneraattorit sijaitsivat. Tämä paljasti kyseisen huoneen alttiuden tulvariskeille. TEPCO ei silti tehnyt mitään estääkseen vastaavan tilanteen toistumisen, eikä Japanin viranomainen vaatinut sitä.[27]

Kaikilla kolmella onnettomuusreaktorilla oli puolipassiiviset jäähdytysjärjestelmät. Puolipassiivinen tarkoittaa, että niiden käynnistämiseen ja tehon säätämiseen tarvitaan sähköä (akuista saatava virta riittää tähän), mutta muuten ne toimivat ilman sähkövirtaa. Ykkösreaktorin puolipassiivisen jäähdytysjärjestelmän venttiilit sattuivat olemaan kiinni sillä hetkellä, kun tsunami aiheutti sähkökatkoksen, ja järjestelmää ei saatu sen jälkeen käynnistettyä. Sen sijaan kakkos- ja kolmosreaktorin puolipassiiviset jäähdytysjärjestelmät jatkoivat toimintaansa sähkökatkoksesta huolimatta. Kakkosreaktorilla järjestelmä toimi paljon odotettua pidempään, lähes kolme vuorokautta, ja kolmosreaktorillakin noin puolitoista vuorokautta. Puolipassiiviset järjestelmät olivat siis haavoittuvia sähkökatkoksessa, mutta kakkos- ja kolmosreaktorilla niistä oli kuitenkin hyötyä, koska ne viivästyttivät reaktorin sydämen sulamista huomattavasti.[27]

Onnettomuuden aikana ykkös- ja kolmosreaktoreilla suojarakennuksen painetta alennettiin hallitusti päästämällä höyryä ulos paineenalennusventtiileiden kautta. Höyryn mukana ympäristöön pääsi kuitenkin myös radioaktiivisia aineita. Osa näistä aineista olisi voitu pidättää suodattimiin ja siten pienentää päästöjä ympäristöön, mutta Fukushiman suojarakennusten paineenalennusjärjestelmissä ei ollut suodattimia. Tämä oli tyypillistä 1960-luvulla suunnitelluille reaktoreille, mutta Japanissa suodattimien lisäämistä ei myöhemminkään katsottu tarpeelliseksi.[27]

Työntekijöiden toimintaa onnettomuuden aikana vaikeuttivat hankalat olosuhteet maanjäristyksen ja tsunamin jälkeen. Kulkuyhteydet laitokselle olivat huonot, koska maanjäristys oli katkaissut teitä. Tsunami oli levittänyt romua ympäri laitosaluetta, mikä vaikeutti autokuljetuksia alueella. Vetyräjähdykset reaktorirakennuksissa lennättivät vielä radioaktiivista betoniromua alueelle, mikä vaikeutti työntekijöiden toimintaa entisestään. Onnettomuustilanne jatkui pitkän ajan, ja väsyneet työntekijät joutuivat työskentelemään useita päiviä.[27]

Fukushiman laitokselle oli tehty todennäköisyyspohjainen turvallisuusanalyysi (PSA, Probabilistic Safety Assessment), mutta se oli pahasti puutteellinen. Siinä analysoitiin vain laitoksen sisäisiä uhkia, kuten jäähdytysveden vuotoja, mutta jätettiin kokonaan huomioimatta tulvat, tsunamit ja äärimmäiset sääilmiöt. Aliarvioitu onnettomuustodennäköisyys aiheutti liiallisen luottamuksen laitoksen turvallisuuteen ja selittää sen, miksi turvallisuusparannuksia ei pidetty tarpeellisina. Japanin viranomainen ei vaatinut tekemään kunnollista, kattavaa PSA:ta, vaikka kansainvälisen atomienergiajärjestö IAEA:n mukaan sellainen olisi paljastanut laitoksen turvallisuuden heikkoudet.[27]

Vanhojen ydinvoimaloiden turvallisuusparannuksia haittasi myös huoli ydinvoima-alan julkisuuskuvasta. Japanissa ajateltiin, että kansalaisten silmissä turvallisuusparannusten tekeminen tarkoittaisi sen myöntämistä, että ydinvoimalat eivät aikaisemmin olleetkaan turvallisia, vaikka näin oli vakuuteltu. Jatkuvan parantamisen periaatteen selittäminen kansalaisille saattaa olla vaikeaa.[27]

Japanin viranomainen ei vaatinut voimayhtiötä tekemään analyysejä Fukushiman voimalan käyttäytymisestä vakavassa onnettomuudessa. Japanilaiset tyytyivät analysoimaan lievempiä onnettomuustilanteita ja olettivat, että kaikissa sähkökatkostilanteissa sähköt pystytään palauttamaan nopeasti. Vakavien onnettomuuksien analysointia ei pidetty tarpeellisena, koska ”japanilaisia laitoksia pidetään (japanilaisten mielestä) tarpeeksi turvallisina onnettomuuksia ehkäisevien toimenpiteiden johdosta”, kuten IAEA kirjoitti vuonna 2007.[27]

Ennen Fukushiman onnettomuutta Japanin ydinturvallisuutta valvova viranomainen oli NISA (Nuclear and Industrial Safety Agency), jolla oli siis sama tehtävä kuin Suomessa Säteilyturvakeskuksella. IAEA on kritisoinut NISAn toimintaa. NISA oli kauppa- ja teollisuusministeriö METIn alainen, ja ministeriön tehtäviin kuului ydinvoiman käytön edistäminen. NISA ei siis ollut riippumaton viranomainen. NISAn työntekijöiden, kuten muidenkin valtion virkamiesten, odotettiin vaihtavan työtehtävää parin vuoden välein. Jatkuvien tehtävämuutosten takia työntekijöille ei kertynyt syvällistä asiantuntemusta työkokemuksen kautta. Myös rahoituksen vähentäminen heikensi NISAn resursseja. NISAlla ei ollut oikeutta kirjoittaa sitovia turvallisuusvaatimuksia ydinvoimaloille, vaan vaatimuksista päätettiin ylempänä valtionhallinnossa. NISAlla ei ollut oikeutta määrätä turvallisuusparannuksia vanhoihin ydinvoimaloihin, kunhan ne täyttivät vaatimukset, jotka olivat voimassa rakentamisluvan myöntämisen aikaan. Laki määräsi tarkasti, millaisia tarkastuksia NISA sai tehdä ydinvoimaloissa ja missä tilanteissa. Viranomaisella ei siis ollut oikeutta yllätystarkastuksiin. Onnettomuuden jälkeen Japani lakkautti NISAn ja perusti uuden viranomaisen NRA:n (Nuclear Regulation Authority), joka on ympäristöministeriön alainen. NRA uudisti kokonaan Japanin viranomaisvaatimukset ydinvoimaloiden turvallisuudesta.[27]

Kansainvälinen reaktio[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ydinvoimaa vastustavien järjestöjen arvioita[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Amerikkalaisen ydinvoimaa vastustavan Union of Concerned Scientists -yhdistyksen David A. Lochbaum huomioi, että käytettyjen polttoainesauvojen säilytysaltaat reaktorirakennusten yläkerroksissa reaktorisydämen suojarakennuksen ulkopuolella saattavat päästää ilmaan vielä enemmän haitallista säteilyä kuin mahdollinen ydinreaktorin sulaminen, jos altaat pääsevät kuivumaan ja polttoainesauvat syttymään tuleen.[28] Tämä mahdollisesti vakava voimaloiden turvallisuuspuute käytetyn polttoaineen säilytyksessä havaittiin viimeistään vuonna 1989, mutta kustannussyistä mitään korjausta ei vaadittu ainakaan amerikkalaisiin [29] voimaloihin.

Liike-elämä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Onnettomuuden seurauksena monien ydinvoimaa käyttävien energiayritysten osakekurssit laskivat, kun taas joidenkin uusiutuvaa energiaa käyttävien yritysten osakekurssit nousivat.[30]

Kronologia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kellonajat ovat Japanin aikaa. Lähteenä [2], paitsi niissä kohdissa, joissa on mainittu joku muu lähde.

  • 11.3.2011 klo 14.46: Maanjäristys, reaktorien pikasulku. Voimalaitos menetti yhteyden sähköverkkoon. Dieselgeneraattorit käynnistyivät.
  • 11.3.2011 klo 15.36: Tsunami. Dieselgeneraattorit pysähtyivät. Sähkökatkos. Ykkösreaktori menetti jäähdytyksen.
  • 11.3.2011 klo 20.50: Evakuoinnit aloitettiin.
  • 11.3.2011 klo 21.51: Ykkösyksikön reaktorirakennuksessa mitattiin korkeita säteilytasoja. Tämä osoitti, että reaktorin sydän on vaurioitunut.
  • 12.3.2011 klo 4.00: Ensimmäinen jäähdytysveden pumppaus ykkösreaktoriin paloautolla. (Pumppaus keskeytyi myöhemmin monta kertaa.)
  • 12.3.2011 klo 14–14.30: Ykkösyksikön suojarakennuksen paineenalennusventtiilit avattiin.
  • 12.3.2011 klo 15.36: Vetyräjähdys ykkösyksikön reaktorirakennuksessa.
  • 13.3.2011 klo 2.42: Kolmosreaktori menetti jäähdytyksen.
  • 13.3.2011 klo 8.41: Kolmosreaktorin suojarakennuksen paineenalennusventtiilit avattiin.
  • 13.3.2011 klo 9.25: Jäähdytysveden pumppaus kolmosreaktoriin paloautolla aloitettiin.
  • 14.3.2011 klo 11.01: Vetyräjähdys kolmosyksikön reaktorirakennuksessa.
  • 14.3.2011 klo 13: Huomattiin, että kakkosreaktorin vedenpinnan korkeus laskee, joten jäähdytys on menetetty.
  • 14.3.2011 n. klo 20: Meriveden pumppaus kakkosreaktoriin paloautolla aloitettiin.
  • 15.3.2011 klo 6.14: Vetyräjähdys nelosyksikön reaktorirakennuksessa.
  • 15.3.2011 klo 9.00: Mitattiin korkein säteilyn annosnopeus (12 millisievertiä tunnissa) laitosalueen portilla.
  • 20.3.2011 klo 15.46: Sähköt saatiin palautettua ykkös- ja kakkosyksiköille.
  • 22.3.2011: Nelosyksikön käytetyn polttoaineen altaaseen saatiin pumpattua suurempi määrä jäähdytysvettä.
  • 26.3.2011: Sähköt saatiin palautettua kolmos- ja nelosyksiköille.
  • 4.4.2011: Ydinvoimayhtiö Tepco aikoi laskea 11 500 tonnia radioaktiivista vettä kansainväliseen mereen. [31] Radioaktiivisten jätteiden laskeminen meriin on kielletty kansainvälisellä sopimuksella. Japanin terveysministeriön mukaan Ibarakin maakunnassa kalassa havaittiin radioaktiivista jodia yli asetetun raja-arvon.[32] Useat tiedotusvälineet kertoivat meressä mitatun säteilymäärän ylittäneen sallitun rajan 7,5- tai 10-miljoonakertaisesti. Raporteissa oli kuitenkin satakertainen virhe.[33]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Emergency Responses and Health Consequences after the Fukushima Accident; Evacuation and Relocation. Clinical Oncology, 1.4.2016, nro 4, s. 237–244. doi:10.1016/j.clon.2016.01.002. ISSN 0936-6555. Artikkelin verkkoversio. en
  2. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s The Fukushima Daiichi Accident. Report by the Director General (Luvut 2.1 ja 2.2.3) 2015. International Atomic Energy Agency. Viitattu 13.11.2017.
  3. Ydinlaitos- ja säteilytapahtumien kansainvälinen vakavuusasteikko INES 2015. Säteilyturvakeskus. Viitattu 17.10.2018.
  4. a b Fukushiman ydinvoimalaitoksen onnettomuus 20.3.2017. Säteilyturvakeskus. Viitattu 16.11.2017.
  5. a b Global report on Fukushima nuclear accident details health risks 28.2.2013. World Health Organization. Viitattu 17.10.2018.
  6. List of Reactors (html) International Nuclear Safety Center Database. 12.3.2011. Viitattu 13.3.2011. (englanniksi)
  7. Tom Zeller Jr.: Experts Had Long Criticized Potential Weakness in Design of Stricken Reactor 15.3.2011. New York Times. Viitattu 21.7.2018.
  8. http://openchannel.msnbc.msn.com/_news/2011/03/13/6256121-general-electric-designed-reactors-in-fukushima-have-23-sisters-in-us
  9. http://www.elpais.com/articulo/internacional/Fukushima/Garona/nucleares/hermanas/elpepiint/20110313elpepiint_7/Tes
  10. a b Fukushima Accident - World Nuclear Association www.world-nuclear.org. Viitattu 13.11.2017.
  11. Muon data confirms fuel melt at Fukushima Daiichi 1 World Nuclear News. 23.3.2015. Viitattu 13.11.2017.
  12. Fukushima nuclear accident analysis report (Luku 11.2) 20.6.2012. Tokyo Electric Power Company. Viitattu 15.11.2017.
  13. Locating fuel debris inside the Unit 2 reactor using a muon measurement technology at Fukushima Daiichi nuclear power station 28.6.2016. Tokyo Electric Power Company. Viitattu 15.11.2017.
  14. Unit 2 primary containment vessel investigation at Fukushima Daiichi nuclear power station 15.2.2017. Tokyo Electric Power Company. Viitattu 15.11.2017.
  15. Fukushima Daiichi nuclear power station Unit 2 primary containment vessel internal investigation results 1.2.2018. Tokyo Electric Power Company. Viitattu 5.2.2018.
  16. Locating fuel debris inside the Unit 3 reactor using a muon measurement technology at Fukushima Daiichi nuclear power station 28.9.2017. Tokyo Electric Power Company. Viitattu 16.11.2017.
  17. a b c d Status report on spent fuel pools under loss-of-cooling and loss-of-coolant accident conditions (Luku 4) 4.5.2015. OECD Nuclear Energy Agency. Viitattu 16.11.2017.
  18. Helikoptereista tonneittain vettä ydinvoimalaan - aika käy vähiin Yle Uutiset. Viitattu 16.11.2017.
  19. a b Fukushiman ydinvoimalaitoksen sotkujen siivoaminen etenee, mutta kestää kauan 9.3.2017. Säteilyturvakeskus. Viitattu 16.11.2017.
  20. No Immediate Health Risks from Fukushima Nuclear Accident Says UN Expert Science Panel United Nations Information Service. 31.5.2013. Wien.
  21. Radiation fears after Japan blast BBC News. 15.3.2011. BBC. Viitattu 15.3.2011. (englanniksi)
  22. Suomella ja Ruotsilla eri suositukset joditableteista YLE UUtiset. 19.3.2011. Viitattu 19.3.2011.
  23. AP, Reuters: Fukushiman päästöt saavuttivat Yhdysvallat YLE Uutiset. 18.3.2011. Viitattu 19.3.2011. (suomeksi)
  24. Taloussanomat: Fukushiman radioaktiiviset aineet levisivät Suomeen Säteilyturvakeskus. 23.3.2011. Viitattu 23.3.2011. (suomeksi)
  25. AFP,AP: Ruoassa epänormaalia säteilyä Japanissa YLE Uutiset. 19.3.2011. Viitattu 19.3.2011. (suomeksi)
  26. Reuters: Japan quake costliest ever Reuters. 23.3.2011. Viitattu 23.3.2011. (englanniksi)
  27. a b c d e f g h i The Fukushima Daiichi Accident, technical volume 2/5 2015. International Atomic Energy Agency. Viitattu 21.10.2018.
  28. Broad, William J. & Hiroko Tabuchi: In Stricken Fuel-Cooling Pools, a Danger for the Longer Term The New York Times. 14.3.2011. The New York Times Company. Viitattu 16.3.2011. (englanniksi)
  29. NRC: Beyond Design Basis Accidents in Spent Fuel Pools nrc.gov. 24.4.1989. Viitattu 17.3.2011.
  30. Stuart, Becky: Nuclear power comes under attack; solar stocks increase pv magazine. 14.3.2011. Viitattu 16.3.2011. (englanniksi)
  31. Tepco päästää tonneittain saastunutta vettä mereen yle 4.4.2011
  32. Japani asettaa kalalle säteilyrajan yle 4.4.2011
  33. http://www.bbc.co.uk/news/world-asia-pacific-12877198